[WYLOGUJ SIĘ]




Laboratorium myślenia. Diagnoza nauczania przedmiotów przyrodniczych w Polsce 2011–2014

rodzaj publikacji: raport z badań, powstały w ramach badania Laboratorium myślenia – diagnoza nauczania przedmiotów przyrodniczych w Polsce | obszar: 1. Podstawy programowe i rozwój dydaktyk przedmiotowych

wydany: 2015 (wrzesień) | opubl. w internecie: tutaj | zobacz plik: PDF

autorzy: Elżbieta Barbara Ostrowska, Krzysztof Spalik, (Artur Pokropek - Załącznik 1)

jednostka: Zespół Dydaktyk Szczegółowych - Pracownia Przedmiotów Przyrodniczych (ZDS/PPP)

opis lub streszczenie:

Cele. Podstawowym celem badania Laboratorium myślenia była diagnoza umiejętności absolwentów gimnazjum w zakresie przedmiotów przyrodniczych: biologii, chemii, fizyki i geografii, w kontekście zmiany podstawy programowej. Badanie prowadzone było w latach 2011–2014 i objęło ostatni rocznik gimnazjalistów kształconych według starej podstawy programowej oraz 3 roczniki nauczane według nowej podstawy. Duży nacisk położono na pomiar takich kluczowych umiejętności rozumowania w naukach przyrodniczych, jak: wybór hipotez, planowanie eksperymentu, wyszukiwanie i krytyczna analiza informacji, wnioskowanie naukowe. Jednocześnie badaniu towarzyszyło upowszechnianie zadań mierzących wymagania nowej podstawy programowej i służących diagnozie umiejętności rozumowania w naukach przyrodniczych.

Metodologia. Pomiaru umiejętności uczniów dokonywano na ogólnopolskiej reprezentatywnej próbie 180 szkół ponadgimnazjalnych w latach 2011–2014, na początku każdego roku szkolnego, tak by wpływ nowej szkoły na wiedzę uczniów był niewielki oraz by efekt nowej szkoły korzystnie wpływał na wysoką motywację uczniów do udziału w badaniu. W każdej szkole badano dwa oddziały, co pozwoliło osiągnąć próbę na poziomie ponad 7000 uczniów w każdym cyklu badania. Dodatkowo, w 2013 r. powiększono próbę o uczniów klasy drugiej. W każdym cyklu wykorzystywano 208 zadań zamkniętych, na które złożyły się po 52 zadania z biologii, chemii, fizyki i geografii. Zadania zostały umieszczone w 16 wersjach testów w taki sposób, by zarówno trudność, jak i czas rozwiązywania każdej wersji były podobne. Po każdym cyklu pewną część zadań wymieniano, pozostawiając część zadań (tzw. zadania linkowe), co umożliwiło porównanie wyników między cyklami. Łącznie wykorzystano 321 zadań, w tym 94 zadania linkowe. Oprócz rozwiązywania zadań, uczniowie odpowiadali na pytania kontekstowe kwestionariusza. Wyniki badania poddano skalowaniu z wykorzystaniem metody IRT ze średnią ustawioną na poziomie 500 punktów oraz z odchyleniem standardowym równym 100 punktów w pierwszym roku badania (2011 r.).

Wyniki. Między 2011 a 2014 r. średnie wyniki uczniów wzrosły we wszystkich przedmiotach, osiągając w 2014 r. poziom 516 pkt. dla biologii, 523,5 pkt. dla chemii, 513 pkt. dla fizyki i 515 pkt. dla geografii. Na podstawie analizy treści zadań oraz wyników uczniów opisano sześć poziomów umiejętności, każdy o rozpiętości 60 pkt. z domkniętą dolną granicą i otwartą górną granicą przedziału; dolną granicę I poziomu umiejętności wyznaczono na wysokości 360 pkt. W latach 2010–2014 odsetek uczniów na poziomie I i tych, którzy nie osiągnęli tego poziomu, wynosił ok. 18–22%. Wzrósł natomiast udział uczniów na najwyższym poziomie z ok. 6% w 2011 r. do 9–11% w latach 2012–2014. Sugeruje to, że na zmianach podstawy przedmiotowej najbardziej skorzystali najlepsi uczniowie. Beneficjentami zmiany były także dziewczęta. Dla biologii i chemii średni wynik dziewcząt był statystycznie istotnie wyższy od wyniku chłopców we wszystkich cyklach badania. Pod względem wyniku z fizyki chłopcy byli średnio statystycznie istotnie lepsi od dziewcząt w 1., 3. i 4. cyklu badania, natomiast w 2. cyklu wyniki chłopców i dziewcząt były podobne. W wypadku geografii w 1. cyklu chłopcy byli lepsi od dziewcząt, w 2. i 3. cyklu brak było istotnej statystycznie różnicy, natomiast w 4. cyklu dziewczęta osiągnęły lepsze wyniki od chłopców. Istnieją wyraźne różnice umiejętności uczniów rozpoczynających poszczególne rodzaje szkoły ponadgimnazjalnej – najwyższy przeciętny wynik osiągnęli uczniowie, którzy wybrali licea ogólnokształcące, natomiast uczniowie, którzy wybrali zasadnicze szkoły zawodowe, mieli najniższy średni wynik. Różnica między głównymi typami szkół pogłębiała się w trakcie badania, zwłaszcza między zasadniczymi szkołami zawodowymi a innymi szkołami. Między kolejnymi edycjami badania nie zmieniała się struktura wyborów edukacyjnych ze względu na płeć – w liceach 62–65% uczniów stanowiły dziewczęta, natomiast 60% i 70% uczniów techników i zasadniczych szkół zawodowych to chłopcy. Znacznie więcej chłopców niż dziewcząt oczekuje też zakończenia formalnej edukacji na zasadniczej szkole zawodowej lub średniej zawodowej, natomiast znacznie więcej dziewcząt niż chłopców chciałoby ukończyć studia II stopnia. Jedynie ok. 3% chłopców i dziewcząt uważa, że wystarczy im ukończenie liceum. Aż 12% uczniów deklaruje chęć uzyskania stopnia lub tytułu naukowego. Wyniki ankiety dotyczącej metod pracy nauczycieli na lekcji sugerują, że wciąż dominuje metoda podawcza i w tym zakresie nie zaszły w trakcie badania zasadnicze zmiany. Wyraźnie wzrosło jedynie wykorzystanie pomocy multimedialnych przez nauczycieli.

summary:

Goals. The basic goal of the study Laboratory of Thinking was to diagnose the skills of lower secondary school leavers in science subjects: biology, chemistry, physics and geography, in the context of core curriculum change. The study was performed in the period 2011–2014 and covered the last year of lower secondary school students who were educated according to the old core curriculum and 3 years of students taught in accordance with the new core curriculum. A strong emphasis was placed on the measurement of the key scientific thinking skills, such as selection of hypotheses, planning an experiment, searching for and critical examination of information and scientific reasoning. At the same time, the study was accompanied by the popularisation of the pedagogical measurement tools, constructed on the basis of the new core curriculum and used to diagnose scientific thinking skills.

Methodology. Measurement of student skills was carried out on a national representative sample of 180 upper secondary schools in the period 2011–2014, at the beginning of each school year, so that the impact of the new school on students’ knowledge would be limited and the effect of a new school would result in a high motivation of students to participate in the study. In every school, two classes were examined, which led to a sample of more than 7000 students in each study cycle. In addition, the sample was increased in 2013 by two classes at the level of the second grade. In each cycle, 208 multiple-choice questions were used, comprising 52 problems each in biology, chemistry, physics and geography. The questions were placed in 16 versions of tests in such a way that both the
difficulty and the time necessary for solving each version were similar. After each cycle, some tasks were replaced, leaving, however, some linking items, which enabled comparisons of results between cycles. In total, 321 items were used including 94 linking ones. Besides solving problems, students answered contextual questionnaire questions. The results were analysed using the IRT method with the mean set at 500 points and standard deviation equal to 100 points in the first year of the study (2011).

Results. In the course of the study, the average student results increased for all subjects, reaching in 2014 the level of 516 points for biology, 523.5 points for chemistry, 513 points for physics and 515 points for geography. The increase was statistically significant for each subject. Based on an analysis of the content of the tasks and students’ results, six levels of skill were described, each spanning 60 points with the lower range limit closed and the upper range limit open; the lower limit of the 1 st  skill level was set at 360 points. In 2010–2014, the proportion of students who were below the 2 st  level was ca. 18–22%. The share of students at the highest level grew
from 6% to 9–11%. This suggests that able students benefited the most from the change of the core curriculum. Also girls benefited from the change. For biology and chemistry, the average girls’ score was statistically significantly higher than the results of boys in all study cycles. In terms of the physics result, boys were, on average, statistically significantly better than girls in the 1st, 3rd, and 4th study cycles, while the results of boys and girls were similar in the 2 nd  cycle. In the case of geography, boys were better than girls in the 1st  cycle, there was no statistically significant difference in the 2 nd  and 3 rd  cycles, while girls obtained better results than boys in the 4th cycle. A clear connection between the level of skill of students and their choice of upper secondary school was observed – the highest average result was obtained by students who selected general secondary school, while students who chose basic vocational schools had the lowest average score. The difference between the major types of schools deepened during the study, especially between basic vocational schools and other schools. Between subsequent editions of the study, the structure of educational choices in terms of gender did not change – 62–65% of general upper secondary school students were girls, while 60% and 70% of technical upper secondary school students and basic vocational school students respectively were boys. Many more boys than girls declared that they would end their education in a basic vocational school or secondary vocational school, while many more girls than boys would like to complete 2 nd  cycle studies. Only ca. 3% of boys and girls thought that completion of the general secondary school would be sufficient for them. As many as around 12% of students declared a willingness to obtain an academic degree. The survey results concerning the method of teachers’ work in classrooms suggest that the presentation method is still dominant and no major changes occurred during the study. However, the use of multimedia teaching resources by teachers grew considerably.