Univerzita Karlova v Praze. Matematicko-fyzikální fakulta DIPLOMOVÁ PRÁCE. Karel Havlíček. Přírodovědné úlohy typu PISA na českých školách

Transkript

1 Univerzita Karlova v Praze Matematicko-fyzikální fakulta DIPLOMOVÁ PRÁCE Karel Havlíček Přírodovědné úlohy typu PISA na českých školách Katedra didaktiky fyziky Vedoucí diplomové práce: RNDr. Dana Mandíková, CSc. Studijní program: Fyzika Studijní obor: učitelství fyziky matematiky pro SŠ Praha 2014

2 Poděkování Rád bych tímto poděkoval všem členům kateder vyučujících budoucí učitele přírodních věd na univerzitách v ČR, kteří mi umoţnili testovat schopnosti svých studentů a pomohli mi s realizací tohoto výzkumu. Bez jejich pomoci, by nebyla ţádná data, na nichţ bych mohl tuto práci postavit. Především bych chtěl poděkovat své vedoucí RNDr. Daně Mandíkové, CSc. Její trpělivost, odborné rady a mnoţství času, který této práci obětovala, bylo pro zdárné dokončení této práce klíčové.

3 Prohlašuji, ţe jsem tuto diplomovou práci vypracoval samostatně a výhradně s pouţitím citovaných pramenů, literatury a dalších odborných zdrojů. Beru na vědomí, ţe se na moji práci vztahují práva a povinnosti vyplývající ze zákona č. 121/2000 Sb., autorského zákona v platném znění, zejména skutečnost, ţe Univerzita Karlova v Praze má právo na uzavření licenční smlouvy o uţití této práce jako školního díla podle 60 odst. 1 autorského zákona. V Praze dne... podpis

4 Název práce: Přírodovědné úlohy typu PISA na českých školách Autor: Karel Havlíček Katedra / Ústav: Katedra didaktiky fyziky Vedoucí diplomové práce: RNDr. Dana Mandíková, CSc., katedra didaktiky fyziky Abstrakt: Tato diplomová práce zkoumá schopnost řešit přírodovědné úlohy typu PISA, obeznámenost s nimi a strategie volené při jejich řešení. Tomuto šetření byli podrobeni jak ţáci 9. tříd, tak studenti učitelství přírodních věd a malý soubor učitelů z praxe. V úvodu je stručně popsána charakteristika výzkumu PISA, jeho proměny v oblasti přírodovědné gramotnosti pro rok 2015 a vývoj výsledků českých ţáků do roku Dále práce obsahuje popis autorského výzkumu. Tedy proces tvorby testu, popis dostupného vzorku respondentů a jejich výsledky. Hlavní částí práce je pak podrobnější analýza těchto výsledků. Cílem analýzy bylo zjistit, jak si s úlohami poradí v porovnání s ţáky jejich současní či budoucí učitelé. Dalšími zkoumanými jevy byly například, zda některé dílčí statistické výsledky výzkumu PISA nejsou důsledkem taktických rozhodnutí při řešení časově omezeného testu a jak velký má na výsledky vliv motivace respondentů. Součástí práce jsou i tři úlohy ilustrující nový koncepční rámec výzkumu PISA Jedna je trendová, dvě další, které jsou nové, jsem překládal. Klíčová slova: přírodovědné úlohy, výzkum PISA, dotazníkové šetření, učitelé přírodovědných předmětů, 15-18tiletí studenti Title: Science problems of PISA type at czech schools Author: Karel Havlíček Department: Department of Physics Education Supervisor: RNDr. Dana Mandíková, CSc., Department of Physics Education Abstract: This diploma thesis examines the ability of people to solve scientific tasks in PISA research, how well is PISA known and what strategies are used when solving these tests. Subjects of this research were students of ninth grade of elementary school, university students of pedagogy (future science teachers) and small group of in-service science teachers. Basic characteristic of the PISA research, its methods and how will they change in year 2015 are given in the beginning of this work. The following chapters contain information about my own research, namely what tasks and questions were selected for the test and description of the sample of respondents. Majority of the work focuses on detailed analysis of their results. Aim of this analysis was to compare pupils with their current or future teachers and explore how their results are linked to their motivation or familiarity with PISA research. This work also contains three examples of tasks illustrating new framework for PISA 2015, two of which I translated to Czech. Keywords: science problems, PISA research, survey, science teachers, years old students

5 Obsah Úvod Základní informace o výzkumu PISA Pouţité metody Prezentace výsledků Přírodovědná gramotnost Přírodovědné vědomosti Kompetence Kontext a situace Postoje Změny PISA Přírodovědné úlohy Typy otázek Způsob vyhodnocování odpovědí Změny PISA Celkové výsledky našich ţáků v časovém vývoji Tvorba vlastního testu a dotazníku Testované skupiny Ţáci Bakaláři a Magistři Učitelé Výsledky jednotlivých úloh Skleníkový efekt Kyselý déšť Klimadiagramy Mars Chlebové těsto Rozmanitost ţivé přírody Krémy na opalování Sprint na sto metrů Výsledky dotazníkového šetření Výzkum PISA, motivovanost Postup při řešení testu Některé aspekty úloh Analýza výsledků testů a dotazníků Úspěšnosti při řešení úloh PISA Úspěšnost u otázek s otevřenou odpovědí Úspěšnost u otázek z a o přírodních vědách Počty neřešených otázek Úspěšnost při řešení otázek z jiného oboru neţ respondent studuje Vztah úspěšnosti při řešení úloh a obeznámenosti s výzkumem PISA Vztah úspěšnosti při řešení úloh a motivovanosti respondenta Přijdou vám tyto úlohy zajímavé? Přijdou vám tyto úlohy uţitečné? Bavilo vás řešení těchto úloh? Ukázka úloh PISA

6 10.1 Úloha 1: Skleníkový efekt Úloha 2: Kouření Úloha 3: Hrnec Zeer Závěr Seznam pouţité literatury Seznam tabulek Seznam grafů Příloha 1: 60 Minutový test Příloha 2: 30 Minutový test Příloha 3: Kódovací manuál Příloha 4: Dotazník učitelský Příloha 5: Dotazník ţákovský Příloha 6: Tabulky úspěšností v otázkách podle učebního předmětu, do kterého spadají

7 Úvod Česká republika se od roku 2000 účastní mezinárodního výzkumu PISA. Výzkum je zaměřen především na zjištění praktických znalostí a dovedností patnáctiletých ţáků a jejich schopnost pouţít je v běţném ţivotě. Na základě výsledků je prováděna analýza kvality českého školství a náš vzdělávací systém je tím zároveň srovnáván se vzdělávacími systémy v jiných zemích. Jedním z aspektů tohoto výzkumu je ohodnocení znalostí a dovedností ţáků v oblasti přírodních věd. To je prováděno pomocí úloh nepodobajících se těm, jenţ se běţně vyskytují v českých učebnicích a které se pouţívají na našich školách. Vyvstává proto řada otázek, na které PISA odpovědi nehledá. Byly by lepší výsledky studentů po absolvování střední školy? Jsou budoucí učitelé o tomto výzkumu informováni a jsou vzděláváni tak, aby tyto úlohy uměli efektivně řešit? Vědí o tomto výzkumu učitelé z praxe, a jaký mají na něj a na pouţívané úlohy názor? Nejsou některé výsledky našich ţáků způsobené strategickými rozhodnutími z důvodu časového omezení nebo motivací řešitelů? Obsahem této práce je výzkum na limitovaném počtu respondentů, který se snaţí na tyto otázky odpovědět. Konkrétní cíle této práce byly podle jejího zadání následující: Sestavit z uvolněných přírodovědných úloh test typu PISA a zadat ho studentům přírodovědných učitelských oborů na českých univerzitách, popř. i učitelům v praxi. Test vyhodnotit podle pravidel PISA a srovnat s výsledky našich ţáků v šetřeních PISA. Výše uvedený test doplnit dotazníkem zjišťujícím strategie řešení úloh ve vztahu k typu poloţky; obeznámenost s úlohami podobného typu a názory na vyuţívání takovýchto úloh ve výuce na ZŠ a SŠ. Kratší test sestávající z několika úloh typu PISA zadat 15-18tiletým ţákům různých typů škol spolu s obdobným dotazníkem jako u studentů učitelství. Dotazníkové šetření zjišťující obeznámenost s úlohami typu PISA a názory na jejich vyuţívání ve výuce na ZŠ a SŠ provést i mezi učiteli přírodovědných předmětů na ZŠ a na různých typech SŠ. Vyhledat zdroje v českém jazyce, kde lze nalézt přírodovědné úlohy typu PISA, které by mohli učitelé vyuţívat. Vytvořit, případně z cizojazyčných zdrojů přeloţit několik (cca 5) takových úloh. Oproti tomuto plánu došlo k menší změně v rámci posledního bodu. Z časových důvodů jsem se jiţ nepouštěl do vytváření nových úloh a nenalezl jsem ani zahraniční zdroje takových úloh, abych je mohl přeloţit. Rozhodl jsem se proto ukázat blíţe změny v pojetí přírodovědné gramotnosti v šetření PISA 2015, kde budou přírodní vědy hlavní sledovanou oblastí. Přeloţil jsem ukázky dvou nových úloh pro toto šetření, jedné klasické a jedné s interaktivní simulací, a ukázal 1

8 začlenění těchto úloh i jedné trendové, která prolíná všemi šetřeními výzkumu, do nového koncepčního rámce. Struktura práce: První tři kapitoly popisuji výzkum PISA jako takový. Vysvětluji, čím se zabývá, koho a co testuje a jaké vyuţívá metody. Pozornost je také věnována změnám výzkumu pro rok Ve čtvrté kapitole jsou uvedeny celkové výsledky českých ţáků v přírodních vědách v letech 2000 aţ Pátá a šestá kapitola se zabývají přípravou mého šetření, tedy tím, jaká byla provedena rozhodnutí při tvorbě testu, skladbou úloh testu a výběrem vzorku respondentů. Kapitoly sedm a osm shrnují výsledky respondentů v jednotlivých úlohách a jejich odpovědi na přiloţený dotazník. V deváté kapitole je analýza celkových výsledků, s ohledem na různá kritéria. Obsahem desáté kapitoly je ukázka nových uvolněných úloh z výzkumu PISA

9 1 Základní informace o výzkumu PISA 1 PISA (Programme for International Student Assessment) je v současné době jedním z nejdůleţitějších a nejznámějších světových výzkumů v oblasti vzdělávání. Tento výzkum je projektem Organizace pro hospodářskou spolupráci a rozvoj (OECD). Do výzkumu bylo v posledních dvou šetřeních (2009 a 2012) zapojeno všech 34 členských zemí OECD a 31 dalších zemí z celého světa. Hlavním cílem tohoto výzkumu je zjistit, zda si ţáci na konci povinné školní docházky osvojili vědomosti a dovednosti, které jsou nezbytné pro úspěšné uplatnění v reálném ţivotě. Testováni jsou patnáctiletí ţáci ze všech druhů škol. Sledovány jsou jejich dovednosti a znalosti ve třech různých oblastech a těmi jsou mateřský jazyk (čtenářská gramotnost), matematika (matematická gramotnost) a přírodní vědy (přírodovědná gramotnost). Výzkum probíhá v tříletých cyklech, přičemţ kaţdý cyklus věnuje zvýšenou pozornost jedné z uvedených oblastí. V roce 2000 byl výzkum zaměřen především na čtenářskou gramotnost, v roce 2003 na matematickou gramotnost a v roce 2006 na přírodovědnou gramotnost. V roce 2009 se cyklus začal opakovat, proto byla v centru pozornosti opět čtenářská gramotnost a v roce 2012 matematická gramotnost. V tabulce 1 je vidět vývoj počtu zúčastněných zemí a počtu testovaných ţáků v ČR. Tabulka 1: Počty zúčastněných zemí, českých ţákŧ a škol ve výzkumu PISA Rok Počet zemí Počet ţákŧ ČR Počet škol ČR OECD jiné Pro rok 2015 dochází ve výzkumu PISA k několika změnám. Tyto změny se týkaly definice přírodovědné gramotnosti, povahy některých úloh a technického řešení výzkumu. Protoţe můj výzkum navazuje na původní podobu výzkumu PISA, zabývám se koncepcí danou v roce Odlišnosti pro rok 2015 zmiňuji u jednotlivých kapitol, kterých se změny dotýkají. 1.1 Použité metody Úroveň gramotnosti ţáků ve všech sledovaných oblastech je zjišťována prostřednictvím písemného testu, na jehoţ vyplnění mají ţáci dvě hodiny. Tento čas je však pro ohodnocení všech sledovaných vědomostí a dovedností nedostačující. Aby bylo moţné prověřit širší spektrum dovedností, aniţ by byli ţáci příliš vytíţeni, je zpravidla testový materiál rozdělen do několika testových sešitů. Ţákům je pak 1 Text kapitoly přejat a upraven z autorské práce (4) 3

10 přidělen pouze jeden z nich. Například v roce 2000 by testový materiál pokryl celkem sedm hodin čistého času, a byl proto rozdělen do devíti sešitů, přičemţ kaţdá úloha byla zastoupena v několika z nich. Tímto způsobem se zajišťuje, ţe kaţdá úloha je řešena reprezentativním vzorkem ţáků. Všichni testovaní ţáci dále vyplňují dotazník, ve kterém odpovídají na otázky týkající se jejich rodinného zázemí, prostředí, ve kterém ţijí, jejich názorů a postojů. Součástí ţákovského dotazníku jsou také otázky ohledně jejich školy a vyučovacích metod, s nimiţ se setkávají. Dotazník mapující situaci v zúčastněných školách vyplňují jejich ředitelé a krátký dotazník o výuce matematiky vyplňovali v roce 2012 i učitelé matematiky. Pro rok 2015 dochází k následujícím změnám: Všechny úlohy budou převedeny do elektronické podoby a testování ţáků bude probíhat pomocí počítačů. Ţákům budou přiděleny čtyři soubory úloh, na jejichţ řešení budou mít po třiceti minutách. Kaţdý soubor se bude skládat buď pouze z trendových, nebo pouze z nových úloh. Díky nové formě testování se objeví i úplně nové typy úloh. 1.2 Prezentace výsledků Výsledky výzkumu PISA jsou v jednotlivých zemích prezentovány dvěma různými způsoby. Prvním je získaný počet bodů vyjadřujících úspěšnost ţáků při řešení testových úloh. Uvádí se jednak průměrné výsledky zemí na třech samostatných škálách (pro čtenářskou, matematickou a přírodovědnou gramotnost). Pro blíţe zkoumanou oblast jsou vytvořeny ještě dílčí škály zaměřené na okruhy sledovaných kompetencí a vědomostí. Druhým jsou tzv. úrovně způsobilosti. Ţáci jsou rozděleni do šesti úrovní způsobilosti podle dosaţeného počtu bodů. Ţáci na první úrovni způsobilosti dosahují nejniţších výsledků a ovládají pouze nejjednodušší kompetence, šestá úroveň odpovídá nejlepším výsledkům a nejsloţitějším kompetencím. Za základní úroveň je v rámci výzkumu PISA stanovena úroveň druhá. Ţáci, kteří této úrovně nedosáhnou, mohou mít problémy v dalším studiu a s uplatněním na trhu práce. Do výzkumu PISA 2015 přibude nová nejniţší úroveň způsobilosti v přírodních vědách. Tato změna umoţní jemnější dělení ţáků s nejniţšími schopnostmi v této oblasti. 4

11 2 Přírodovědná gramotnost 2 Názory na to, jaké přírodovědné vzdělání by měla škola ţákům poskytnout, se s časem a vývojem vzdělávání a společnosti mění. Podle současných názorů ţáci nemusí umět velké mnoţství přírodovědných pojmů a poznatků zpaměti. Měli by však ovládat pojmy základní a měli by je být schopni nejen reprodukovat, ale hlavně pouţít. Důraz je tedy kladen na schopnosti, jako je porozumění důleţitým pojmům, rozeznávání osobních názorů od fakty podloţených tvrzení, pochopení a osvojení metodiky získávání důkazů pro podporu vědeckých tvrzení a v neposlední řadě porozumění limitů vědy. Pro potřeby výzkumu PISA 2006 byla definice přírodovědné gramotnosti stanovena takto: Přírodovědná gramotnost je schopnost využívat přírodovědné vědomosti, klást otázky a z daných skutečností vyvozovat závěry, které vedou k porozumění světu přírody a pomáhají v rozhodování o něm a o změnách působených lidskou činností. ( (1), str.7) Za čtyři hlavní sloţky přírodovědné gramotnosti jsou v rámci výzkumu PISA povaţovány: a) Vědomosti z přírodních věd a o přírodních vědách. b) Kompetence, které by měli ţáci ovládat. c) Kontext, ve kterém se ţáci s přírodovědnými problémy setkávají. d) Postoje ţáků k přírodním vědám. Vztahy mezi jednotlivými sloţkami přírodovědné gramotnosti jsou graficky znázorněny na následujícím schématu ( (1), str.8). Kontext životní situace obsahující prvky přírodních věd a techniky Kompetence rozpoznávání přírodovědných otázek vysvětlování jevů pomocí přírodních věd používání vědeckých důkazů Vědomosti vědomosti z přírodních věd (o světě přírody) vědomosti o přírodních vědách (o vědě samotné) Postoje reakce na přírodovědná témata zájem uznání hodnoty vědeckého výzkumu odpovědnost 2 Text kapitoly přejat a upraven z autorské práce (4) 5

12 2.1 Přírodovědné vědomosti Přírodovědné vědomosti jsou děleny na vědomosti z přírodních věd a vědomosti o přírodních vědách. Testované vědomosti z přírodních věd byly vybírány z následujících oblastí: a) neţivé systémy (struktura a vlastnosti hmoty, chemické změny, pohyb a síla, energie a její přeměny, vzájemné působení energie a hmoty) b) ţivé systémy (buňky, člověk, populace, ekosystémy, biosféra) c) systémy Země a vesmíru (struktura systémů Země, energie a změny v systémech Země, historie Země, Země ve vesmíru) d) technické systémy (role techniky, vztah mezi vědou a technikou, důleţité principy) Vědomosti o přírodních vědách byly rozřazeny do dvou následujících kategorií: a) vědecký výzkum (vědecké postupy, experiment, měření, práce s daty) b) vědecká vysvětlení (ověření hypotéz, závěry, důkazy, vysvětlení) 2.2 Kompetence V rámci výzkumu PISA je důraz kladen na tři následující kompetence: a) rozpoznávání přírodovědných otázek b) vysvětlování jevŧ pomocí přírodních věd c) pouţívání vědeckých dŧkazŧ Rozpoznáváním přírodovědných otázek rozumíme schopnost rozhodovat, zda lze v dané situaci zodpovědět otázku na základě přírodních věd. Do této kompetence jsou také zařazovány schopnosti jako určit klíčová slova, podle kterých lze vyhledat informace k danému tématu; určení proměnných, které je třeba měnit, respektive zachovat konstantní pro prozkoumání určitého jevu; uvědomění si, jakých dodatečných informací je pro daný úkol potřeba. Kompetenci vysvětlování jevŧ pomocí přírodních věd ţáci prokáţí aplikací příslušných vědomostí z přírodních věd pro interpretování jevů, rozpoznávání odpovídajících vysvětlení či popisů pro danou situaci a předpovídání změn. Kompetence pouţívání vědeckých dŧkazŧ po ţácích poţaduje, aby byli schopni argumentovat a vyvozovat závěry na základě předloţených dat, aby dokázali vybrat vhodný závěr z několika moţností a úspěšně určili, o jaké předpoklady se tento závěr opírá. 6

13 2.3 Kontext a situace Kontextem úlohy je myšleno její specifické umístění v rámci situace. V rámci tohoto výzkumu jsou rozeznávány následující kontexty: a) zdraví (prevence, úrazy, výţiva, přenos nemocí atd.) b) přírodní zdroje (spotřeba materiálů a energie, obnovitelné a neobnovitelné zdroje, populační růst atd.) c) ţivotní prostředí (ekologicky uvědomělé chování, likvidace odpadů, trvalá udrţitelnost atd.) d) rizika (přírodní nebo způsobená lidskou činností, zemětřesení, změna klimatu, pobřeţní eroze atd.) e) hranice vědy a techniky (nové materiály, zařízení a postupy, výzkum kosmu, původ a struktura vesmíru atd.) Situací rozumíme část ţákova ţivota, do níţ je otázka zasazena. Dělíme je na: a) situace osobní (osobní ţivot, rodina, vrstevníci) b) situace sociální (obec, společnost obecně) c) situace globální (celosvětové měřítko) 2.4 Postoje Nedílnou součástí výuky přírodních věd je i motivování ţáků k zájmu o přírodovědnou tématiku. Jejich postoje k těmto tématům jsou proto brány jako součást přírodovědné gramotnosti. Ţáci nejsou v testech hodnoceni podle svých postojů, ale součástí některých úloh v rámci výzkumu PISA 2006 byly otázky, které jejich postoje zjišťovaly. Tyto otázky byly v sešitech odlišeny šedým podbarvením. Výzkum PISA 2006 zkoumal v rámci své přírodovědné části postoje ţáků v oblastech: a) zájem o přírodní vědy b) uznání hodnoty vědeckého výzkumu c) odpovědnost vŧči zdrojŧm a ţivotnímu prostředím 7

14 2.5 Změny PISA 2015 Pro rok 2015 byla vytvořena nová definice přírodovědné gramotnosti. 3 Přírodovědná gramotnost je schopnost přemýšlet a jednat jako aktivní občan ve všech věcech souvisejících s přírodními vědami a jejich principy. Přírodovědně gramotný člověk je schopen a ochoten zapojit se do věcné debaty o přírodních vědách a technologiích, k čemuž musí mít následující dovednosti: 1. Vysvětlovat jevy vědecky Rozpoznávat, nabízet a hodnotit vysvětlení různorodých přírodních jevů a technologií. 2. Vyhodnocovat a navrhovat přírodovědný výzkum Popisovat a hodnotit přírodovědná zkoumání a navrhovat vědeckovýzkumné otázky. 3. Vědecky interpretovat data a důkazy Analyzovat a vyhodnocovat různé podoby dat, tvrzení a důkazů a vyvozovat odpovídající vědecké závěry. Další změnou je rozdělení vědomostí o přírodních vědách na dvě nové kategorie. Procedurální znalosti - znalost standardních postupů, které vědci pouţívají k získání spolehlivých a platných údajů. Epistemické znalosti - znalost pojmů a charakteristických znaků nezbytných pro proces tvorby a budování systému znalostí ve vědě a jejich roli ve zdůvodňování vědeckých poznatků např. hypotéz, teorií nebo pozorování a jejich úloh v procesu poznávání. 3 Text přejat z interního materiálu ČŠI, který je pracovním překladem koncepčního rámce PISA Originál je dostupný na: PISA 2015 Science Framework.pdf ( ) 8

15 3 Přírodovědné úlohy 4 Typické úlohy výzkumu PISA tvoří větší komplex otázek, které zkoumají jedno určité téma. Na začátku úloh je obvykle více či méně rozsáhlý text, graf, obrázek nebo jiný písemný materiál, ke kterému se otázky vztahují. Tyto materiály slouţí buď k tomu, aby ţáky uvedly do daného tématu nebo aby jim poskytly informace, které jsou potřeba k zodpovězení otázek. Často se doplňující materiály objevují i mezi jednotlivými otázkami úloh. Ţákovi je delší prací s jedním tématem umoţněno hlouběji se do něj ponořit a porozumět mu. 3.1 Typy otázek V úlohách se objevují otázky čtyř typů: Otázky s výběrem odpovědí Ţáci vybírají právě jednu z několika nabídnutých moţností. Komplexní otázky s výběrem odpovědi - Ţáci vybírají jednu z odpovědí Ano/Ne v souboru minimálně dvou otázek. Uzavřené otázky s tvorbou odpovědi - Ţáci vytvářejí vlastní odpověď, jedná se však o odpověď vyjádřenou jedním či několika slovy (uvedení výsledku výpočtu, dokreslení symbolu do obrázku apod.). Otevřené otázky s tvorbou odpovědi - Ţáci odpovídají vlastními slovy, jedná se o odpověď rozsáhlejší (zdůvodnění, jak dospěli ke svému závěru, uvedení argumentů podporujících správnost či nesprávnost určitého tvrzení apod.) 3.2 Způsob vyhodnocování odpovědí V případě otázek s výběrem odpovědi, komplexních otázek s výběrem odpovědi a některých uzavřených otázek s tvorbou odpovědi je moţno odpovědi přímo vkládat do programu na zpracování dat (zaznamenává se, jakou odpověď ţák vybral nebo zda byla správná). V případě otevřených a některých uzavřených otázek s tvorbou odpovědi je nutno odpovědi ţáků odborně vyhodnotit. Vyhodnocení těchto otázek probíhá tak, ţe vyškolení pracovníci přiřazují odpovědím ţáků číselné kódy podle připraveného návodu kódovacího manuálu (Codebooku). V něm jsou odpovědi rozděleny na úplné, částečné a nevyhovující. U kaţdé otázky je podrobně rozepsáno, co musí odpověď obsahovat, popřípadě jakým způsobem má být napsána, aby byla vyhodnocena jako úplná (respektive částečná či nevyhovující). Kódy 2,1 jsou vyhrazeny pro odpovědi úplné nebo částečné, přičemţ vyšší hodnota odpovídá vyšší správnosti odpovědi. 4 Text kapitoly přejat a upraven z autorské práce (4) 9

16 Kód 0 je určen pro odpovědi, ve kterých se ţák pokusil na otázku odpovědět, ale jeho odpověď nemůţe být uznána ani jako částečná, nebo v případech, kdy je evidentní, ţe nepochopil text či poloţenou otázku. Kód 9 přísluší situaci, kdy se ţák o odpověď ani nepokusil. Ač by tento způsob hodnocení měl sniţovat míru jeho subjektivity na minimum, v některých případech se opravující musí rozhodnout, kde začínají hranice jednotlivých typů odpovědí. Ve sporných případech je odpovědi vţdy přiřazen kód, který je pro ţáka výhodnější. Pro představu o charakteru přírodovědných úloh pouţívaných ve výzkumu nahlédněte do přílohy Změny PISA 2015 Úlohy pro rok 2015 se budou lišit v několika aspektech. Prvním výrazným rozdílem bude to, ţe všechny úlohy budou v elektronické podobě. Úlohy trendové, které slouţí ke sledování vývoje výsledků v jednotlivých zemích, budou převedeny do digitální podoby, ale jinak se nezmění. Dále budou vytvořeny nové úlohy, vyuţívající moţností informační techniky. Nové formy otázek budou následující: Jednoduché s volbou odpovědi: i) výběr jedné odpovědi ze čtyř moţností, ii) výběr aktivního bodu odpovědí je výběr a označení prvku v rámci grafiky nebo textu. b) Komplexní s volbou odpovědi: i) moţnost výběru Ano/Ne v řadě souvisejících dotazů, které jsou následně vyhodnoceny jako jedna odpověď (typický formát pouţívaný v roce 2006), ii) výběr více neţ jedné odpovědi ze seznamu, iii) dokončení věty výběrem z rozbalovací nabídky s více moţnostmi, iv) přetaţení a umístění pohyblivých prvků na monitoru umoţňující ţákům odpovědět na otázku setříděním, uspořádáním nebo seskupením. c) Otázky vyţadující tvorbu odpovědi: i) Volně tvořená odpověď v přírodovědné gramotnosti má obvykle formu písemné odpovědi v rozsahu od slovního spojení po krátký odstavec (např. dvě aţ čtyři věty). Méně odpovědí je prováděno zakreslením (např. do grafu). V případě grafické odpovědi tvořené na počítači budou k dispozici potřebné jednoduché editory. 10

17 Novým konceptem je pojem poţadované úrovně poznání. Všechny úlohy jsou nově ohodnoceny podle toho, jak sloţité postupy a jak hluboké pochopení problematiky od řešitele vyţadují. Byly stanoveny tři úrovně: Nízká Provádění jednoduchých postupů například vybavení si faktu, termínu, zákona nebo koncepce či vyhledání jednoho bodu z grafu nebo jednoho údaje z tabulky. Střední Pouţití a uplatnění konceptuální znalosti k popisu nebo vysvětlení jevu, volba vhodného postupu zahrnujícího dva nebo více kroků, třídění a zobrazení dat, vysvětlení nebo pouţítí jednoduché tabulky nebo grafu. Vysoká Analýza sloţité informace nebo údajů, shrnutí a zhodnocení faktů, zdůvodnění, ověření z různých zdrojů, vypracování plánu nebo sledu kroků k vyřešení úkolu. 11

18 4 Celkové výsledky našich žáků v časovém vývoji Čeští ţáci dosáhli v letech 2000, 2003 a 2006 v testu přírodovědné gramotnosti nadprůměrných výsledků. Statisticky významně lepších výsledků dosáhlo v roce 2000 pouze sedm zemí a v roce 2003 uţ jen dvě země. Od roku 2000 do roku 2003 se výsledky našich ţáků významně zlepšily. Ke zlepšení došlo především u dobrých ţáků, coţ mělo za následek zvětšení rozdílu mezi nimi a slabšími ţáky. V roce 2006 bylo statisticky významně lepších devět zemí a zároveň se Česká republika zařadila mezi země s nadprůměrným rozdílem mezi lepšími a slabšími ţáky. V roce 2006 byly přírodní vědy hlavní sledovanou oblastí. Byly proto vytvořeny i dílčí škály pro sledované kompetence a vědomosti, které umoţnily detailnější srovnání výsledků. Porovnáním výsledků na dílčích škálách s celkovým výsledkem v přírodovědném testu lze u ţáků určit, ve kterých dílčích oblastech jsou více nebo méně úspěšní. Co se týče kompetencí, byli čeští ţáci v roce 2006 více úspěšní na škále vysvětlování jevů pomocí přírodních věd a méně úspěšní na škále rozpoznávání přírodovědných otázek. Obdobných výsledků dosáhli i ţáci Maďarska, Slovenska, Estonska, Polska a Litvy. Výsledky českých a slovenských ţáků byly navíc výrazně horší i na škále používání vědeckých důkazů. V oblasti vědomostí, byly výsledky našich ţáků podstatně horší na škále vědomostí o přírodních vědách (vědecké postupy) v porovnání s výsledky na škále vědomosti z přírodních věd (znalost obsahu). Šlo o největší rozdíl ze všech zemí OECD. Druhý a třetí největší rozdíl byl shledán v Maďarsku a na Slovensku. Maďarsko a Česká republika byly dvě země OECD s nejlepším relativním výsledkem na vědomostní škále neživé systémy (fyzika, chemie). Ve výzkumu PISA 2009 čeští ţáci poprvé klesli do oblasti průměru. Srovnatelných výsledku dosáhli z okolních zemí ţáci Maďarska. Statisticky významně lepších bylo jiţ 19 zemí. Od roku 2006 se výsledek českých ţáků významně zhoršil. Jednalo se o největší propad z 56 zemí, které se obou cyklů zúčastnily. Ruku v ruce s propadem celkových výsledků se zvětšil (z 15,5 % na 17,3 %) i podíl českých ţáků, kteří nedosáhli druhé, základní, úrovně způsobilosti. Zároveň pokleslo zastoupení českých ţáků ve dvou nejvyšších úrovních (z 11,6 % na 8,4 %). Mezi roky 2009 a 2012 naštěstí došlo k otočení trendu klesajících výsledků. Průměr českých ţáků v přírodovědné gramotnosti stoupl o 8 bodů, čímţ se velmi přiblíţil výsledkům z roku Srovnatelných výsledků dosáhli například ţáci Velké Británie, Rakouska a Švýcarska. Od roku 2009 poklesl počet ţáků, kteří nedosáhli ani druhé (tedy základní) úrovně způsobilosti, pod úroveň z roku Text kapitoly přejat a upraven z autorské práce (4) 12

19 To je velmi pozitivní trend. Bohuţel zároveň s tím pokračoval pokles počtu ţáků, kteří dosáhli dvou nejvyšších úrovní. Tabulka 2 je přehledem výsledků našich ţáků za roky Hodnoty průměru ČR a OECD jsou průměry ţáky dosaţených bodů. Tabulka 2: Přehled výsledkŧ PISA v oblasti přírodních věd Rok Prŧměr ČR Prŧměr OECD Počet zemí Pořadí ČR Počet zemí s významně lepším výsledkem Počet zemí se srovnatelným výsledkem Tabulka 3 uvádí výsledky českých ţáků, kteří jsou na konci základního vzdělání, 6 v dosud realizovaných mezinárodních výzkumech matematického a přírodovědného vzdělávání. Srovnávány jsou pouze země OECD. V tabulce jsou výsledky ve formátu: Pořadí českých ţáků / počet zúčastněných zemí. Tabulka 3: Umístění ČR v mezinárodních výzkumech (srovnání se zeměmi OECD) pořadí/počet zúčastněných zemí TIMSS 1995 TIMSS 1999 PISA 2000 PISA 2003 PISA 2006 TIMSS 2007 PISA 2009 PISA 2012 matematika 3/24 10/15 17/27 10/29 11/30 6/12 22/34 17/34 přírodní vědy 1/24 6/15 11/27 6/29 10/30 5/12 19/34 15/34 6 V TIMSSU se jedná o ţáky 8. ročníků, v PISE o patnáctileté ţáky. 13

20 5 Tvorba vlastního testu a dotazníku Předcházející části této práce slouţily jako úvod do problematiky výzkumu PISA a ke shrnutí oficiálních výsledků. Od této kapitoly dále bude uţ text pojednávat pouze o mém výzkumu. Obsahem této kapitoly je podrobnější popis tvorby testu, který byl k šetření pouţit, a skladby dotazníku, který ho doprovází. Pro účely tohoto výzkumu bylo zapotřebí vytvořit test, který se především skládá z úloh typu PISA. Důleţitá byla i charakteristika těchto úloh. Test musel obsahovat otázky všech typů, ze všech přírodních věd a pokrývat různé kompetence a znalosti. Zároveň bylo potřeba respondenty časově zatíţit podobně, jako tomu je při výzkumu PISA, aby se mohla věrohodně zkoumat jejich taktická rozhodnutí při řešení testu. Prvním problémem byla otázka rozsahu testu. Běţný test PISA má kolem 70 otázek a respondenti mají k jeho řešení dvě hodiny. Jeho součástí jsou úlohy ze všech testovaných oblastí, přičemţ ta hlavní je zastoupena více. Bylo jasné, ţe takový rozsah testu byl pro tento výzkum nerealizovatelný. Mnoţství dobrovolných respondentů na takto rozsáhlý test by bylo zanedbatelné. Navíc provedení šetření na základních školách by při dvouhodinovém trvání bylo nerealizovatelné během výuky jednoho učitele. Z toho důvodu byly vytvořeny dva kratší testy různé časové náročnosti. Jeden s polovičním rozsahem a časovou dotací 60 minut a pro ţáky devátých tříd pak test o čtvrtinovém rozsahu na 30 minut. Druhou podstatnou otázkou byl výběr konkrétních úloh. Prvotní snahou bylo vytvořit test z uvolněných úloh z hlavního šetření výzkumu PISA, ke kterým jsou dostupné i výsledky českých ţáků. Bohuţel těchto úloh není mnoho a při zkoumání jejich charakteristik se ukázalo, ţe nejsou příliš pestré a neumoţňují tvorbu vyváţeného testu dostatečného rozsahu. Výběr úloh byl proto rozšířen jednak o uvolněné úlohy z pilotních šetření výzkumu PISA a dále o úlohy typu PISA, které ovšem nepocházejí ze samotného výzkumu. Jde o úlohy z publikací Přírodovědné úlohy výzkumu PISA (1), Netradiční přírodovědné úlohy (2) a Úlohy pro rozvoj přírodovědné gramotnosti (3). Z takto rozšířeného seznamu úloh byla provedena prvotní selekce uţšího výběru. Volba byla subjektivní na základě vnímané zajímavosti úloh. U takto vybraných úloh pak byl proveden rozbor jejich charakteristik. Ty do značné míry kopírují charakteristiky úloh z výzkumu PISA Některé kategorie ale byly upraveny či přidány, a proto je zde uvádím. Největší změnou oproti PISE je, ţe úloha můţe spadat do několika kategorií v jedné charakteristice. Jako příklad uvádím poslední otázku z úlohy Krémy na opalování, která dává na výběr ze čtyř moţností a zároveň vyţaduje slovní odpověď s odůvodněním výběru. Její typ je proto určen jako otevřená s tvorbou odpovědi i jako otázka s výběrem odpovědi. Stejně tak se otázka můţe týkat více vědeckých oborů. 14

21 Typ otázky S výběrem odpovědi Výběr moţností a,b,c, Komplexní s výběrem odpovědi U několika tvrzení je třeba vybrat z moţností Ano/Ne Otevřené otázky s tvorbou odpovědi Odpověď formou vlastního textu. Zahrnuté vědecké obory Tedy jaké přírodní vědy se otázka týká. Fyzika Biologie Chemie Geografie Vědomosti Kategorie vědomostí plně kopírují definice z výzkumu PISA. Vědomosti z přírodních věd dále dělené na vědomosti o ţivé přírodě, neţivé přírodě, Zemi a technologiích Vědomosti o přírodních vědách Kompetence Tyto kategorie se dočkaly menších změn. Kompetence rozpoznávání přírodovědných otázek byla rozdělena na dvě části a to na rozpoznávání vědeckých otázek a na navrhování a úpravu experimentŧ. Obě části se výrazně odlišují a bez této změny by byly otázky velmi odlišné povahy zařazeny do stejné kategorie. Druhým důvodem tohoto rozdělení byla potřeba přesněji identifikovat otázky týkající se metodiky experimentů. Jejich přítomnost v navrhovaných testech se zdála býti podstatnou. Rozpoznávání vědeckých otázek Jde na tuto otázku odpovědět pomocí vědy? Kde byste vyhledávali o tomto tématu informace? Vysvětlování jevŧ pomocí přírodních věd Vytváření hypotéz. Navrhování a úprava experimentu Vymýšlení experimentu, zkoumání jeho účelu, vymýšlení úprav průběhu experimentu. Vědecké dokazování Interpretace a odečítání dat. Podpora hypotézy daty. Další kompetence Práce s grafem Práce s tabulkou Práce se schématem Finální výběr úloh do testů pak byl proveden na základě jejich charakteristik tak, aby byl co nejvíce vyváţený a pokud moţno byl co nejblíţe sloţení testů PISA. Kratší 30 minutový test byl vytvořen odebráním několika úloh z 60 minutového testu. Tak byl zajištěn co největší průnik otázek obou testů. 15

22 Absolutní četnost Relativní četnost Absolutní četnost Relativní četnost Absolutní četnost Relativní četnost Následující tabulky ukazují finální sloţení testů. Tabulka 4: Rozbor otázek 60 minutového testu Typ otázky Zahrnuté vědecké obory Celkem a),b),.. Ano/Ne Otevřená Fyzika Biologie Chemie Geografie otázek % 38 % 15 % 50 % 59 % 32 % 21 % 26 % Vědomosti z přírodních věd Neživá p. Živá p. Země Technologie Vědomosti o přírodních vědách % 21 % 21 % 9 % 53 % Kompetence Další kompetence Rozpoznávání Vysvětlování Experiment Věd. Práce s Práce s Práce se věd. otázek jevů dokazování grafem tabulkou schématem % 56 % 18 % 26 % 26 % 3 % 12 % Absolutní četnost Relativní četnost Absolutní četnost Relativní četnost Absolutní četnost Relativní četnost Tabulka 5: Rozbor otázek 30 minutového testu Typ otázky Zahrnuté vědecké obory Celkem a),b),.. Ano/Ne Otevřená Fyzika Biologie Chemie Geografie otázek % 47 % 21 % 37 % 58 % 37 % 21 % 16 % Vědomosti z přírodních věd Neživá p. Živá p. Země Technologie Vědomosti O přírodních vědách % 37 % 16 % 11 % 47 % Kompetence Další kompetence Rozpoznávání. Vysvětlování Experiment Věd. Práce s Práce s Práce se věd. otázek jevů dokazování grafem tabulkou schématem % 63 % 16 % 21 % 21 % 5 % 11 % Plné znění obou testů je v přílohách 1 a 2. Vyplněné testy bylo potřeba vyhodnotit. Pří výzkumu PISA je zapotřebí opravit velké mnoţství vyplněných testů. Velká část otázek vyţaduje tvorbu vlastní odpovědi a přitom je nutné, aby byly vyhodnoceny u všech testů všemi opravovateli 16

23 konzistentně. Jak jiţ bylo zmíněno v třetí kapitole, kvůli tomu je při šetření PISA vyhotoven kódovací manuál. V něm je sepsáno, co musí odpověď respondenta obsahovat, aby mohla být klasifikována jako úplná, částečná či nevyhovující. Pro mé šetření ale kompletní kódovací manuál neexistoval. Hotový byl jen pro uvolněné úlohy přejaté z šetření PISA 2006, k ostatním úlohám byly k dispozici pouze správné odpovědi. Zbytek kódovacího manuálu jsem dodělal sám pod dozorem RNDr. Mandíkové, CSc. Výsledný kódovací manuál je součástí přílohy 3. Výše zmíněné testy měly zjistit, jak si respondenti poradí s testem obdobným těm z šetření PISA. Aby bylo moţné získat informace o postupu pouţitém při řešení testu a názoru na úlohy v něm obsaţené, bylo potřeba jej doprovodit dotazníkem. Dotazník vyplňovali respondenti hned po ukončení testu bez jakéhokoliv časového limitu. V případě ţáků devátých tříd bylo vyplnění dotazníku časově omezeno koncem vyučovací hodiny. Součástí dotazníku měly být také otázky týkající se úrovně dosaţeného či probíhajícího vzdělání, oboru či délky učitelské praxe respondenta. Vzhledem k tomu, ţe nemělo význam vyţadovat tyto odpovědi od ţáků devátých tříd, byly vytvořeny dvě verze dotazníku. Jedna verze byla určena pro ţáky devátých tříd a pro studenty prvního ročníku bakalářského studia učitelství. Ta postrádala otázky ohledně učitelské praxe, obeznámenosti s výzkumem PISA a toho, zda má dotyčný respondent v plánu tyto úlohy někdy pouţít ve výuce. Tato verze byla pojmenována dotazník pro ţáky. Druhá verze dotazníku byla označena jako dotazník pro učitele v praxi a budoucí učitele a ta jiţ výše zmíněné otázky obsahovala. Plné znění dotazníků je v přílohách 4 a 5. 17

24 6 Testované skupiny V rámci mého výzkumu byly osloveny čtyři skupiny respondentů, které slouţily jako transverzální sonda napříč školským systémem České republiky. Nejmladší skupinou byli ţáci devátých tříd základních škol a ekvivalentních ročníků z víceletých gymnázií. Druhou a třetí skupinou byli studenti učitelství přírodních věd. Z čehoţ druhá skupina byli studenti v prvním ročníku bakalářského studia a třetí skupina byli studenti libovolného ročníku magisterského studia. Poslední testovanou skupinou byli učitelé přírodních věd v praxi. 6.1 Žáci Ţáci devátých tříd základních škol a ekvivalentních tříd z víceletých gymnázií (dále jen Ţáci ) reprezentují běţně testovanou skupinu v rámci výzkumu PISA. Slouţí tedy jako norma pro srovnání s ostatními skupinami a zároveň jsou zkoumány podrobnosti a důvody jejich výsledků. Zajištění dostatečně velkého reprezentativního vzorku bylo z časových a technických důvodů neuskutečnitelné. Byl tedy vybrán relativně malý vzorek, který ovšem reprezentuje skladbu typů škol v ČR. Vzorek tvořily čtyři základní školy a jedno víceleté gymnázium. Z kaţdé ze škol byla otestována jedna třída. Výběr těchto škol nebyl naprosto náhodný. Šlo o školy, jejichţ ţáci byli jednoduše dostupní, neboť je učí někdo z kolegů z katedry či jejich známý. Ţáci vyplňovali kratší verzi testu s dotazníkem povinně během jedné vyučovací hodiny. 6.2 Bakaláři a Magistři Skupina studentů bakalářského studia učitelství přírodních věd (dále jen Bakaláři ) reprezentuje jednak nastupující generaci budoucích učitelů a jednak studenty těsně po ukončení střední školy. Srovnáním se skupinou Magistrů lze odhadnout, jak jsou studenti učitelství připravováni na řešení úloh typu PISA. Skupina studentů magisterského studia přírodních věd (dále jen Magistři ) reprezentuje budoucí učitele před započetím své praxe. Skupina vzniklá spojením skupin Magistři a Bakaláři nese označení Studenti učitelství. Do výzkumu se zapojila většina kateder vyučující budoucí učitele přírodních věd na univerzitách v Brně, Českých Budějovicích, Hradci Králové, Olomouci, Ostravě, Plzni, Praze a Ústí nad Labem. Pokud jde o samotný výběr respondentů, tak záleţelo na moţnostech jednotlivých kateder. Někde byl test zadán v rámci výuky plošně všem, jinde bylo vyplnění testů více dobrovolné. Bylo odesláno kolem 450 testů a zpět jich přišlo vyplněných 234, tedy něco málo přes 50 %. Výsledný vzorek povaţuji v rámci malého základního souboru studentů učitelství za reprezentativní. 18

25 6.3 Učitelé Poslední testovanou skupinou byli učitelé přírodních věd v praxi (dále jen Učitelé ). Výsledky této skupiny měly podat informace o tom, jak si sami učitelé s úlohami poradí, jaký je jejich názor na ně a zda by je do výuky vůbec zařazovali. Předpokladem před zahájením výzkumu bylo, ţe tato skupina respondentů nebude příliš ochotná se výzkumu zúčastnit. Byl proto osobně osloven vzorek více jak 50 učitelů a 200 dalším byla elektronicky zaslána prosba o vyplnění spolu s odkazem na online verzi testu. Ze všech takto oslovených učitelů vyplnilo test s dotazníkem 20 respondentů. To byl výsledek, který negativně předčil naše očekávání. Při podrobnějším prozkoumání dotazníků vyplněných touto skupinou vyšlo najevo, ţe šlo o učitele, kteří jiţ výzkum PISA znají, líbí se jim tento typ úloh a mnohdy je i sami pouţívají při své praxi. Výsledný dostupný vzorek učitelů tak rozhodně není reprezentativní. Podává jistou informaci o učitelích, kteří se na úlohy typu PISA zaměřují. Reprezentují tedy ve svých výsledcích spíše horní strop výsledků učitelů. V následující tabulce jsou shrnuty konečné počty respondentů. Tabulka 6: Počty respondentŧ Název skupiny Počet respondentŧ Bakaláři 122 Magistři 112 Ţáci 121 Učitelé 20 19

26 7 Výsledky jednotlivých úloh Obsahem této kapitoly je shrnutí všech výsledků jednotlivých otázek testu. Otázky jsou uvedeny v pořadí, v jakém jsou uvedené v 60 minutovém testu. Rozděleny do podkapitol jsou po jednotlivých úlohách. U kaţdé otázky je uvedena její charakteristika a četnosti odpovědí v jednotlivých skupinách respondentů. Odpovědi jsou charakterizovány buď příslušným písmenem, nebo kódem. Písmena značí konkrétní volbu u otázek s volbou odpovědi. Význam číselných kódů se u otázek liší. Obecně platí následující: Kód 0: Neřešená otázka Kód 1: Úplná odpověď Kód 7: Nevyhovující odpověď Plné vysvětlení všech kódů je ke kaţdé otázce v kódovacím manuálu v příloze 3. Plné znění otázek je pak moţno najít v přílohách 1 a 2. Jako neřešené otázky jsou označené ty, kde se k dané otázce respondent nijak nevyjádřil (ţádný text ani zaškrtnutí odpovědi). Uţ pouhé napsání slova nevím, zařadí odpověď do kategorie Nevyhovující. Mezi nevyhovující odpovědi dále spadají chybné odpovědi na otázky s výběrem odpovědi a případy, kdy bylo u komplexních otázek s volbou odpovědi zaškrtnuto příliš málo správných odpovědí. Částečné odpovědi obsahují pouze část správné odpovědi nebo správnou odpověď s drobnými chybami. Spadají mezi ně i odpovědi na komplexní otázky s výběrem odpovědi, u nichţ nebylo zaškrtnuto dostatečné mnoţství správných moţností. Úplné odpovědi jsou kompletní správné textové odpovědi, správné odpovědi u otázek s výběrem odpovědi a bezchybně vyplněné komplexní otázky s volbou odpovědi. 7.1 Skleníkový efekt Tato úloha je převzata z publikace Netradiční přírodovědné úlohy (2). Pouţita byla pouze v 60 minutovém testu. Otázka 1 Tabulka 7: Skleníkový efekt - Otázka 1 - Charakteristika Typ otázky otevřená s tvorbou odpovědi Přírodní vědy fyzika, geografie Vědomosti z přírodních věd Kompetence vysvětlování jevů pomocí přírodních věd Další kompetence práce se schématem 20

27 Úplná odpověď: kód 1 a 2 Částečná odpověď: kód 3 Nevyhovující odpověď: kód 7 Neřešená otázka: kód 0 Tabulka 8: Skleníkový efekt - Otázka 1 - Výsledky Kód odpovědi: # 1 # 2 # 3 # 7 # 0 "Stud. učitelství" "Bakaláři" "Magistři" "Učitelé" V této otázce měli respondenti pomocí obrázku vysvětlit své babičce, co je to skleníkový efekt. Jak je vidět, nejvíce bylo částečných odpovědí. Respondenti měli téměř vţdy nějaké povědomí o tomto jevu, avšak jejich vysvětlení byla nekompletní nebo ignorovala doprovodný obrázek a skutečnosti na něm zobrazené. Kód 2 se týkal fyzikálně přesnějšího vysvětlení efektu, které je šířeno klimatology, ale zatím se nedostalo do učebnic. Toto vysvětlení se vyskytlo ojediněle a pouze v náznacích. Otázka 2 Tabulka 9: Skleníkový efekt - Otázka 2 - Charakteristika Typ otázky Přírodní vědy Vědomosti Kompetence Další kompetence otevřená s tvorbou odpovědi fyzika, geografie z přírodních věd vysvětlování jevů pomocí přírodních věd Úplná odpověď: kód 1 Částečná odpověď: kód 2 Nevyhovující odpověď: kód 7 Neřešená otázka: kód 0 Tabulka 10: Skleníkový efekt - Otázka 2 - Výsledky Kód odpovědi: # 1 # 2 # 7 # 0 "Stud. učitelství" "Bakaláři" "Magistři" "Učitelé" Respondenti měli vyjmenovat dvě lidské činnosti přispívající k vytváření skleníkového efektu. Odpovědi Bakalářů byly velice často příliš obecné nebo uváděly jevy se zanedbatelným účinkem. Magistři odpovídali konkrétněji a všichni se k jevu vyjádřili. 21

28 Otázka 3 Tabulka 11: Skleníkový efekt - Otázka 3 - Charakteristika Typ otázky otevřená s tvorbou odpovědi Přírodní vědy fyzika, geografie Vědomosti o přírodních vědách Kompetence vědecké dokazování Další kompetence práce s grafem Úplná odpověď: kód 1 Částečná odpověď: kód 2 Nevyhovující odpověď: kód 7 Neřešená otázka: kód 0 Tabulka 12: Skleníkový efekt - Otázka 3 - Výsledky Kód odpovědi: # 1 # 2 # 7 # 0 "Stud. učitelství" "Bakaláři" "Magistři" "Učitelé" Obsahem této otázky byl odečet hodnot z poměrně komplikovaného grafu zachycujícího průběh více proměnných. Většina respondentů odpověděla správně nebo s malou chybou. U Bakalářů je ovšem skupina chybných odpovědí početnější. Otázka 4 Tabulka 13: Skleníkový efekt - Otázka 4 - Charakteristika Typ otázky Přírodní vědy Vědomosti Kompetence Další kompetence otevřená s tvorbou odpovědi fyzika, geografie z přírodních věd vysvětlování jevů pomocí přírodních věd Úplná odpověď: kód 1 Částečná odpověď: kód 2 Nevyhovující odpověď: kód 7 Neřešená otázka: kód 0 Tabulka 14: Skleníkový efekt - Otázka 4 - Výsledky Kód odpovědi: # 1 # 2 # 7 # 0 "Stud. učitelství" "Bakaláři" "Magistři" "Učitelé"

29 V této otázce se respondenti měli vyjadřovat k důsledkům globálního oteplování. Šlo o obecně známé skutečnosti s velmi návodným zněním otázky. Díky tomu velká většina respondentů odpověděla správně. U skupiny Učitelé se několik respondentů rozepsalo o tématu obecně a neodpovědělo na jednu část otázky. Otázka 5 Tabulka 15: Skleníkový efekt - Otázka 5 - Charakteristika Typ otázky otevřená s tvorbou odpovědi Přírodní vědy fyzika Vědomosti o přírodních vědách Kompetence vědecké dokazování Další kompetence práce s grafem Úplná odpověď: kód 1 Částečná odpověď: kód 2 a 3 Nevyhovující odpověď: kód 7 Neřešená otázka: kód 0 Tabulka 16: Skleníkový efekt - Otázka 5 - Výsledky Kód odpovědi: # 1 # 2 # 3 # 7 # 0 "Stud. učitelství" "Bakaláři" "Magistři" "Učitelé" Zde měli respondenti vyuţít výše jmenovaného grafu a argumentovat pro i proti hypotéze vlivu CO 2 na růst globální teploty na Zemi. Kód dva značí respondenty, kteří argumentovali pouze pro a kód tři naopak odpovědi pouze proti hypotéze. Jak je vidět, převládají především úplné nebo nevyhovující odpovědi. Z částečných pak byla nejpočetnější skupina argumentující pouze pro. Mnoho nevyhovujících odpovědí ignorovalo zadání otázky a respondenti místo komentování grafu obecně argumentovali pro a proti hypotéze. 23

30 7.2 Kyselý déšť Tato úloha je převzata z publikace Přírodovědné úlohy výzkumu PISA (1) a byla součástí šetření PISA Pouţita byla pouze v 60 minutovém testu. Otázka 1 Tabulka 17: Kyselý déšť - Otázka 1 - Charakteristika Typ otázky Přírodní vědy Vědomosti Kompetence Další kompetence otevřená s tvorbou odpovědi chemie z přírodních věd vysvětlování jevů pomocí přírodních věd Úplná odpověď: kód 1 Částečná odpověď: kód 2 Nevyhovující odpověď: kód 7 Neřešená otázka: kód 0 Tabulka 18: Kyselý déšť - Otázka 1 - Výsledky Kód odpovědi: # 1 # 2 # 7 # 0 "Stud. učitelství" "Bakaláři" "Magistři" "Učitelé" Respondenti měli jmenovat jeden ze zdrojů oxidů síry a dusíku v atmosféře. Převládaly správné odpovědi. Nesprávné byly většinou příliš obecné nebo vyloţeně nesmyslné. Tato otázka měla v šetření PISA 2006 následující úspěšnosti: Tabulka 19: Kyselý déšť - Otázka 1 PISA 2006 Prŧměrná úspěšnost Celkem Dívky Chlapci ČR 62,8 % 62,1 % 63,4 % OECD 57,7 % 55,5 % 59,9 % Pro srovnání uvádím procentuální úspěšnosti skupin z mého výzkumu: "Stud. učitelství" : 62 % "Bakaláři": 52 % "Magistři": 72 % "Učitelé": 85 % Jak je vidět, výsledky ţáků z roku 2006 překonali všechny skupiny vyjma Bakalářů. 24

31 Otázka 2 Tabulka 20: Kyselý déšť - Otázka 2 - Charakteristika Typ otázky Přírodní vědy Vědomosti Kompetence Další kompetence s výběrem odpovědi fyzika, chemie z přírodních věd vysvětlování jevů pomocí přírodních věd Správná odpověď: a Neřešená otázka: kód 0 Tabulka 21: Kyselý déšť - Otázka 2 - Výsledky Kód odpovědi: # a # b # c # d # 0 "Stud. učitelství" "Bakaláři" "Magistři" "Učitelé" Tato otázka se dotýká zákona zachování hmoty a vyţaduje pochopení chemického procesu. Šlo o relativně jednoduchou otázku a na výsledcích je to patrné. V šetření PISA 2006 měla tato otázka následující úspěšnosti: Tabulka 22: Kyselý déšť - Otázka 2 PISA 2006 Prŧměrná úspěšnost Celkem Dívky Chlapci ČR 74,8 % 74,8 % 74,7 % OECD 66,7 % 65,1 % 68,3 % Pro srovnání uvádím procentuální úspěšnosti skupin z mého výzkumu: "Stud. učitelství" : 89 % "Bakaláři": 84 % "Magistři": 95 % "Učitelé": 95 % V této otázce byly výsledky z roku 2006 překonány všemi skupinami. 25

32 Otázka 3 Tabulka 23: Kyselý déšť - Otázka 3 - Charakteristika Typ otázky Přírodní vědy Vědomosti Kompetence Další kompetence otevřená s tvorbou odpovědi chemie z přírodních věd, o přírodních vědách navrhování a úprava experimentu Úplná odpověď: kód 1 Částečná odpověď: kód 2 Nevyhovující odpověď: kód 7 Neřešená otázka: kód 0 Tabulka 24: Kyselý déšť - Otázka 3 - Výsledky Kód odpovědi: # 1 # 2 # 7 # 0 "Stud. učitelství" "Bakaláři" "Magistři" "Učitelé" V této otázce měli respondenti vysvětlovat důvody k provedení experimentu a jeho očekávané výsledky. U této otázky jasně převládají částečné odpovědi, které většinou byly příliš strohé, a opomíjely nějakou část otázky. V šetření PISA 2006 měla tato otázka následující úspěšnosti: Tabulka 25: Kyselý déšť - Otázka 3 PISA 2006 Prŧměrná úspěšnost Celkem Dívky Chlapci ČR 34,4 % 38,5 % 31,3 % OECD 35,6 % 37,7 % 33,6 % Pro srovnání uvádím procentuální úspěšnosti skupin z mého výzkumu: "Stud. učitelství" : 24 % "Bakaláři": 19 % "Magistři": 29 % "Učitelé": 30 % U této otázky dosáhly všechny skupiny řešitelů překvapivě slabých výsledků. Ani jedna ze skupin nepřekonala výsledky z roku

33 7.3 Klimadiagramy Tato úloha je převzata z publikace Úlohy pro rozvoj přírodovědné gramotnosti (3). Byla součástí obou testů. Otázka 1 Tabulka 26: Klimadiagramy - Otázka 1 - Charakteristika Typ otázky otevřená s tvorbou odpovědi Přírodní vědy geografie Vědomosti o přírodních vědách Kompetence vědecké dokazování Další kompetence práce s grafem Úplná odpověď: kód 1 Částečná odpověď: kód 2, 3 a 4 Nevyhovující odpověď: kód 7 Neřešená otázka: kód 0 Tabulka 27: Klimadiagramy - Otázka 1 - Výsledky Kód odpovědi: # 1 # 2 # 3 # 4 # 7 # 0 "Stud. učitelství" "Bakaláři" "Magistři" "Ţáci" "Učitelé" Respondenti měli odečíst dvě různé hodnoty (teplotu, sráţky) z klimadiagramu. Klimadiagram samotný ovšem není vysvětlený. Respondenti jej buď musí sami znát, anebo si musí jeho formát zápisu dat domyslet z údajů v něm obsaţených. Kód 2 znamená, ţe odpověď pouze postrádala uvedení jednotek. Tato sledovaná varianta odpovědi se ukázala být výjimečná. Respondenti vcelku konzistentně uváděli jednotky, ať uţ jejich odpověď byla správná nebo špatná. Kód 3 pak jsou odpovědi, u nichţ byl proveden prokazatelně správný odečet, ovšem se sníţenou přesností. Kód 4 značí odpovědi, u nichţ byla prohozena křivka teploty za sloupcový graf sráţek a hodnoty tak byly nesprávné. Tato chyba byla také vcelku vzácná. Nejčastější nevyhovující odpověď trpěla nekonzistencí pochopení klimadiagramu při odečtu. Respondent například vybral křivku jako formu zápisu teploty, ale poté neodečetl sráţky ze sloupcového grafu, ale opět z křivky. 27

34 Otázka 2 Tabulka 28: Klimadiagramy - Otázka 2 - Charakteristika Typ otázky komplexní s výběrem odpovědi Přírodní vědy geografie Vědomosti o přírodních vědách Kompetence vysvětlování jevů pomocí přírodních věd Další kompetence práce s grafem Úplná odpověď: kód 1 Částečná odpověď: kód 2 Nevyhovující odpověď: kód 7 Neřešená otázka: kód 0 Tabulka 29: Klimadiagramy - Otázka 2 - Výsledky Kód odpovědi: # 1 # 2 # 7 # 0 "Stud. učitelství" "Bakaláři" "Magistři" "Ţáci" "Učitelé" V této otázce měli respondenti vybrat, na jaké otázky můţe podat klimadiagram odpověď. Jak je vidět, úspěšnost u této otázky není nijak velká. Jedna z moţností byla špatně vyhodnocena tolika respondenty (studenty učitelství geografie nevyjímaje), ţe byla správná odpověď znovu ověřována u odborníků. Šlo o moţnost předpovídání doby s největším rizikem povodní. Na to sice sráţky mohou mít vliv, ale nejvíce je to ovlivňováno podmínkami, které se do klimadiagramu nezanášejí. Otázka 3 Tabulka 30: Klimadiagramy - Otázka 3 - Charakteristika Typ otázky s výběrem odpovědi Přírodní vědy geografie Vědomosti z přírodních věd, o přírodních vědách Kompetence vysvětlování jevů pomocí přírodních věd, vědecké dokazování Další kompetence práce s grafem Správná odpověď: c Vyplněno více moţností: kód 7 Neřešená otázka: kód 0 28

35 Tabulka 31: Klimadiagramy - Otázka 3 - Výsledky Kód odpovědi: # a # b # c # d # 7 # 0 "Stud. učitelství" "Bakaláři" "Magistři" "Ţáci" "Učitelé" Respondenti měli ze dvou klimadiagramů rozpoznat, v čem se liší oblasti, které jsou jimi popsány. U skupiny Bakalářů byl jeden z distraktorů stejně častý jako správná odpověď. Skupina Ţáků pak byla jediná, s výrazně nejčastější chybnou odpovědí. 7.4 Mars Tato úloha vznikla spojením dvou úloh, úlohy Mars a úlohy Atmosféra na Marsu. Obě pocházejí z publikace Úlohy pro rozvoj přírodovědné gramotnosti (3). Nově vzniklá úloha byla součástí obou testů. Otázka 1 Tabulka 32: Mars - Otázka 1 - Charakteristika Typ otázky otevřená s tvorbou odpovědi Přírodní vědy fyzika, biologie Vědomosti z přírodních věd, o přírodních vědách Kompetence vědecké dokazování Další kompetence práce s tabulkou Úplná odpověď: kód 1 a 2 Částečná odpověď: kód 3 Nevyhovující odpověď: kód 7 Neřešená otázka: kód 0 Tabulka 33: Mars - Otázka 1 - Výsledky Kód odpovědi: # 1 # 2 # 3 # 7 # 0 "Stud. učitelství" "Bakaláři" "Magistři" "Ţáci" "Učitelé" V této otázce měli respondenti argumentovat, proč je Mars nejpravděpodobnější planetou pro první lidské osídlení mimo Zemi. K tomu jim mohla pomoci tabulka parametrů planet, ale jejich argumenty se nemusely omezovat 29

36 na fakta v ní obsaţená. Kód 2 značil vyřazovací přístup. U ostatních planet byla nalezena podstatná nepříznivá skutečnost a Mars zůstal jako jediná rozumná moţnost. Tento přístup byl překvapivě vzácný, ač se jeho prvky občas v odpovědích vyskytovaly. Nejčastější chybou bylo pouhé citování údajů z tabulky bez jakéhokoliv vysvětlení. Otázka 2 Tabulka 34: Mars - Otázka 2 - Charakteristika Typ otázky Přírodní vědy Vědomosti Kompetence Další kompetence s výběrem odpovědi fyzika, biologie, chemie z přírodních věd vysvětlování jevů pomocí přírodních věd Správná odpověď: d Vyplněno více moţností: kód 7 Neřešená otázka: kód 0 Tabulka 35: Mars - Otázka 2 - Výsledky Kód odpovědi: # a # b # c # d # 7 # 0 "Stud. učitelství" "Bakaláři" "Magistři" "Ţáci" "Učitelé" Respondenti měli z nabízených moţností vybrat, jaký je nejpodstatnější problém pro přeţití člověka bez ochranných pomůcek v atmosféře Marsu. Správná odpověď je výrazně nejčastější u všech skupin. Otázka 3 Tabulka 36: Mars - Otázka 3 - Charakteristika Typ otázky otevřená s tvorbou odpovědi Přírodní vědy biologie, chemie Vědomosti z přírodních věd Kompetence vysvětlování jevů pomocí přírodních věd Další kompetence práce s grafem 30

37 Úplná odpověď: kód 1 Částečná odpověď: kód 2 a 3 Nevyhovující odpověď: kód 7 Neřešená otázka: kód 0 Tabulka 37: Mars - Otázka 3 - Výsledky Kód odpovědi: # 1 # 2 # 3 # 7 # 0 "Stud. učitelství" "Bakaláři" "Magistři" "Ţáci" "Učitelé" Tato otázka vyţadovala elementární znalost sloţení zemské atmosféry, schopnost čtení údajů v textu a tvorbu vlastní hypotézy, ohledně důvodu výskytu kyslíku v zemské atmosféře. Kód 2 popisuje odpovědi, které postrádají pouze onu hypotézu. Pod kódem 3 pak jsou odpovědi obsahující správné údaje o atmosféře Země a správnou hypotézu. Respondenti tedy chybně uvedli údaje, které mohli vyčíst ze zadání úlohy. Kód 2 byl relativně častý u skupin Bakalářů a Ţáků. U těchto skupin také převládají nevyhovující odpovědi. Otázka 4 Tabulka 38: Mars - Otázka 4 - Charakteristika Typ otázky Přírodní vědy Vědomosti Kompetence Další kompetence otevřená s tvorbou odpovědi fyzika z přírodních věd vysvětlování jevů pomocí přírodních věd Úplná odpověď: kód 1 Částečná odpověď: kód 2 a 3 Nevyhovující odpověď: kód 7 Neřešená otázka: kód 0 Tabulka 39: Mars - Otázka 4 - Výsledky Kód odpovědi: # 1 # 2 # 3 # 7 # 0 "Stud. učitelství" "Bakaláři" "Magistři" "Ţáci" "Učitelé"

38 Respondenti měli porovnat starty vesmírných letů z povrchu Měsíce a ze Země. Vyţadováno bylo uvedení jedné výhody a jedné nevýhody. Kód 2 je odpověď obsahující pouze výhody. Kód 3 označuje analogicky uvedení pouze správných nevýhod. Jak je vidět z předcházející tabulky, tak kód 2 byl málo frekventovanou odpovědí, zato kód 3 je mnohdy častější neţ počet úplných nebo nevyhovujících odpovědí. Pouze u Magistrů a Učitelů je nejčastější úplná odpověď. Otázka 5 Tabulka 40: Mars - Otázka 5 - Charakteristika Typ otázky Přírodní vědy Vědomosti Kompetence Další kompetence komplexní s výběrem odpovědi fyzika z přírodních věd vysvětlování jevů pomocí přírodních věd Úplná odpověď: kód 1 Částečná odpověď: kód 2 Nevyhovující odpověď: kód 7 Neřešená otázka: kód 0 Tabulka 41: Mars - Otázka 5 - Výsledky Kód odpovědi: # 1 # 2 # 7 # 0 "Stud. učitelství" "Bakaláři" "Magistři" "Ţáci" "Učitelé" V této otázce měli respondenti rozhodnout o pravdivosti několika tvrzení o solárních panelech a jaderných reaktorech. Jak je vidět u většiny skupin převládaly úplné odpovědi. Překvapivě málo úplných odpovědí bylo u skupiny Učitelů. Otázka 6 Tabulka 42: Mars - Otázka 6 - Charakteristika Typ otázky Přírodní vědy Vědomosti Kompetence Další kompetence otevřená s tvorbou odpovědi biologie z přírodních věd vysvětlování jevů pomocí přírodních věd 32

39 Úplná odpověď: kód 1 Částečná odpověď: kód 2 Nevyhovující odpověď: kód 7 Neřešená otázka: kód 0 Tabulka 43: Mars - Otázka 6 - Výsledky Kód odpovědi: # 1 # 2 # 7 # 0 "Stud. učitelství" "Bakaláři" "Magistři" "Ţáci" "Učitelé" Respondenti měli správně určit a pojmenovat tělní soustavu, jejíţ porucha se v beztíţném stavu projevuje vyjmenovanými symptomy. Častou chybou bylo zaměnění soustavy za jinou, ale také zapsání tělního orgánu dané soustavy místo soustavy samotné. S výjimkou skupiny Ţáků převládají úplné odpovědi. U této skupiny je také velké mnoţství případů, kdy otázka nebyla vůbec řešena. Otázka 7 Tabulka 44: Mars - Otázka 7 - Charakteristika Typ otázky Přírodní vědy Vědomosti Kompetence Další kompetence komplexní s výběrem odpovědi biologie z přírodních věd vysvětlování jevů pomocí přírodních věd Úplná odpověď: kód 1 Částečná odpověď: kód 2 Nevyhovující odpověď: kód 7 Neřešená otázka: kód 0 Tabulka 45: Mars - Otázka 7 - Výsledky Kód odpovědi: # 1 # 2 # 7 # 0 "Stud. učitelství" "Bakaláři" "Magistři" "Ţáci" "Učitelé" V této otázce měli respondenti rozhodnout o pravdivosti několika tvrzení ohledně lidského organizmu ve stavu beztíţe. Tato otázka se zdá být relativně obtíţnou. Aţ na skupinu Učitelé převládají částečné odpovědi nad úplnými. U Ţáků jsou pak nejčastější nevyhovující odpovědi. 33

40 Otázka 8 Tabulka 46: Mars - Otázka 8 - Charakteristika Typ otázky Přírodní vědy Vědomosti Kompetence Další kompetence otevřená s tvorbou odpovědi fyzika, biologie z přírodních věd vysvětlování jevů pomocí přírodních věd Úplná odpověď: kód 1 Částečná odpověď: kód 2 Nevyhovující odpověď: kód 7 Neřešená otázka: kód 0 Tabulka 47: Mars - Otázka 8 - Výsledky Kód odpovědi: # 1 # 2 # 7 # 0 "Stud. učitelství" "Bakaláři" "Magistři" "Ţáci" "Učitelé" Respondenti měli vysvětlit, proč ve stavu beztíţe nefunguje rovnováţněpolohový orgán člověka a proč to vyvolává nevolnost. U Bakalářů, Ţáků a překvapivě i Učitelů převládají nevyhovující odpovědi. Pouze u skupiny Magistrů byla početnější skupina částečných odpovědí. Mnoho z nevyhovujících odpovědí bylo příliš strohých a pouze rozváděly skutečnost, ţe orgán nefunguje. Častou odpovědí také bylo, ţe ve vesmíru gravitace nefunguje. Dalším častým nedostatkem pak byla absence vysvětlení důvodu nevolnosti. 7.5 Chlebové těsto Tato úloha je převzata z publikace Přírodovědné úlohy výzkumu PISA (1). Jde o úlohu z pilotního šetření PISA Byla součástí obou testů. Otázka 1 Tabulka 48: Chlebové těsto - Otázka 1 - Charakteristika Typ otázky Přírodní vědy Vědomosti Kompetence Další kompetence s výběrem odpovědi biologie, chemie z přírodních věd vysvětlování jevů pomocí přírodních věd 34

41 Správná odpověď: c Vyplněno více moţností: kód 7 Neřešená otázka: kód 0 Tabulka 49: Chlebové těsto - Otázka 1 - Výsledky Kód odpovědi: # a # b # c # d # 7 # 0 "Stud. učitelství" "Bakaláři" "Magistři" "Ţáci" "Učitelé" V této otázce měli respondenti vybrat z moţných vysvětlení procesu kynutí těsta to správné. U všech skupin jasně převládá správná odpověď. Otázka 2 Tabulka 50: Chlebové těsto - Otázka 2 - Charakteristika Typ otázky s výběrem odpovědi Přírodní vědy fyzika Vědomosti z přírodních věd, o přírodních vědách Kompetence navrhování a úprava experimentu Další kompetence práce se schématem Správná odpověď: d Vyplněno více moţností: kód 7 Neřešená otázka: kód 0 Tabulka 51: Chlebové těsto - Otázka 2 - Výsledky Kód odpovědi: # a # b # c # d # 7 # 0 "Stud. učitelství" "Bakaláři" "Magistři" "Ţáci" "Učitelé" Respondentům byly předloţeny dvojice vytvořené ze čtyř různých experimentů. Z nabídky měli vybrat tu, která by jim umoţnila prokázat předloţenou hypotézu. Jedinou skupinou, u které není nejčastější správná odpověď, je skupina Ţáci. 35

42 Otázka 3 Tabulka 52: Chlebové těsto - Otázka 3 - Charakteristika Typ otázky Přírodní vědy Vědomosti Kompetence Další kompetence komplexní s výběrem odpovědi chemie z přírodních věd vysvětlování jevů pomocí přírodních věd Úplná odpověď: kód 1 Částečná odpověď: kód 2 Nevyhovující odpověď: kód 7 Neřešená otázka: kód 0 Tabulka 53: Chlebové těsto - Otázka 3 - Výsledky Kód odpovědi: # 1 # 2 # 7 # 0 "Stud. učitelství" "Bakaláři" "Magistři" "Ţáci" "Učitelé" V této otázce měli respondenti rozhodnout o pravdivosti několika tvrzení. Řešení vyţadovalo základní znalosti z chemie a přibliţnou znalost sloţení některých látek. Úplné odpovědi převládají u skupin Magistrů a Učitelů. U Bakalářů je nejčastější částečná odpověď a nevyhovující odpověď je dominantní u skupiny Ţáků. Otázka 4 Tabulka 54: Chlebové těsto - Otázka 4 - Charakteristika Typ otázky Přírodní vědy Vědomosti Kompetence Další kompetence s výběrem odpovědi fyzika z přírodních věd vysvětlování jevů pomocí přírodních věd Správná odpověď: b Vyplněno více moţností: kód 7 Neřešená otázka: kód 0 36

43 Tabulka 55: Chlebové těsto - Otázka 4 - Výsledky Kód odpovědi: # a # b # c # d # 7 # 0 "Stud. učitelství" "Bakaláři" "Magistři" "Ţáci" "Učitelé" Respondenti měli vybrat správný důvod zvětšování plynových bublin při jejich zahřívání. V celku přesvědčivě převládá správná odpověď. 7.6 Rozmanitost živé přírody Tato úloha je převzata z publikace Úlohy pro rozvoj přírodovědné gramotnosti (3). Pouţita byla pouze v 60 minutovém testu. Otázka 1 Tabulka 56: Rozmanitost ţivé přírody - Otázka 1 - Charakteristika Typ otázky s výběrem odpovědi Přírodní vědy biologie, geografie Vědomosti o přírodních vědách Kompetence vysvětlování jevů pomocí přírodních věd Další kompetence práce se schématem Správná odpověď: c Vyplněno více moţností: kód 7 Neřešená otázka: kód 0 Tabulka 57: Rozmanitost ţivé přírody - Otázka 1 - Výsledky Kód odpovědi: # a # b # c # d # 7 # 0 "Stud. učitelství" "Bakaláři" "Magistři" "Učitelé" Respondentům byl vysvětlen pojem druhové diverzity. Následně měli pojem pouţít a ze schémat vybrat oblast s největší druhovou diverzitou. Tato otázka byla velmi jednoduchá a počty správných odpovědí tomu odpovídají. 37

44 Otázka 2 Tabulka 58: Rozmanitost ţivé přírody - Otázka 2 - Charakteristika Typ otázky Přírodní vědy Vědomosti Kompetence Další kompetence komplexní s výběrem odpovědi biologie, geografie z přírodních věd vysvětlování jevů pomocí přírodních věd Úplná odpověď: kód 1 Částečná odpověď: kód 2 Nevyhovující odpověď: kód 7 Neřešená otázka: kód 0 Tabulka 59: Rozmanitost ţivé přírody - Otázka 2 - Výsledky Kód odpovědi: # 1 # 2 # 7 # 0 "Stud. učitelství" "Bakaláři" "Magistři" "Učitelé" V této otázce měli respondenti rozhodnout o pravdivosti několika tvrzení týkajících se biodiverzity. U všech skupin převládají úplné odpovědi. Nejslabších výsledků dosáhly Bakaláři. Otázka 3 Tabulka 60: Rozmanitost ţivé přírody - Otázka 3 - Charakteristika Typ otázky Přírodní vědy Vědomosti Kompetence Další kompetence s výběrem odpovědi biologie o přírodních vědách navrhování a úprava experimentu Správná odpověď: c Vyplněno více moţností: kód 7 Neřešená otázka: kód 0 Tabulka 61: Rozmanitost ţivé přírody - Otázka 3 - Výsledky Kód odpovědi: # a # b # c # d # 7 # 0 "Stud. učitelství" "Bakaláři" "Magistři" "Učitelé"

45 Respondentům byl popsán experiment a na základě tohoto popisu měli z nabídky vybrat otázku, na kterou měl experiment podat odpověď. Opět velmi přesvědčivě vede správná odpověď. Otázka 4 Tabulka 62: Rozmanitost ţivé přírody - Otázka 4 - Charakteristika Typ otázky Přírodní vědy Vědomosti Kompetence Další kompetence otevřená s tvorbou odpovědi biologie o přírodních vědách navrhování a úprava experimentu Úplná odpověď: kód 1 a 2 Částečná odpověď: kód 3 Nevyhovující odpověď: kód 7 Neřešená otázka: kód 0 Tabulka 63: Rozmanitost ţivé přírody - Otázka 4 - Výsledky Kód odpovědi: # 1 # 2 # 3 # 7 # 0 "Stud. učitelství" "Bakaláři" "Magistři" "Učitelé" V této otázce měli respondenti vysvětlit důvod opakování experimentu v různých lokalitách. Kód 1 značí úplnou odpověď opírající se o biologii a různé podmínky v daných lokalitách. Kód 2 je naproti tomu úplná odpověď opírající se čistě o znalosti statistiky a obecnou metodiku provádění experimentů. Jak je vidět, tak obě tyto odpovědi jsou relativně časté. U skupiny Bakalářů jsou ovšem nejčastější částečné odpovědi. Zároveň tato skupina vykazovala velké mnoţství nevyhovujících odpovědí a případů, kdy byla otázka vynechána. 7.7 Krémy na opalování Tato úloha je převzata z publikace Přírodovědné úlohy výzkumu PISA (1) a byla jednou z úloh šetření PISA V mém výzkumu byla součástí obou testů. 39

46 Otázka 1 Tabulka 64: Krémy na opalování - Otázka 1 - Charakteristika Typ otázky Přírodní vědy Vědomosti Kompetence Další kompetence s výběrem odpovědi fyzika o přírodních vědách navrhování a úprava experimentu Správná odpověď: d Vyplněno více moţností: kód 7 Neřešená otázka: kód 0 Tabulka 65: Krémy na opalování - Otázka 1 - Výsledky Kód odpovědi: # a # b # c # d # 7 # 0 "Stud. učitelství" "Bakaláři" "Magistři" "Ţáci" "Učitelé" Respondenti měli vybrat správný účel dvou látek v popsaném experimentu. V tomto experimentu šlo o kontrolní látky. U všech skupin převládá správná odpověď. V šetření PISA 2006 měla tato otázka následující úspěšnosti: Tabulka 66: Krémy na opalování - Otázka 1 PISA 2006 Prŧměrná úspěšnost Celkem Dívky Chlapci ČR 42,6 % 44,0 % 41,5 % OECD 40,5 % 43,0 % 38,1 % Pro srovnání uvádím procentuální úspěšnosti skupin z mého výzkumu: "Stud. učitelství" : 62 % "Bakaláři": 52 % "Magistři": 73 % "Ţáci": 40 % "Učitelé": 90 % Skupina Ţáci dosáhla srovnatelného výsledku jako respondenti v šetření PISA Všechny ostatní skupiny tyto výsledky výrazně překonaly. 40

47 Otázka 2 Tabulka 67: Krémy na opalování - Otázka 2 - Charakteristika Typ otázky Přírodní vědy Vědomosti Kompetence Další kompetence s výběrem odpovědi fyzika o přírodních vědách rozpoznávání vědeckých otázek Správná odpověď: a Vyplněno více moţností: kód 7 Neřešená otázka: kód 0 Tabulka 68: Krémy na opalování - Otázka 2 - Výsledky Kód odpovědi: # a # b # c # d # 7 # 0 "Stud. učitelství" "Bakaláři" "Magistři" "Ţáci" "Učitelé" Respondenti měli vybrat z nabídky správné vysvětlení účelu popsaného experimentu. Opět převládají správné odpovědi, pouze distraktor b byl častěji uvaţován jako moţná odpověď. V šetření PISA 2006 měla tato otázka následující úspěšnosti: Tabulka 69: Krémy na opalování - Otázka 2 PISA 2006 Prŧměrná úspěšnost Celkem Dívky Chlapci ČR 50,9 % 51,8 % 50,2 % OECD 58,3 % 60,3 % 56,4 % Pro srovnání uvádím procentuální úspěšnosti skupin z mého výzkumu: "Stud. učitelství" : 65 % "Bakaláři": 60 % "Magistři": 71 % "Ţáci": 59 % "Učitelé": 75 % Výsledky z roku 2006 překonaly všechny skupiny respondentů. Nejlepšího výsledku dosáhli opět Učitelé. 41

48 Otázka 3 Tabulka 70: Krémy na opalování - Otázka 3 - Charakteristika Typ otázky Přírodní vědy Vědomosti Kompetence Další kompetence s výběrem odpovědi fyzika o přírodních vědách navrhování a úprava experimentu Správná odpověď: d Vyplněno více moţností: kód 7 Neřešená otázka: kód 0 Tabulka 71: Krémy na opalování - Otázka 3 - Výsledky Kód odpovědi: # a # b # c # d # 7 # 0 "Stud. učitelství" "Bakaláři" "Magistři" "Ţáci" "Učitelé" Respondenti měli vybrat z nabídky správné vysvětlení jednoho z detailů provedení experimentu. Opět vede správná odpověď, ovšem ne tak výrazně jako u minulé otázky. V šetření PISA 2006 měla tato otázka následující úspěšnosti: Tabulka 72: Krémy na opalování - Otázka 3 PISA 2006 Prŧměrná úspěšnost Celkem Dívky Chlapci ČR 43,6 % 43,4 % 43,7 % OECD 43,0 % 44,3 % 41,7 % Pro srovnání uvádím procentuální úspěšnosti skupin z mého výzkumu: "Stud. učitelství" : 62 % "Bakaláři": 57 % "Magistři": 69 % "Ţáci": 47 % "Učitelé": 90 % Skupina Ţáci dosáhla velmi podobných výsledků, jako respondenti výzkumu PISA Všechny ostatní skupiny dosáhly lepších výsledků. Za povšimnutí stojí velký náskok skupiny Učitelé. 42

49 Otázka 4 Tabulka 73: Krémy na opalování - Otázka 4 - Charakteristika Typ otázky Přírodní vědy Vědomosti Kompetence Další kompetence s výběrem odpovědi, otevřená s tvorbou odpovědi fyzika o přírodních vědách vědecké dokazování práce se schématem Úplná odpověď: kód 1 Částečná odpověď: kód 2 Nevyhovující odpověď: kód 7 Neřešená otázka: kód 0 Tabulka 74: Krémy na opalování - Otázka 4 - Výsledky Kód odpovědi: # 1 # 2 # 7 # 0 "Stud. učitelství" "Bakaláři" "Magistři" "Ţáci" "Učitelé" V této otázce bylo respondentům předloţeno schéma čtyř různých výsledků experimentu. Pouze jedno z nich je moţné. Ostatní varianty obsahují chybu v chování kontrolních látek. Respondenti měli vybrat správnou variantu a svůj výběr slovně odůvodnit. Tato otázka proto spojuje aspekty otázky s výběrem odpovědí a otázka otevřené s tvorbou odpovědi. Skupina Ţáků je jediná, u které nejsou dominantní úplné odpovědi. Většina nevyhovujících odpovědí postrádala vysvětlení výběru. V šetření PISA 2006 měla tato otázka následující úspěšnosti: Tabulka 75: Krémy na opalování - Otázka 4 PISA 2006 Prŧměrná úspěšnost Celkem Dívky Chlapci ČR 42,6 % 44,0 % 41,5 % OECD 40,5 % 43,0 % 38,1 % Pro srovnání uvádím procentuální úspěšnosti skupin z mého výzkumu: "Stud. učitelství" : 51 % "Bakaláři": 38 % "Magistři": 65 % "Ţáci": 26 % "Učitelé": 80 % Skupiny Ţáci a Bakaláři dosáhly slabších výsledků, neţ respondenti šetření PISA U skupiny Bakaláři bychom mohli uvaţovat o tom, zda její 43

50 výsledky nejsou srovnatelné s průměrem OECD. Zbylé dvě skupiny dosáhly lepších výsledků. Za povšimnutí stojí velký rozdíl výsledků skupin Učitelé a Ţáci. 7.8 Sprint na sto metrů Tato úloha je převzata z publikace Úlohy pro rozvoj přírodovědné gramotnosti (3). Pouţita byla pouze v 60 minutovém testu. Otázka 1 Tabulka 76: Sprint na sto metrŧ - Otázka 1 - Charakteristika Typ otázky Přírodní vědy Vědomosti Kompetence Další kompetence otevřená s tvorbou odpovědi fyzika o přírodních vědách vědecké dokazování práce s grafem Úplná odpověď: kód 1 Částečná odpověď: kód 2 Nevyhovující odpověď: kód 7 Neřešená otázka: kód 0 Tabulka 77: Sprint na sto metrŧ - Otázka 1 - Výsledky Kód odpovědi: # 1 # 2 # 7 # 0 "Stud. učitelství" "Bakaláři" "Magistři" "Učitelé" Respondentům byl předloţen graf, v němţ je v rozporu jeho křivka a popisky hodnot bodů. Dále bylo v zadání uvedeno, ţe křivka je správně. Respondenti měli odhalit chybu a vysvětlit ji. Kód 2 označuje nalezení chyby, ale neuvedení správného důvodu. Častým důvodem pro udělení kódu 2 byla záměna správnosti popisků a křivky. Jediná skupina Učitelů má výraznou převahu správných odpovědí. Přikládám to skutečnosti, ţe jsou zvyklí hledat chyby v grafech, které vytvořil někdo jiný. Zároveň byla tato otázka i relativně často neřešena všemi skupinami respondentů. To bude nejspíš způsobeno kombinací otevřenosti otázky a toho, ţe je na úplném konci testu a respondenti jsou jiţ při jejím řešení unaveni. 44

51 Otázka 2 Tabulka 78: Sprint na sto metrŧ - Otázka 2 - Charakteristika Typ otázky Přírodní vědy Vědomosti Kompetence Další kompetence otevřená s tvorbou odpovědi fyzika o přírodních vědách vědecké dokazování práce s grafem Úplná odpověď: kód 1 Nevyhovující odpověď: kód 7 Neřešená otázka: kód 0 Tabulka 79: Sprint na sto metrŧ - Otázka 2 - Výsledky Kód odpovědi: # 1 # 7 # 0 "Stud. učitelství" "Bakaláři" "Magistři" "Učitelé" Obsahem otázky 2 je odčítání dat z poměrně nezvyklého grafu. S výjimkou Učitelů převládaly u skupin nevyhovující odpovědi. Špatné odpovědi se objevovaly i u jedinců, kteří v minulé otázce správně odhalili chybu v grafu. Otázka 3 Tabulka 80: Sprint na sto metrŧ - Otázka 3 - Charakteristika Typ otázky Přírodní vědy Vědomosti Kompetence Další kompetence s výběrem odpovědi fyzika o přírodních vědách vědecké dokazování práce s grafem Správná odpověď: c Neřešená otázka: kód 0 Tabulka 81: Sprint na sto metrŧ - Otázka 3 - Výsledky Kód odpovědi: # a # b # c # d # e # 0 "Stud. učitelství" "Bakaláři" "Magistři" "Učitelé" Poslední otázka vyţadovala další odčítání ze stejného grafu, jako v případě minulých dvou otázek. Otázka se váţe na odpověď z minulé otázky a při špatné 45

52 odpovědi u otázky dva je proto nemoţné provést správnou úvahu a zároveň správně odpovědět. Přesto převládají správné odpovědi a to i respondentů, kteří na minulou otázku odpověděli špatně. To by mohlo být způsobeno nevhodně zvolenými distraktory. 46

53 8 Výsledky dotazníkového šetření Tato kapitola se zabývá odpověďmi respondentů na dotazníky, které se nacházely na konci testů. Jak bylo uvedeno výše, dotazníky byly dva, přičemţ kratší z nich byl pouze výběrem otázek z toho delšího. Tato kapitola proto bude sledovat pořadí otázek v delší verzi dotazníku a u otázek, které v kratší verzi chybí, nebudou uvedena data skupin Bakaláři a Ţáci. Dotazníky se skládaly ze dvou typů otázek: Otázky s výběrem odpovědi Ano/Ne; Určitě ano/spíše ano/spíše ne/ Určitě ne Otázky s tvorbou odpovědi Textová odpověď Otázky druhého typu byly velmi často nevyplněny a navíc bylo jejich vyhodnocování komplikované. Vyhodnoceny tedy byly otázky s výběrem odpovědi. U otázek s tvorbou odpovědi jsou pouze citovány typické odpovědi, pokud takové existují. Obsahově lze otázky rozdělit do tří skupin: Obeznámenost s výzkumem PISA a názor na úlohy uţívané ve výzkumu Postup při řešení testu Dotazy k některým aspektům úloh Tabulky této kapitoly zobrazují absolutní četnost odpovědí na danou otázku. 8.1 Výzkum PISA, motivovanost Tabulka 82: Znáte výzkum PISA? Ano Ne Bez odpovědi "Magistři" "Učitelé" Z odpovědí na tuto otázku začíná být patrné, jaká skupina učitelů test vyplnila. Tři čtvrtiny Učitelů jiţ výzkum PISA znaly. U magistrů pak byla obeznámenost s výzkumem PISA dosti malá. Jde ovšem o skupinu studentů ze všech ročníků magisterského studia a je tedy moţné, ţe se s výzkumem v rámci výuky seznámí později. Není-li tomu tak, pak se s výzkumem, jehoţ výsledky jsou jedním z ukazatelů, na jejichţ základě je posuzována kvalita českého školství od roku 2000, setká mnoho budoucích českých učitelů aţ během své praxe, pokud vůbec. Tabulka 83: Přijde vám uţitečný? Ano Ne Bez odpovědi "Magistři" "Učitelé"

54 Počet odpovědí Odpovědi na předcházející otázku jsou ovlivněné tím, ţe na ni odpovídali i jedinci, kteří výzkum PISA neznají. To je zjevné, neboť počet odpovědí na tuto otázku přesahuje celkový počet respondentů, kteří v minulé otázce uvedli, ţe výzkum PISA znají. Zároveň z některých odpovědí usuzuji, ţe si jistá část respondentů otázku vyloţila tak, ţe jsou tázáni na test, který právě vyplňují. Pouze u skupiny Učitelů se k otázce vyjadřovali, aţ na jednu výjimku, jen ti respondenti, kteří uvedli, ţe výzkum znají. Jejich kladná odpověď opět poukazuje na to, ţe názorově šlo o silně nereprezentativní vzorek. Dále byli respondenti vyzváni, aby svou odpověď odůvodnili. Zde jsou dvě citace učitelů z praxe: Je blíž realitě než normální škola a hlavně než normální písemky. Úlohy jsou pojaty jinak, než je v běžné školní praxi běžné, žáci se na nich mnoho naučí. Dochází k prolínání témat z různých oborů Tabulka 84: Přijdou vám tyto úlohy zajímavé? Určitě ano Spíše ano Spíše ne Určitě ne Bez odpovědi "Stud učitelství" "Bakaláři" "Magistři" "Ţáci" "Učitelé" Graf 1: Přijdou vám tyto úlohy zajímavé? Přijdou vám tyto úlohy zajímavé? Určitě ano Spíše ano Spíše ne Určitě ne Bez odpovědi 0 "Stud. Učitelství" "Bakaláři" "Magistři" "Žáci" "Učitelé" 48

55 Počet odpovědí Nejčastější odpovědí na tuto otázku, bylo napříč všemi skupinami spíše ano. Magistrům se otázky zdáli zajímavější neţ Bakalářům. Ţáci se vyjadřovali neutrálně. Odpovědi na tuto a následující dvě otázky pak u skupiny Učitelé jasně ukazují na to, ţe jde o velmi specifický vzorek respondentů (viz kapitola 6). Všechny odpovědi byly totiţ pozitivního charakteru. Tabulka 85: Přijdou vám tyto úlohy uţitečné? Určitě ano Spíše ano Spíše ne Určitě ne Bez odpovědi "Stud učitelství" "Bakaláři" "Magistři" "Ţáci" "Učitelé" Graf 2: Přijdou vám tyto úlohy uţitečné? Přijdou vám tyto úlohy užitečné? "Stud. Učitelství" "Bakaláři" "Magistři" "Žáci" "Učitelé" Určitě ano Spíše ano Spíše ne Určitě ne Bez odpovědi U skupiny Bakaláři je nejčastější odpovědí spíše ne. U všech ostatních skupin ovšem vcelku výrazně převládá odpověď spíše ano. Za zmínku také stojí ta skutečnost, ţe u všech skupin je vyšší součet pozitivních neţ negativních odpovědí. U skupiny Bakaláři se můţe zdát, ţe jim otázky přišly více uţitečné neţ zajímavé. Mluví pro to větší počet odpovědí určitě ano. Ovšem provedeme-li součet obou pozitivních a obou negativních odpovědí, ukáţe se, ţe počet negativních odpovědí je větší, neţ u předešlé otázky. U skupiny Magistři je vnímaná uţitečnost jasně menší neţ vnímaná zajímavost. Pouze u skupiny Ţáci je posun výsledků opačný. 49

56 Počet odpovědí Tabulka 86: Bavilo vás řešení těchto úloh? Určitě Spíše Spíše Určitě Bez ano ano ne ne odpovědi "Stud učitelství" "Bakaláři" "Magistři" "Ţáci" "Učitelé" Graf 3: Bavilo vás řešení těchto úloh? "Stud. Učitelství" Bavilo vás řešení těchto úloh? "Bakaláři" "Magistři" "Žáci" "Učitelé" Určitě ano Spíše ano Spíše ne Určitě ne Bez odpovědi Nejméně bavilo řešení úloh skupinu Ţáci. Vzhledem k tomu, ţe test, kterým je tato věková skupina v rámci oficiálního výzkumu PISA testována, má dvojnásobný rozsah, můţeme očekávat, ţe při oficiálním výzkumu jsou jeho respondenti stejně či více znechuceni. To by se na jejich výsledcích mohlo projevit. I u ostatních skupin jsou oproti předešlým dvěma otázkám odpovědi více negativní. U Magistrů a Učitelů ovšem stále pozitivní odpovědi převládají. Tabulka 87: Myslíte si, ţe je někdy pouţijete ve výuce? Ano Ne Bez odpovědi "Magistři" "Učitelé" Většina tázaných respondentů uvedla, ţe by tyto úlohy pouţila při výuce. Kladnou odpověď dávali v některých případech i respondenti, které řešit tyto úlohy nebavilo. Tabulka 88: Případně jste tak jiţ učinil/a? Ano Ne Bez odpovědi "Magistři" "Učitelé"

57 Tato otázka ukazuje poměrně velké relativní zastoupení učitelů, kteří jiţ úlohy typu PISA ve výuce pouţili a dotváří tak finální obraz o sloţení skupiny Učitelé. Skupiny Učitelé a Magistři se pak měly ještě vyjádřit, jaké zařazení takovýchto úloh do výuky by jim přišlo nejvhodnější. Zde jsou některé odpovědi: Zařazení do běžné výuky jako problémy k diskusi ve skupinách nebo pro zájemce o fyziku formou domácího úkolu. Důležité jsou proběhlé diskuse o řešených problémech. Jako uplatnění průřezových témat. Pro zvláště nadané žáky, pro rozvoj logického myšlení. Poslední společnou otázkou této části bylo srovnání uvedených úloh s běţnými. Vcelku zajímavou skutečností bylo vyjádření téměř stejného argumentu mnoha respondenty. Vnímán byl ovšem někdy jako kladný a jindy jako záporný. Argument byl následující: Tyto úlohy vyžadují logické myšlení. Mnoho studentů učitelství argument vnímalo jako kladnou vlastnost, ale stejně tak se objevoval názor, ţe mají být spíše testovány znalosti ţáků. Respondenti ze skupiny Ţáci to velmi často vnímali jako negativum. Stěţovali si, ţe jsou úlohy těţké a ţe se u nich musí přemýšlet. 8.2 Postup při řešení testu Tato část dotazníku, se snaţila podat odpověď na otázku, zda jsou některé úlohy neřešeny z časových důvodů. Primárně šlo o opakující se velké mnoţství neřešených otevřených otázek s tvorbou odpovědi. Pro objasnění následujících tabulek připomínám pouţitou terminologii. Test se skládá z několika úloh, z nichţ kaţdá má jinou tématiku. Kaţdá z úloh tvoří z 3-8 dílčích otázek, které sdílejí tématiku a doprovodné texty. Tabulka 89: Úlohy v testu jsem si prošel/šla a řešil/a je pak v daném pořadí. Ano Ne Bez odpovědi "Stud. učitelství" "Bakaláři" "Magistři" "Ţáci" "Učitelé" U této otázky se počty obou odpovědí dramaticky neliší. Skupiny Bakaláři a Ţáci mírně preferovaly moţnost, nejdřív si test projít, ale poté jej stejně řešit v daném pořadí. 51

58 Tabulka 90: Úlohy v testu jsem si prošel/šla a zvolil/a vlastní pořadí. Ano Ne Bez odpovědi "Stud. učitelství" "Bakaláři" "Magistři" "Ţáci" "Učitelé" U skupin Ţáci a Bakaláři si zhruba třetina respondentů zvolila vlastní pořadí úloh. Magistři a Učitelé tedy úlohy řešili mechanicky v pořadí, v jakém byly zadány. Tento fakt je dále patrný v následující tabulce. Tuto otázku následovala výzva k popisu kritéria pro vlastní pořadí. Ta ovšem zůstala téměř vţdy nevyplněna. Jedinou opakovanou odpovědí, bylo řešení od lehčích úloh k těţším. Tabulka 91: Úlohy v testu jsem si předem neprocházel/a a řešil/a je v daném pořadí. Ano Ne Bez odpovědi "Stud. učitelství" "Bakaláři" "Magistři" "Ţáci" "Učitelé" U všech skupin je velmi jasně preferovanou metodou řešit úlohy v daném pořadí. Tabulka 92: V celém testu jsem nejprve řešil/a otázky s výběrem odpovědi, aţ poté otázky, kde bylo třeba napsat vlastní odpověď. Ano Ne Bez odpovědi "Stud. učitelství" "Bakaláři" "Magistři" "Ţáci" "Učitelé" Jednou z moţností, proč je tolik neřešených úloh s tvorbou odpovědi, bylo, ţe řešitelé nejdřív odpovědí na otázky, které nevyţadují psaní vlastního textu, a pak se teprve k ostatním vrací. Zdá se ovšem, ţe tomu tak není. Respondenti se nejspíš rozhodnou otevřené otázky úplně vynechat. 52

59 Tabulka 93: V rámci úlohy jsem většinou řešil/a otázky v daném pořadí. Ano Ne Bez odpovědi "Stud. učitelství" "Bakaláři" "Magistři" "Ţáci" "Učitelé" Tato a následující otázka zkoumaly moţnost, ţe respondenti taktizovali, pokud jde o pořadí řešených otázek v rámci úlohy. Valná většina respondentů řešila úlohy i otázky v daném pořadí. Tabulka 94: V rámci úlohy jsem většinou nejprve řešil/a otázky s výběrem odpovědi, aţ poté otázky, kde bylo třeba napsat vlastní odpověď. Ano Ne Bez odpovědi "Stud. učitelství" "Bakaláři" "Magistři" "Ţáci" "Učitelé" Přeskakování otevřených otázek v rámci úlohy bylo častější neţ v rámci celého testu u všech skupin respondentů. Stále ovšem jde o menšinu řešitelů z daných skupin. 8.3 Některé aspekty úloh Poslední čtyři otázky dotazníku se týkaly konkrétních aspektů některých úloh. První dvě otázky se týkaly úloh obsahujících schémata či grafy. Tabulka 95: Přišla vám práce s nimi obtíţnější? Ano Ne Bez odpovědi "Stud. učitelství" "Bakaláři" "Magistři" "Ţáci" "Učitelé" Jak ukazuje tabulka, většina respondentů nevnímala grafy a schémata jako komplikaci při řešení úloh. 53

60 Tabulka 96: Přišla vám práce s nimi časově náročnější? Ano Ne Bez odpovědi "Stud. učitelství" "Bakaláři" "Magistři" "Ţáci" "Učitelé" Grafy a schémata sice nebyla vnímána jako komplikace úloh, ale odpovědi jednotlivých skupin ohledně časové náročnosti úloh, které je obsahují, uţ tolik jednoznačné nejsou. U všech skupin vyjma Učitelů byly obě odpovědi vyrovnané. Následující dvě otázky s týkají úlohy Mars. Tabulka 97: Bylo pro vás řešení jedné celistvější úlohy příjemnější neţ častá změna témat? Ano Ne Bez odpovědi "Stud. učitelství" "Bakaláři" "Magistři" "Ţáci" "Učitelé" Opět byly odpovědi vcelku vyrovnané u všech skupin vyjma Učitelů, kde převládala negativní odpověď. Tabulka 98: Přerušil/a jste její řešení v prŧběhu a změnil/a úlohu? Ano Ne Bez odpovědi "Stud. učitelství" "Bakaláři" "Magistři" "Ţáci" "Učitelé" Zajímavým výsledkem je, ţe ve skupině Ţáci bylo méně kladných odpovědí neţ u skupiny Bakaláři i Magistři. Mohlo by to ovšem být částečně způsobeno tím, ţe ţáci, kteří přeskakovali větší mnoţství úloh, také často nevyplnili celý dotazník. Na tuto moţnost poukazuje také velké mnoţství dotazníků bez odpovědi u skupiny Ţáci. 54

61 9 Analýza výsledků testů a dotazníků Obsahem této kapitoly je podrobnější analýza výsledků jednotlivých skupin a jejich vzájemné srovnání. Kromě obecné úspěšnosti při řešení úloh PISA je pozornost věnována některým specifickým jevům. Jsou jimi: Úspěšnost u otázek s otevřenou odpovědí Rozdíl úspěšnosti v otázkách z a o přírodních vědách Počty neřešených otázek Úspěšnost při řešení otázek z jiného oboru neţ respondent studuje Vztah úspěšnosti při řešení úloh a obeznámenosti s výzkumem PISA Vztah úspěšnosti při řešení úloh a motivovanosti respondenta Jen připomínám, ţe dále v textu budu pro zkrácení a zpřehlednění zápisu označovat skupiny ţáků devátých tříd, studentů učitelství bakalářského studia, studentům učitelství magisterského studia a skupinu učitelů jako ţáky, bakaláře, magistry a učitele. Smíšenou skupinu bakalářů a magistrů pak označuji studenti učitelství. Popisky řádků u tabulek v této kapitole označují následující statistické údaje: Prŧměr Aritmetický průměr dat. Povaţuji jej za střední hodnotu dat. S. odchylka Výběrová směrodatná odchylka. Pravděpodobnost, ţe naměřená hodnota je od střední hodnoty vzdálena méně neţ s. odchylka by měla přesahovat 50 %. (Předpoklad náhodného rozdělení dat.) Medián Hodnota, která je větší nebo rovna 50 % dat z tohoto souboru. Laicky řečeno jde o hodnotu, která by při seřazení naměřených dat od nejmenšího k největšímu byla uprostřed. H. kvartil Neboli horní kvartil. Podobně jako medián jde o hodnotu, která je větší nebo rovna 75 % dat z tohoto souboru. D. kvartil Neboli dolní kvartil. Hranice, pod níţ se nachází 25 % výsledků. Do grafů jsou zanášeny průměrné hodnoty daných veličin. Všechna data uvedená v této kapitole byla získána tak, ţe byl hledaný jev (např. počet neřešených úloh) vyhodnocen u kaţdého vyplněného testu zvlášť a poté byly z těchto hodnot vypočítány výše zmíněné statistické údaje. Vypočtení hranic, při nichţ začnou být rozdíly jednotlivých hodnot statisticky významné, bylo bohuţel mimo mé časové i výpočetní moţnosti. Dále v textu proto uvádím pouze svá pozorování a zváţení jejich významu nechávám na laskavém čtenáři. 55

62 9.1 Úspěšnosti při řešení úloh PISA Tato podkapitola obsahuje data o úspěšnosti při řešení celého testu bez ohledu na další jevy. Ve výzkumu PISA by takovému testu bylo přiřazeno patřičné skóre v řádu stovek bodů. Toto hodnocení ovšem nemá absolutní škálu, které bych se mohl drţet. Průměrnému výsledku všech testovaných zemí je přiřazena hodnota 500 a všechna ostatní bodová hodnocení jsou vztahována k tomuto průměru. Vzhledem k tomu, ţe pro tento test nemám mezinárodní průměr, ke kterému bych mohl výsledky vztahovat, rozhodl jsem se uvádět procentuální zastoupení typů odpovědí. Následující tabulky tedy uvádějí, kolik procent odpovědí dané skupiny respondentů bylo ohodnoceno jako úplných, částečných, nevyhovujících či kolik procent otázek zůstalo neřešených. Připomínám, ţe pod označením neřešené, jsou případy, kdy se k dané otázce respondent nijak nevyjádřil (ţádný text ani zaškrtnutí odpovědi). Uţ pouhé napsání slova nevím, zařadí odpověď do kategorie Nevyhovující. Mezi nevyhovující odpovědi dále spadají chybné odpovědi na otázky s výběrem odpovědi a případy, kdy bylo u komplexních otázek s volbou odpovědi zaškrtnuto příliš málo správných odpovědí. Částečné odpovědi obsahují pouze část správné odpovědi nebo správnou odpověď s drobnými chybami. Spadají mezi ně i odpovědi na komplexní otázky s výběrem odpovědi, u nichţ nebylo zaškrtnuto dostatečné mnoţství správných moţností. Úplné odpovědi jsou kompletní správné textové odpovědi, správné odpovědi u otázek s výběrem odpovědi a bezchybně vyplněné komplexní otázky s volbou odpovědi. Tabulka 99: Úspěšnost "Studentŧ učitelství" Respondentů 234 Neřešená Nevyhovující Částečná Úplná Průměr 8% 24% 17% 52% S. odchylka 12% 14% 6% 19% Medián 3% 22% 18% 50% H. kvartil 9% 32% 21% 68% D. kvartil 0% 15% 12% 35% Tabulka 100: Úspěšnost "Bakalářŧ" Respondentů 122 Neřešená Nevyhovující Částečná Úplná Průměr 9% 29% 17% 45% S. odchylka 14% 15% 6% 19% Medián 4% 29% 18% 46% H. kvartil 12% 38% 21% 59% D. kvartil 0% 18% 12% 29% 56

63 Tabulka 101: Úspěšnost "Magistrŧ" Respondentů 112 Neřešená Nevyhovující Částečná Úplná Průměr 6% 18% 17% 59% S. odchylka 9% 11% 6% 17% Medián 3% 16% 16% 59% H. kvartil 9% 26% 21% 74% D. kvartil 0% 9% 14% 46% Porovnáme-li výsledky studentů učitelství v bakalářském a magisterském studiu, je na nich patrný trend. Studenti magisterského studia vynechali méně úloh a zhruba deset procent odpovědí se oproti výsledkům bakalářů přesunulo z kategorie nevyhovujících do úplných. Zároveň vykazují výsledky magistrů menší rozptyl ve všech kategoriích vyjma částečných odpovědí. Výsledky magistrů jsou tedy v průměru lepší a napříč skupinou konzistentnější. Vyjma poloţky neřešených úloh se u obou skupin příliš neliší medián a průměr konkrétních výsledků. Z toho usuzuji, ţe není mnoho extrémních výsledků, které by způsobily výraznou změnu hodnoty průměru a tím jej výrazně posunuly směrem od mediánu. Tabulka 102: Úspěšnost "Ţákŧ" Respondentů 121 Neřešená Nevyhovující Částečná Úplná Průměr 11% 42% 16% 32% S. odchylka 13% 17% 8% 17% Medián 5% 42% 16% 32% H. kvartil 16% 58% 21% 42% D. kvartil 0% 32% 11% 21% Skupina ţáků vykazuje ze všech skupin nejhorší výsledky. Je jedinou skupinou, u které převaţuje počet nevyhovujících odpovědí nad úplnými a tento rozdíl se zdá být významným. Tabulka 103: Úspěšnost "Učitelŧ" Respondentů 20 Neřešená Nevyhovující Částečná Úplná Průměr 4% 12% 15% 70% S. odchylka 8% 8% 7% 16% Medián 0% 10% 15% 71% H. kvartil 4% 18% 18% 82% D. kvartil 0% 6% 9% 56% Skupina učitelů dosáhla podle očekávání vysoké úspěšnosti. Vybraný vzorek se projevuje jako elitní zainteresovaná skupina. Dosahuje tedy nejlepších výsledků ve všech ohledech a vesměs s nejmenším rozptylem výsledků. Tento graf přehledněji zobrazuje profily úspěšnosti jednotlivých skupin respondentů. 57

64 Graf 4: Úspěšnost skupin Úspěšnost skupin 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% "Stud. Učitelství" "Bakaláři" "Magistři" "Žáci" "Učitelé" Neřešené Nevyhovující Částečné Úplné Vzhledem k tomu, ţe tyto statistiky zachycují obecný trend rozdílů mezi jednotlivými skupinami, nebudu jej dále zdůrazňovat v dalších podkapitolách. V nich se budu detailněji věnovat jen výsledkům, které do tohoto obecného rámce nespadají nebo mi přijdou něčím výjimečné. 58

65 9.2 Úspěšnost u otázek s otevřenou odpovědí V následujících tabulkách jsou data o úspěšnosti při řešení otázek s otevřenou odpovědí. Čeští ţáci mají u tohoto typu otázek v šetřeních PISA niţší úspěšnost a častěji se do jejich řešení vůbec nepouští. Proto je jim věnována tato samostatná podkapitola. Procenta uvedená v následujících tabulkách se vztahují ke skupině všech otázek s otevřenou odpovědí. P % nevyhovujících odpovědí tedy mluví o p % z otevřených otázek obsaţených v testu, nikoliv o p % z celého testu. Tabulka 104: Úspěšnost "Studentŧ učitelství" v otázkách s otevřenou odpovědí Respondentů 234 Neřešená Nevyhovující Částečná Úplná Průměr 11% 21% 23% 45% S. odchylka 14% 15% 10% 21% Medián 6% 18% 24% 41% H. kvartil 18% 29% 29% 59% D. kvartil 0% 12% 18% 29% Tabulka 105: Úspěšnost "Bakalářŧ" v otázkách s otevřenou odpovědí Respondentů 122 Neřešená Nevyhovující Částečná Úplná Průměr 14% 26% 22% 38% S. odchylka 17% 16% 10% 20% Medián 6% 24% 24% 35% H. kvartil 18% 35% 29% 53% D. kvartil 0% 13% 18% 24% Tabulka 106: Úspěšnost "Magistrŧ" v otázkách s otevřenou odpovědí Respondentů 112 Neřešená Nevyhovující Částečná Úplná Průměr 8% 16% 24% 52% S. odchylka 11% 11% 11% 20% Medián 6% 12% 24% 50% H. kvartil 12% 24% 29% 71% D. kvartil 0% 6% 18% 35% 59

66 Tabulka 107: Úspěšnost "Ţákŧ" v otázkách s otevřenou odpovědí Respondentů 121 Neřešená Nevyhovující Částečná Úplná Průměr 19% 37% 22% 22% S. odchylka 21% 22% 17% 21% Medián 14% 29% 14% 14% H. kvartil 29% 57% 29% 43% D. kvartil 0% 29% 14% 0% Tabulka 108: Úspěšnost "Učitelŧ" v otázkách s otevřenou odpovědí Respondentů 20 Neřešená Nevyhovující Částečná Úplná Průměr 4% 13% 20% 62% S. odchylka 9% 9% 12% 20% Medián 0% 12% 18% 59% H. kvartil 6% 19% 25% 78% D. kvartil 0% 6% 12% 47% Graf 5 obsahuje přehledněji zobrazené průměry různých úspěšností jednotlivých skupin v otázkách s otevřenou odpovědí. Graf 5: Úspěšnost v otázkách s otevřenou odpovědí 70% 60% 50% Úspěšnost v otázkách s otevřenou odpovědí 40% 30% 20% 10% Neřešené Nevyhovující Částečné Úplné 0% "Stud. Učitelství" "Bakaláři" "Magistři" "Žáci" "Učitelé" Skupina magistrů se výrazně odlišuje poměrem mezi nevyhovujícími a částečnými odpověďmi od skupin bakalářů a ţáků, kde převládají částečné odpovědi nad nevyhovujícími. Zároveň se od jmenovaných skupin Magistři odlišují niţším počtem neřešených úloh a menší směrodatnou odchylkou u této hodnoty. Magistři jsou tedy pravděpodobně zdatnější při tvorbě a zápisu vysvětlení a hypotéz, coţ je kýţený výsledek jejich vzdělávání. U skupiny ţáků je pak jako u jediné téměř totoţné procento úplných a částečných odpovědí. Z grafu je však patrné, ţe jde o negativní výsledek, neboť 60

67 za něj můţe především nízké mnoţství úplných odpovědí. Tato skupina také suverénně vede, pokud jde o počet neřešených otevřených otázek. Přičemţ v dotazníku se pak velká většina vyjádřila negativně k otázce, zda šlo o taktické rozhodnutí s úmyslem se k otázkám na konci testu vrátit. Za zmínku také stojí výraznější rozdíl mezi průměrnou hodnotou a mediánem úplných odpovědí. Tyto hodnoty ukazují na to, ţe průměr zvedla menší skupina ţáků s výrazně lepšími výsledky. Učitelé se pak opět vyznačují nejlepšími výsledky a nejmenším počtem neřešených úloh. 61

68 9.3 Úspěšnost u otázek z a o přírodních vědách Procenta v této podkapitole opět vyjadřují část právě popisované skupiny otázek. Jde tedy například o p % ze souboru otázek o přírodních vědách, nikoliv o p % ze všech otázek. Tabulka 109: Úspěšnost "Studentŧ učitelství" v otázkách "z" přírodních věd Respondentů 234 Z věd Neřešená Nevyhovující Částečná Úplná Průměr 6% 21% 21% 52% S. odchylka 11% 14% 9% 19% Medián 0% 20% 20% 50% H. kvartil 10% 30% 25% 65% D. kvartil 0% 10% 15% 36% Tabulka 110: Úspěšnost "Studentŧ učitelství" v otázkách "o" přírodních vědách Respondentů 234 O vědách Neřešená Nevyhovující Částečná Úplná Průměr 9% 28% 13% 49% S. odchylka 14% 17% 7% 22% Medián 6% 28% 11% 50% H. kvartil 11% 39% 17% 67% D. kvartil 0% 17% 7% 33% Tabulka 111: Úspěšnost "Bakalářŧ" v otázkách "z" přírodních věd Respondentů 122 Z věd Neřešená Nevyhovující Částečná Úplná Průměr 8% 26% 21% 45% S. odchylka 13% 15% 9% 18% Medián 5% 25% 20% 45% H. kvartil 10% 35% 25% 55% D. kvartil 0% 15% 15% 30% Tabulka 112: Úspěšnost "Bakalářŧ" v otázkách "o" přírodních vědách Respondentů 122 O vědách Neřešená Nevyhovující Částečná Úplná Průměr 11% 34% 12% 43% S. odchylka 16% 17% 7% 21% Medián 6% 33% 11% 39% H. kvartil 17% 44% 17% 60% D. kvartil 0% 22% 6% 28% 62

69 Tabulka 113: Úspěšnost "Magistrŧ" v otázkách "z" přírodních věd Respondentů 112 Z věd Neřešená Nevyhovující Částečná Úplná Průměr 4% 15% 21% 60% S. odchylka 7% 11% 9% 17% Medián 0% 10% 20% 60% H. kvartil 5% 25% 25% 70% D. kvartil 0% 5% 15% 45% Tabulka 114: Úspěšnost "Magistrŧ" v otázkách "o" přírodních vědách Respondentů 112 O vědách Neřešená Nevyhovující Částečná Úplná Průměr 7% 23% 14% 56% S. odchylka 12% 14% 7% 20% Medián 0% 22% 17% 56% H. kvartil 11% 33% 17% 72% D. kvartil 0% 11% 11% 44% Graf 6 obsahuje přehledněji zobrazené průměry různých úspěšností jednotlivých skupin v otázkách z a o přírodních vědách. Porovnáme-li skupiny magistrů a bakalářů, pak je zjevné, ţe u obou typů otázek dosáhli lepších výsledků magistři. Absolutní hodnota zlepšení výsledků po absolvování studia se zdá být u obou typů otázek srovnatelná, avšak důsledky pro profil úspěšnosti odpovědí skupiny je rozdílný. U otázek z přírodních věd dochází u magistrů na rozdíl od bakalářů k většímu mnoţství částečných neţ nevyhovujících odpovědí. U otázek o přírodních vědách se sice velká převaha nevyhovujících odpovědí sníţí, ale stále zůstávají v převaze nad částečnými. Graf 6: Úspěšnost v otázkách z věd / o vědách, skupiny studentŧ učitelství 70% 60% 50% Úspěšnost v otázkách z věd / o vědách 40% 30% 20% 10% Neřešené Nevyhovující Částečné Úplné 0% Studenti učitelství "Z věd" Studenti učitelství "O vědách" Bc. "Z věd" Bc. "O vědách" Mgr. "Z věd" Mgr. "O vědách" 63

70 Tabulka 115: Úspěšnost "Ţákŧ" v otázkách "z" přírodních věd Respondentů 121 Z věd Neřešená Nevyhovující Částečná Úplná Průměr 11% 43% 17% 30% S. odchylka 14% 18% 10% 16% Medián 8% 46% 15% 31% H. kvartil 15% 54% 23% 38% D. kvartil 0% 31% 8% 15% Tabulka 116: Úspěšnost "Ţákŧ" v otázkách "o" přírodních vědách Respondentů 121 O vědách Neřešená Nevyhovující Částečná Úplná Průměr 10% 44% 13% 33% S. odchylka 16% 20% 10% 22% Medián 0% 44% 11% 33% H. kvartil 11% 56% 22% 44% D. kvartil 0% 33% 11% 11% Tabulka 117: Úspěšnost "Učitelŧ" v otázkách "z" přírodních věd Respondentů 20 Z věd Neřešená Nevyhovující Částečná Úplná Průměr 1% 12% 18% 69% S. odchylka 5% 8% 10% 15% Medián 0% 10% 15% 70% H. kvartil 0% 15% 26% 80% D. kvartil 0% 5% 10% 55% Tabulka 118: Úspěšnost "Učitelŧ" v otázkách "o" přírodních vědách Respondentů 20 O vědách Neřešená Nevyhovující Částečná Úplná Průměr 6% 14% 12% 68% S. odchylka 12% 11% 8% 20% Medián 0% 11% 11% 67% H. kvartil 3% 28% 17% 83% D. kvartil 0% 6% 6% 61% Dlouhodobě pozorovaným trendem ve výzkumu PISA je niţší úspěšnost v otázkách vyţadujících znalosti o přírodních vědách. Ten je pozorovatelný u všech skupin vyjma ţáků. Ti dosáhli u tohoto typu otázek podobných výsledků jako u otázek ze znalostí z přírodních věd. Dokonce dosáhli lehce většího počtu úplných odpovědí. V tomto případě by ovšem mohlo jít o důsledek výběru otázek do ţákovského testu. Ten měl zhruba poloviční rozsah a tak byly některé otázky vypuštěny. Z otázek o přírodních vědách byly odstraněny některé otevřené otázky a důsledkem toho převaţovaly otázky s výběrem odpovědi, které ţáci méně často vynechávají. 64

71 Zajímavé jsou výsledky skupiny Učitelů. Počty neřešených otázek a nevyhovujících odpovědí jsou vyšší u otázek o přírodních vědách, avšak počty úplných odpovědí jsou téměř stejné. Graf 7 obsahuje přehledněji zobrazené průměry různých úspěšností jednotlivých skupin v otázkách z a o přírodních vědách. Graf 7: Úspěšnost v otázkách z věd / o vědách, skupiny ţákŧ a učitelŧ 80% 70% 60% Úspěšnost v otázkách z věd / o vědách 50% 40% 30% 20% Neřešené Nevyhovující Částečné Úplné 10% 0% Žáci 9. tříd "Z věd" Žáci 9. tříd "O vědách" Učitelé "Z věd" Učitelé "O vědách" 65

72 9.4 Počty neřešených otázek V této podkapitole jsou shrnuty všechny dílčí statistiky ohledně mnoţství neřešených otázek. Zkoumán je především vliv typu otázek a podrobněji jsou rozebrány charakteristiky konkrétních nejčastěji neřešených úloh. Procenta opět vyjadřují podíl z dané skupiny otázek, nikoliv celku. Součty podílů disjunktních mnoţin otázek proto nedávají celkový podíl neřešených otázek. Tabulka 119: Neřešené otázky - "Studenti učitelství" Respondentů 234 Celkem a,b,c Ano/Ne Otevřené Z věd O vědách Průměr 8% 7% 3% 11% 6% 9% S. odchylka 12% 14% 11% 14% 11% 14% Medián 3% 0% 0% 6% 0% 6% H. kvartil 9% 8% 0% 18% 10% 11% D. kvartil 0% 0% 0% 0% 0% 0% Tabulka 120: Neřešené otázky - "Bakaláři" Respondentů 122 Celkem a,b,c Ano/Ne Otevřené Z věd O vědách Průměr 9% 8% 4% 14% 8% 11% S. odchylka 14% 15% 13% 17% 13% 16% Medián 4% 0% 0% 6% 5% 6% H. kvartil 12% 8% 0% 18% 10% 17% D. kvartil 0% 0% 0% 0% 0% 0% Tabulka 121: Neřešené otázky - "Magistři" Respondentů 112 Celkem a,b,c Ano/Ne Otevřené Z věd O vědách Průměr 6% 5% 2% 8% 4% 7% S. odchylka 9% 12% 9% 11% 7% 12% Medián 3% 0% 0% 6% 0% 0% H. kvartil 9% 8% 0% 12% 5% 11% D. kvartil 0% 0% 0% 0% 0% 0% Graf 8 zobrazuje mnoţství neřešených otázek podle jejich charakteristik. 66

73 Graf 8: Neřešené otázky dle jejich charakteristiky, skupiny studentŧ učitelství 16% 14% Neřešené otázky dle jejich charakteristiky 12% 10% 8% 6% 4% 2% Celkem a,b,c Ano/Ne Otevřené Z věd O vědách 0% "Stud. Učitelství" "Bakaláři" "Magistři" Tabulka 122: Neřešené otázky - "Ţáci" Respondentů 121 Celkem a,b,c Ano/Ne Otevřené Z věd O vědách Průměr 11% 10% 4% 19% 11% 10% S. odchylka 13% 16% 11% 21% 14% 16% Medián 5% 0% 0% 14% 8% 0% H. kvartil 16% 11% 0% 29% 15% 11% D. kvartil 0% 0% 0% 0% 0% 0% Tabulka 123: Neřešené otázky - "Učitelé" Respondentů 20 Celkem a,b,c Ano/Ne Otevřené Z věd O vědách Průměr 4% 4% 1% 4% 1% 6% S. odchylka 8% 11% 4% 9% 5% 12% Medián 0% 0% 0% 0% 0% 0% H. kvartil 4% 0% 0% 6% 0% 3% D. kvartil 0% 0% 0% 0% 0% 0% Graf 9 zobrazuje mnoţství neřešených otázek podle jejich charakteristik. 67

74 Graf 9: Neřešené otázky dle jejich charakteristiky, skupiny "ţákŧ" a "učitelŧ" Neřešené otázky dle jejich charakteristiky 20% 18% 16% 14% Celkem 12% a,b,c 10% Ano/Ne 8% Otevřené 6% Z věd 4% O vědách 2% 0% "Žáci" "Učitelé" Podíváme-li se na mnoţství neřešených úloh podle jejich charakteristiky, pak podle očekávání převládají stejně jako v šetřeních PISA otázky s otevřenou odpovědí. Trochu nečekaná pak byla převaha neřešených otázek s výběrem odpovědi nad komplexními s výběrem odpovědi. Obzvláště pak u skupiny Ţáků, kteří u komplexních otázek s výběrem odpovědi téměř vţdy zaškrtli alespoň u jedné z dvojic Ano/Ne svou odpověď, ale vynechali 10 % otázek s výběrem odpovědi. U skupiny učitelů jsou procenta neřešenosti úloh velice nízká. Dalo by se říci, ţe vybraní učitelé se vyjádří k jakékoliv otázce nezávisle na její formě a obsahu. Správnost odpovědi můţe být různá, ale odpověď je téměř vţdy podána. Tabulka 124 ukazuje počty respondentů, kteří neřešili velké procento úloh. U těchto jedinců můţeme předpokládat, ţe buď nebrali výzkum váţně, nebo jsou zvyklí neodpovídat na otázky, u nichţ si nejsou plně jistí odpovědí. V tomto ohledu nejvíce vede skupina Ţáků, ač skupina bakalářů obsahovala více lidí, kteří test více jak z poloviny nevyplnili. Tabulka 124: Počet respondentŧ, kteří neřešili více jak p % otázek Neřešeno více 25% 33% 50% jak "Stud učitelství" "Bakaláři" "Magistři" "Ţáci" "Učitelé" V následující tabulce je přehled tří nejčastěji neřešených otázek v dané skupině respondentů. Sloupec počet pak obsahuje hodnoty o počtu případů, kdy byla příslušná otázka vynechána. 68

75 Tabulka 125: Tři nejčastěji neřešené otázky Otázka Počet Otázka Počet Otázka Počet Stud.Uč Sprint 1 58 Mars 8 55 Krém 4 53 Bc. Sprint 1 36 Krém 4 33 Mars 8 32 Mgr. Mars 8 23 Sprint 1 22 Krém 4 20 Ţáci Krém 4 39 Mars 8 39 Mars 6 37 Učitelé Sprint 1 5 Sprint Ač se individuální pořadí mění, jde napříč všemi skupinami především o tři opakujících se otázky. Následuje tabulka charakteristik těchto otázek. Tabulka 126: Charakteristika nejčastěji vynechávaných otázek Charakteristika Sprint 1 Mars 8 Krém 4 Mars 6 Sprint 2 Suma a),b), Ano/Ne Otevřená Fyzika Biologie Chemie Geografie Vědomosti z přír. věd Vědomosti o přírodních vědách Rozpoz. věd Otázek Vysvětlování jevŧ Experiment Věd dokazování Práce s grafem Práce s tabulkou Nejčastěji vynechávané otázky mají společné to, ţe jsou otevřené. Zároveň jde velmi často o otázky z fyziky zaměřené na dovednost vědecké dokazování a znalosti o přírodních vědách. Tři z pěti těchto otázek navíc vyţadují práci s graficky zpracovanou informací (graf nebo schéma). Toto se zdá být společné jak ţákům, tak jejich současným i budoucím učitelům. 69

76 Množství úplných odpovědí 9.5 Úspěšnost při řešení otázek z jiného oboru než respondent studuje Tato podkapitola se věnuje tomu, jak velký vliv má na úspěšnost při řešení otázek typu PISA, zda se týkají přírodovědného oboru, který respondent studuje. V následujících dvou grafech jsou vidět podíly úplných odpovědí jednotlivých skupin respondentů, rozděleny podle toho, jakého školního předmětu se otázky dotýkaly. Náročnost úloh byla různá a tyto grafy mají především ukázat, ţe otázky ze ţádné z přírodních věd nebyly výrazně náročnější na řešení. Pokud by to neplatilo, pak by moţnost objektivního srovnání jednotlivých oborů bylo velmi obtíţné. Kompletní data, podle kterých je graf vytvořen, včetně podílu neřešených otázek pro kaţdý předmět zvlášť, jsou obsahem přílohy 6. Prozkoumáme-li podrobněji tyto úspěšnosti, nenajdeme extrémně velké rozdíly ve výsledcích. U všech studentů učitelství a učitelů pak v úspěšnosti vedla chemie. Graf 10: Úspěšnost v otázkách dle testovaného předmětu, skupiny studentŧ učitelství 80% 70% Úspěšnost v otázkách dle testovaného předmětu 60% 50% 40% 30% 20% Fyzika Biologie Chemie Geografie 10% 0% "Stud. Učitelství" "Bakaláři" "Magistři" 70

77 Množství úplných odpovědí Graf 11: Úspěšnost v otázkách dle testovaného předmětu, skupiny "ţákŧ" a "učitelŧ" 90% 80% 70% Úspěšnost v otázkách dle testovaného předmětu 60% 50% 40% 30% 20% Fyzika Biologie Chemie Geografie 10% 0% "Žáci" "Učitelé" Otázku mimooborové úspěšnosti má cenu řešit jen u skupin, jeţ nějaký obor mají, tedy u všech studentů učitelství a učitelů z praxe. Následující tabulka zobrazuje počty respondentů, kteří vyplnili svůj obor. Tabulka 127: Tabulka oboru respondentŧ Respondentŧ Fyzika Biologie Geografie Chemie Neuvedli Bc Mgr Celkem Učitelé Z tabulky je jasné, ţe v případě skupiny učitelů, jejíţ reprezentativnost je i tak extrémně malá, nemáme mimo fyziku prakticky ţádná data. Skupina bakalářů pak ve většině případů neuvedla svůj obor. To je nejspíš způsobeno tím, ţe nedopatřením nebyla v dotaznících pro tuto skupinu explicitní kolonka pro obor respondenta. Magisterské dotazníky tuto kolonku měly. Díky tomu bohuţel s výjimkou geografie nejsou respondenti bakalářských oborů se známým zaměřením studia. V další statistice tedy operuji pouze se skupinou studentů magisterských oborů, kteří uvedli svůj obor. Jejich výsledky v otázkách s danou tématikou jsou v následující tabulce. Jednotlivé sekce tabulky se týkají otázek s daným zaměřením. V sekci Fyzika ve sloupci Oborem jsou tedy například výsledky Magistrů studujících fyziku v otázkách dotýkajících se fyziky. Ve sloupci Mimo obor pak jsou výsledky všech studentů, kteří uvedli jiný obor, neţ je fyzika. Studenti, kteří obor nevyplnili, započítáni nejsou. 71

78 Tabulka 128: Oborová/Mimooborová úspěšnost "Magistrŧ" Fyzika Biologie Oborem Mimo obor Oborem Mimo obor Úplná Neřešeno Úplná Neřešeno Úplná Neřešeno Úplná Neřešeno Průměr 73% 3% 57% 9% 61% 7% 70% 4% S. odchylka 15% 4% 19% 13% 20% 9% 15% 13% Medián 78% 0% 60% 5% 64% 0% 73% 0% H. kvartil 80% 5% 70% 15% 73% 9% 82% 0% D. kvartil 66% 0% 40% 0% 45% 0% 64% 0% Respondentŧ Chemie Geografie Oborem Mimo obor Oborem Mimo obor Úplná Neřešeno Úplná Neřešeno Úplná Neřešeno Úplná Neřešeno Průměr 73% 2% 68% 3% 62% 2% 65% 1% S. odchylka 23% 5% 22% 7% 20% 6% 21% 3% Medián 86% 0% 71% 0% 67% 0% 67% 0% H. kvartil 86% 0% 86% 0% 78% 0% 78% 0% D. kvartil 61% 0% 57% 0% 44% 0% 56% 0% Respondentŧ Graf 12 zobrazuje procenta úspěšných odpovědí a podíl neřešených otázek pro Magistry, a to v oboru a mimo obor. Graf 12: Úspěšnost "Magistrŧ" v otázkách ze svého oboru a mimo něj 80% 70% 60% Úspěšnost "magistrů" v otázkách ze svého oboru a mimo něj 50% 40% 30% 20% Úspěšnost "Z oboru" Úspěšnost "Mimo obor" Neřešeno "Z oboru" Neřešeno "Mimo obor" 10% 0% Fyzika Biologie Chemie Geografie V případě otázek s tématikou fyziky a chemie nastal očekávaný výsledek a studenti těchto oborů dosáhli lepších výsledků neţ studenti jiných oborů. Avšak 72

79 u otázek z geografie a především z biologie dosáhli studenti jiných oborů lepších výsledků. Zároveň byly otázky častěji neřešeny studenty příslušného oboru. To je výsledek přinejmenším překvapivý. Mohlo by to být způsobeno rozdílnou náročností těchto otázek nebo tím, ţe mají více obecný charakter a znalosti z oboru nejsou pro jejich řešení tak podstatné. Pokud jde o mnoţství neřešených otázek pak v případě geografie je rozdíl mezi oborovou a mimooborovou skupinou necelé procento a je tedy zanedbatelný. V případě biologie je rozdíl výraznější, ale také je větší rozptyl počtu neřešených úloh u mimooborové skupiny. 9.6 Vztah úspěšnosti při řešení úloh a obeznámenosti s výzkumem PISA V této a následující podkapitole jsou dány do souvislosti výsledky testů a odpovědi na některé otázky z dotazníků. Následující tabulka zachycuje, jaký vliv mělo na úspěšnost respondentů to, zda se jiţ s výzkumem PISA potkali. Jde o výsledky části skupiny magistři, která na příslušnou otázku dotazníku odpověděla. U ostatních skupin buď tato otázka v dotazníku nebyla, anebo (v případě Učitelů ) bylo zastoupení skupin příliš malé pro vyvozování rozumných závěrů (15 ku 5). Tabulka 129: Vztah úspěšnosti a obeznámenosti s výzkumem PISA Znáte výzkum PISA? Ano Ne Úplná Neřešeno Úplná Neřešeno Průměr 65% 3% 58% 6% S. odchylka 15% 6% 18% 9% Medián 68% 0% 59% 3% H. kvartil 76% 5% 74% 9% D. kvartil 50% 0% 44% 0% Respondentŧ Z dat vidíme, ţe obeznámenost s výzkumem PISA má na výsledky vliv, avšak rozdíly nejsou aţ tak dramatické, jak by se mohlo očekávat. 73

80 9.7 Vztah úspěšnosti při řešení úloh a motivovanosti respondenta Tato podkapitola se zabývá vztahem motivovanosti respondentů a jejich výsledků v testu. Součástí dotazníku byly tři otázky, zjišťující, zda byly pro respondenta pouţité úlohy zajímavé, zda mu přijdou uţitečné a zda ho(ji) řešení úloh bavilo. Testy pak byly roztříděny do skupin podle odpovědí a u těchto skupin pak byly zvlášť vyhodnoceny jejich výsledky. Respondenti, kteří se k otázce nevyjádřili, byli ze souboru vyjmuti. Skupina učitelů byla dle odpovědí na dotazník silně motivována a skupiny odpovědí spíš ne a určitě ne by neměl v tomto případě kdo reprezentovat. Proto je dále v této podkapitole nezpracovávám Přijdou vám tyto úlohy zajímavé? V následujících tabulkách jsou uvedeny úspěšnosti jednotlivých skupin respondentů, v závislosti na tom, jak odpověděli na titulární otázku. Tabulka 130: Vliv zajímavosti na úspěšnost "Studentŧ učitelství" Určitě ano Určitě ano Spíše ano Spíše ano Spíše ne Spíše ne Určitě ne Určitě ne Úplná Neřešeno Úplná Neřešeno Úplná Neřešeno Úplná Neřešeno Průměr 60% 6% 56% 5% 43% 11% 35% 14% S. odchylka 18% 8% 19% 9% 15% 14% 12% 21% Medián 59% 3% 59% 3% 43% 7% 35% 6% H. kvartil 74% 9% 71% 6% 50% 17% 44% 9% D. kvartil 47% 0% 41% 0% 32% 0% 29% 3% Respondentŧ Tabulka 131: Vliv zajímavosti na úspěšnost "Bakalářŧ" Určitě ano Určitě ano Spíše ano Spíše ano Spíše ne Spíše ne Určitě ne Určitě ne Úplná Neřešeno Úplná Neřešeno Úplná Neřešeno Úplná Neřešeno Průměr 52% 6% 50% 6% 37% 13% 34% 14% S. odchylka 17% 7% 19% 11% 14% 15% 12% 22% Medián 50% 3% 50% 3% 34% 9% 34% 7% H. kvartil 62% 12% 65% 6% 47% 18% 40% 9% D. kvartil 38% 0% 35% 0% 29% 3% 29% 3% Respondentů

81 Množství úplných odpovědí Tabulka 132: Vliv zajímavosti na úspěšnost "Magistrŧ" Určitě ano Určitě ano Spíše ano Spíše ano Spíše ne Spíše ne Určitě ne Určitě ne Úplná Neřešeno Úplná Neřešeno Úplná Neřešeno Úplná Neřešeno Průměr 64% 5% 61% 4% 51% 9% 40% 14% S. odchylka 17% 8% 17% 6% 14% 13% 9% 21% Medián 65% 3% 65% 3% 49% 3% 44% 3% H. kvartil 78% 9% 74% 6% 60% 10% 46% 21% D. kvartil 50% 0% 48% 0% 43% 0% 37% 1% Respondentů Tabulka 133: Vliv zajímavosti na úspěšnost "Ţákŧ" Určitě ano Určitě ano Spíše ano Spíše ano Spíše ne Spíše ne Určitě ne Určitě ne Úplná Neřešeno Úplná Neřešeno Úplná Neřešeno Úplná Neřešeno Průměr 41% 6% 35% 7% 31% 11% 19% 14% S. odchylka 18% 8% 16% 8% 16% 15% 13% 12% Medián 42% 3% 32% 5% 26% 5% 16% 11% H. kvartil 51% 9% 53% 11% 42% 16% 24% 18% D. kvartil 28% 0% 21% 0% 21% 0% 11% 5% Respondentů Graf 13 obsahuje průměry úplných odpovědí jednotlivých skupin respondentů v závislosti na jejich odpovědi na otázku týkající se zajímavosti úloh. Graf 13: Vztah relativní četnosti úplných odpovědí a vnímané zajímavosti úloh 70% Vztah relativní četnosti úplných odpovědí a vnímané zajímavosti úloh 60% 50% 40% 30% 20% 10% Určitě ano Spíše ano Spíše ne Určitě ne 0% "Stud. Učitelství" "Bakaláři" "Magistři" "Žáci" Vcelku očekávaně s klesající vnímanou zajímavostí úloh klesá i úspěšnost těchto respondentů. Rozdíly mezi výsledky u odpovědí Určitě ano a spíše ano jsou u studentů učitelství minimální. 75

82 U Ţáků jsou pak výrazně odlišeny obě krajní odpovědi. Rozdíl mezi výsledky skupin Spíše ano a Spíše ne je kolem 4 %, coţ není velmi výrazné. Zdá se, ţe vliv zajímavosti na výsledek je u Ţáků, s výjimkou odpovědi určitě ne, nejmenší. Důvodem by mohlo být, ţe jsou nejvíce zvyklí řešit úlohy, které je moc nezajímají Přijdou vám tyto úlohy užitečné? V následujících tabulkách jsou uvedeny úspěšnosti jednotlivých skupin respondentů, v závislosti na tom, jak odpověděli na titulární otázku. Tabulka 134: Vliv vnímané uţitečnosti na úspěšnost "Studentŧ učitelství" Určitě ano Určitě ano Spíše ano Spíše ano Spíše ne Spíše ne Určitě ne Určitě ne Úplná Neřešeno Úplná Neřešeno Úplná Neřešeno Úplná Neřešeno Průměr 60% 5% 54% 6% 46% 9% 42% 15% S. odchylka 19% 7% 19% 9% 16% 15% 13% 17% Medián 62% 3% 53% 3% 47% 3% 38% 7% H. kvartil 76% 6% 71% 9% 56% 10% 50% 25% D. kvartil 47% 0% 38% 0% 35% 0% 32% 3% Respondentů Tabulka 135: Vliv vnímané uţitečnosti na úspěšnost "Bakalářŧ" Určitě ano Určitě ano Spíše ano Spíše ano Spíše ne Spíše ne Určitě ne Určitě ne Úplná Neřešeno Úplná Neřešeno Úplná Neřešeno Úplná Neřešeno Průměr 57% 5% 44% 8% 43% 11% 31% 7% S. odchylka 20% 6% 17% 10% 17% 17% 2% 2% Medián 62% 3% 44% 6% 44% 3% 31% 7% H. kvartil 71% 6% 51% 10% 53% 15% 32% 8% D. kvartil 39% 0% 32% 0% 32% 0% 30% 7% Respondentů Tabulka 136: Vliv vnímané uţitečnosti na úspěšnost "Magistrŧ" Určitě ano Určitě ano Spíše ano Spíše ano Spíše ne Spíše ne Určitě ne Určitě ne Úplná Neřešeno Úplná Neřešeno Úplná Neřešeno Úplná Neřešeno Průměr 65% 4% 62% 5% 52% 5% 46% 18% S. odchylka 17% 7% 17% 7% 14% 9% 13% 19% Medián 68% 0% 65% 3% 50% 0% 46% 12% H. kvartil 79% 6% 76% 6% 61% 9% 56% 34% D. kvartil 50% 0% 47% 0% 44% 0% 35% 3% Respondentů

83 Množství úplných odpovědí Tabulka 137: Vliv vnímané uţitečnosti na úspěšnost "Ţákŧ" Určitě ano Určitě ano Spíše ano Spíše ano Spíše ne Spíše ne Určitě ne Určitě ne Úplná Neřešeno Úplná Neřešeno Úplná Neřešeno Úplná Neřešeno Průměr 35% 8% 35% 7% 31% 12% 22% 14% S. odchylka 17% 10% 18% 12% 14% 11% 15% 14% Medián 37% 5% 32% 5% 32% 5% 18% 8% H. kvartil 53% 11% 53% 11% 39% 18% 30% 17% D. kvartil 21% 0% 21% 0% 21% 5% 11% 5% Respondentů Graf 14 obsahuje průměry úplných odpovědí jednotlivých skupin respondentů v závislosti na jejich odpovědi na otázku, týkající se uţitečnosti úloh. Graf 14: Vztah relativní četnosti úplných odpovědí a vnímané uţitečnosti úloh 70% 60% 50% Vztah relativní četnosti úplných odpovědí a vnímané užitečnosti úloh 40% 30% 20% 10% Určitě ano Spíše ano Spíše ne Určitě ne 0% "Stud. Učitelství" "Bakaláři" "Magistři" "Žáci" V případě bakalářů je minimální rozdíl v úspěšnosti mezi těmi, kteří odpověděli Spíše ano a Spíše ne. Zároveň je u nich největší rozdíl ve výsledcích skupin Určitě ano a Určitě ne. U skupiny Ţáků je pak malý rozdíl mezi skupinami Určitě ano a Spíše ano Bavilo vás řešení těchto úloh? V následujících tabulkách jsou uvedeny úspěšnosti jednotlivých skupin respondentů, v závislosti na tom, jak odpověděli na titulární otázku. 77

84 Tabulka 138: Vliv vnímané zábavnosti na úspěšnost "Studentŧ učitelství" Určitě ano Určitě ano Spíše ano Spíše ano Spíše ne Spíše ne Určitě ne Určitě ne Úplná Neřešeno Úplná Neřešeno Úplná Neřešeno Úplná Neřešeno Průměr 61% 5% 60% 5% 46% 8% 45% 12% S. odchylka 17% 8% 18% 8% 18% 12% 17% 16% Medián 65% 0% 62% 3% 47% 3% 44% 6% H. kvartil 73% 9% 76% 6% 59% 10% 51% 16% D. kvartil 49% 0% 47% 0% 32% 0% 32% 3% Respondentů Tabulka 139: Vliv vnímané zábavnosti na úspěšnost "Bakalářŧ" Určitě ano Určitě ano Spíše ano Spíše ano Spíše ne Spíše ne Určitě ne Určitě ne Úplná Neřešeno Úplná Neřešeno Úplná Neřešeno Úplná Neřešeno Průměr 41% 5% 56% 5% 41% 10% 39% 12% S. odchylka 13% 6% 18% 7% 17% 15% 16% 18% Medián 38% 4% 53% 3% 38% 6% 38% 7% H. kvartil 46% 10% 68% 6% 53% 15% 45% 13% D. kvartil 34% 0% 47% 0% 28% 0% 32% 3% Respondentů Tabulka 140: Vliv vnímané zábavnosti na úspěšnost "Magistrŧ" Určitě ano Určitě ano Spíše ano Spíše ano Spíše ne Spíše ne Určitě ne Určitě ne Úplná Neřešeno Úplná Neřešeno Úplná Neřešeno Úplná Neřešeno Průměr 66% 4% 64% 6% 53% 5% 53% 12% S. odchylka 14% 8% 18% 9% 16% 6% 15% 15% Medián 71% 0% 66% 3% 50% 3% 53% 3% H. kvartil 76% 7% 82% 7% 68% 6% 60% 19% D. kvartil 60% 0% 47% 0% 41% 0% 47% 0% Respondentů Tabulka 141: Vliv vnímané zábavnosti na úspěšnost "Ţákŧ" Určitě ano Určitě ano Spíše ano Spíše ano Spíše ne Spíše ne Určitě ne Určitě ne Úplná Neřešeno Úplná Neřešeno Úplná Neřešeno Úplná Neřešeno Průměr 46% 3% 42% 9% 31% 9% 26% 12% S. odchylka 16% 3% 17% 9% 16% 14% 14% 12% Medián 45% 3% 42% 5% 26% 5% 24% 5% H. kvartil 53% 16% 58% 16% 42% 11% 32% 17% D. kvartil 32% 0% 32% 0% 21% 0% 16% 0% Respondentů U skupiny Bakalářů je zajímavý nepříliš dobrý výsledek skupiny Určitě ano. Tato skupina je ale tvořena jen čtyřmi respondenty. Důvod těchto výsledků je 78

85 Množství úplných odpovědí ovšem neznámý. U skupiny ţáků můţeme pozorovat největší rozdíl mezi jejich nejlepší (určitě ano) a nejhorší podskupinou (určitě ne). Naopak nejmenší vliv vnímané zábavnosti na výsledek respondenta se zdá být u skupiny "Magistrů". Graf 15 obsahuje průměry úplných odpovědí jednotlivých skupin respondentů v závislosti na jejich odpovědi na otázku týkající se zábavnosti úloh. Graf 15: Vztah relativní četnosti úplných odpovědí a toho, zda respondenta řešení úloh bavilo 70% 60% 50% Vztah relativní četnosti úplných odpovědí a toho, zda respondenta řešení úloh bavilo 40% 30% 20% 10% Určitě ano Spíše ano Spíše ne Určitě ne 0% "Stud. Učitelství" "Bakaláři" "Magistři" "Žáci" Při podrobnějším zkoumání grafů z třech posledních podkapitol můţeme vypozorovat pro jednotlivé skupiny respondentů další skutečnosti. Následující postřehy jsou odvozeny z rozdílů úspěšností nejlepší a nejhorší podskupiny v konkrétním grafu. Jde tedy většinou o porovnání výsledků podskupin Určitě ano a Určitě ne z dané skupiny respondentů. Toto srovnání umoţňuje sledovat, u které otázky měla pozitivní odpověď největší vliv na výslednou úspěšnost dané skupiny respondentů. U skupiny Bakaláři se na úspěšnosti respondentů nejvíce projevila vnímaná uţitečnost. Nejmenší vliv mělo u skupin Bakaláři a Magistři to, zda je řešení úloh bavilo. Skupiny Magistři a Ţáci se zdají být nejvíce ovlivněny vnímanou zajímavost úloh. Dále je moţné pozorovat, u jaké otázky dosáhla nejvíce motivovaná podskupina skupiny respondentů nejlepších výsledků (většinou jde o podskupinu Určitě ano). U skupiny Bakaláři dosáhla nejlepších výsledků podskupina, která vnímala otázky jako uţitečné. U skupiny Magistři dosáhla nejlepších výsledků ta podskupina, kterou řešení úloh bavilo, ale rozdíly mezi nejlepšími podskupinami u jednotlivých otázek jsou minimální. Skupina Ţáci dosáhla také nejlepších výsledků, pokud ji řešení úloh bavilo. U této skupiny jsou rozdíly mezi jednotlivými otázkami výraznější. 79

86 10 Ukázka úloh PISA 2015 Posledním cílem mé diplomové práce bylo vyhledat zdroje úloh typu PISA v českém jazyce, které by mohli učitelé vyuţívat. Dále pak vytvořit, případně z cizojazyčných zdrojů přeloţit několik (cca 5) takových úloh. Výběr zdrojů úloh typu PISA v českém jazyce je velice skromný a podařilo se mi objevit jen tři publikace na toto téma a jejich existence mi byla známa uţ před začátkem této práce. Jde o následující publikace: Přírodovědné úlohy výzkumu PISA (4) Publikace seznamuje čtenáře s výzkumem PISA a dále obsahuje uvolněné přírodovědné úlohy z hlavního šetření PISA 2006 a další úlohy z pilotních šetření výzkumu PISA. Netradiční přírodovědné úlohy (2) Kromě úvodu o výzkumu PISA obsahuje publikace uvolněné přírodovědné úlohy z pilotního a hlavního šetření PISA 2000 a dále přírodovědné úlohy typu PISA od českých autorů. Konkrétně po pěti úlohách z fyziky a biologie, šest úloh z chemie a jednu integrovanou úlohu ze zeměpisu. Úlohy pro rozvoj přírodovědné gramotnosti (3) Publikace obsahuje kromě základních informací o výzkumu PISA hlubší analýzu výsledků českých ţáků z šetření PISA 2009 v oblasti přírodních věd. Hlavní částí publikace jsou pak nově vytvořené úlohy českých autorů. Konkrétně 12 úloh z biologie, 8 úloh z chemie, 18 úloh fyziky a techniky a 11 úloh z oblasti Země a vesmír. Všechny tyto publikace slouţily jako zdroj úloh pro tvorbu mých testů. Jediným dalším zdrojem, který je mi znám, je diplomová práce Ladislava Kováře z Univerzity J. E. Purkyně v Ústí nad Labem. Práce nese název Úlohy typu PISA ve výuce fyziky na základních školách a obsahuje pět autorských úloh typu PISA. Díky poměrně velkému rozsahu mého šetření nebylo z časových důvodů moţné vytvořit nové úlohy typu PISA. Rozhodl jsem se proto přeloţit úlohy, které byly uvedeny jako ukázky pro šetření PISA 2015 v publikaci Draft PISA 2015 Science Framework. Je na nich demonstrováno, jakou budou mít nové úlohy podobu. K těmto dvěma úlohám je připojena ještě jedna původní trendová úloha, u které je ukázáno, jak se začleňuje do nově upraveného koncepčního rámce. Ukázky jsou doprovázeny odstavci textu komentujícího provedené změny, nové prvky a charakter úloh. První úloha je Skleníkový efekt z šetření PISA Jde o příklad převedení takzvaných trendových úloh. Tedy úloh, které jsou součástí několika po sobě jdoucích šetření PISA a umoţňují tak sledovat vývoj výsledků. Pouţil jsem původní překlad znění úlohy z roku 2006 a doplnil jej o překlad komentářů z publikace. Zbylé dvě úlohy jsou nové a jejich překlad nebyl, pokud vím, zatím uveřejněn. Komentáře k úlohám mají z důvodu snadného rozlišení podobu tučného písma. 80

87 10.1 Úloha 1: Skleníkový efekt První uvedená úloha je nazvána Skleníkový efekt a zabývá se zvyšováním prŧměrné teploty atmosféry země. Součástí úlohy je několik krátkých textŧ, které vysvětlují pojem skleníkový efekt a obsahují graficky zpracované informace o vývoji prŧměrných teplot zemské atmosféry a emisích oxidu uhličitého. Úloha se zabývá tématem kvality ţivotního prostředí s globálním kontextem. Přečti si text a odpověz na otázky, které jsou za ním uvedeny. SKLENÍKOVÝ EFEKT: SKUTEČNOST NEBO VÝMYSL? Živé věci potřebují k přežití energii. Energie, která udržuje život na Zemi, přichází ze Slunce, které je velmi žhavé, a tak vyzařuje energii do vesmíru. Nepatrná část této energie se dostává na Zemi. Zemská atmosféra působí jako ochranná pokrývka povrchu naší planety a zabraňuje změnám teploty, které by existovaly ve světě bez vzduchu. Většina vyzářené energie přicházející ze Slunce prochází zemskou atmosférou. Země něco z této energie pohltí a něco se od zemského povrchu odrazí zpět. Část této odražené energie pohltí atmosféra. V důsledku toho je průměrná teplota nad zemským povrchem vyšší, než by byla, kdyby nebylo atmosféry. Zemská atmosféra má stejný účinek jako skleník, odtud tedy pochází termín skleníkový efekt. Říká se, že skleníkový efekt v průběhu dvacátého století zesílil. Faktem je, že průměrná teplota zemské atmosféry vzrostla. V novinách a časopisech se často tvrdí, že hlavní příčinou vzrůstu teploty ve dvacátém století jsou rostoucí emise oxidu uhličitého. Žáka Ondru začal zajímat možný vztah mezi průměrnou teplotou zemské atmosféry a emisemi oxidu uhličitého na Zemi. 81

88 V knihovně našel následující dva grafy. 20 Emise oxidu uhličitého (v tisících milionů tun za rok) roky Průměrná teplota zemské atmosféry ( C) 15,4 15,0 14, roky Ondra z těchto dvou grafů usoudil, že je jisté, že vzrůst průměrné teploty zemské atmosféry je způsobený vzrůstem emisí oxidu uhličitého. 82

89 Otázka 1 : SKLENÍKOVÝ EFEKT Co v těchto grafech podporuje Ondrův závěr? Tabulka 142: Skleníkový efekt - otázka 1 - Kategorie koncepčního rámce Kategorie koncepčního rámce PISA 2006 PISA 2015 Znalost Dovednost Vědomosti o přírodních vědách Vysvětlování jevů pomocí přírodních věd Epistemická znalost Vysvětlovat jevy vědecky Kontext Životní prostředí, Globální Životní prostředí, Globální Požadovaná úroveň poznání Střední První otázka ukazuje, ţe PISA 2015 a PISA 2006 pouţívají stejné kategorie, pokud jde o dovednosti, kontext a témata. V roce 2006 byly rozeznávány dvě rŧzné kategorie znalostí, a to znalosti z přírodních věd a znalosti o přírodních vědách. Pro rok 2015 byly tyto kategorie dále rozpracovány a vědomosti o přírodních vědách jsou rozděleny na dvě kategorie, na znalosti procedurální a epistemické. V první otázce musí ţáci nejen pochopit, jak jsou data v grafu reprezentována, ale zároveň musí vyhodnotit, jestli jsou dostatečným dŧkazem předloţených závěrŧ. To je součástí epistemických znalostí z kategorií roku Tématem je ohroţení ţivotního prostředí a kontext je globální. Novou sloţkou výzkumu 2015 je pak zřetel na poţadovanou úroveň poznání. V rámci této otázky musí ţák v několika navazujících krocích interpretovat dva rŧzné grafy a poţadovaná úroveň poznání je proto střední. 83

90 Otázka 2 : SKLENÍKOVÝ EFEKT Žákyně Jana nesouhlasí s Ondrovým závěrem. Porovnává oba grafy a říká, že některé části grafů jeho závěr nepodporují. Uveď příklad části grafů, která nepodporuje Ondrův závěr. Vysvětli svou odpověď Otázka dva vyţaduje bliţší zkoumání stejných dvou grafŧ. Jednotlivé kategorie jsou stejné jako u minulé otázky 1. Otázka 3 : SKLENÍKOVÝ EFEKT Ondra trvá na svém závěru, že růst průměrné teploty zemské atmosféry je způsoben vzrůstem emisí oxidu uhličitého. Ale Jana si myslí, že jeho závěr je ukvapený. Říká: Než uděláš tento závěr, musíš si být jistý, že ostatní faktory, které by mohly ovlivnit skleníkový efekt, se nemění. Jmenuj jeden z faktorů, které má Jana na mysli Tabulka 143: Skleníkový efekt - otázka 3 - Kategorie koncepčního rámce Kategorie koncepčního rámce PISA 2006 PISA 2015 Znalost Dovednost Vědomosti o přírodních vědách Vysvětlování jevů pomocí přírodních věd Procedurální znalost Vysvětlovat jevy vědecky Kontext Životní prostředí, Globální Životní prostředí, Globální Požadovaná úroveň poznání Střední V otázce 3 je ţák nucen přemýšlet o kontrolních proměnných a na jejich základě provést zhodnocení dat pouţitých pro podporu hypotézy. To je zařazeno mezi procedurální znalosti. 84

91 10.2 Úloha 2: Kouření Tato nová modelová úloha pro rok 2015 zkoumá rŧzné formy dŧkazŧ spojujících kouření a jeho škodlivé účinky. Dále se pak zabývá metodami, které se pouţívají jako pomoc při odvykání kouření. Nové poloţky pro přírodovědnou gramotnost pro rok 2015 jsou vyvíjeny pouze pro počítačové rozhraní a formát je tomu přizpŧsoben. Konkrétněji všechny standardní úlohy mají obrazovku rozdělenu na dvě části. Na pravé straně obrazovky je ţákovi prezentován stimul, na levé je pak znění samotné otázky a mechanizmus umoţňující odpovědět. V rámci překladu jsem ovšem tyto úlohy, kde to šlo, převedl do klasické textové podoby. Otázka 1 : KOUŘENÍ Tato otázka od ţákŧ vyţaduje, aby interpretovali poskytnuté podklady a vyuţili přitom své znalosti vědeckých konceptŧ. Musejí si přečíst informace v textu o starším výzkumu ohledně potenciálně škodlivých účinkŧ kouření a pro zodpovězení otázky poté vybrat z nabídky dvě moţnosti. John a Rose provádějí v rámci školního projektu výzkum ohledně kouření cigaret. Přečtěte si Johnův výzkum a odpovězte na níže položenou otázku. V padesátých letech dvacátého století byly provedeny výzkumné studie, dle nichž dehet z cigaretového kouře způsobil u myší rakovinu. Společnosti vyrábějící tabákové výrobky tvrdily, že neexistuje žádný důkaz, že kouření způsobuje rakovinu u lidí. Zároveň začaly vyrábět cigarety s filtrem. Vyberte z následující nabídky dva důvody, které naznačují, proč by společnosti vyrábějící cigarety mohly prohlašovat, že neexistovaly žádné důkazy, které by potvrzovaly, že kouření způsobuje rakovinu u lidí. Lidé jsou imunní na dehet Experimenty byly prováděny na myších Chemikálie z kouření snižovaly vliv dehtu Lidé mohou reagovat jinak než myši Filtry u cigarety odstraňují z kouře všechen dehet 85

92 Tabulka 144: Kouření - otázka 1 - Kategorie koncepčního rámce Kategorie koncepčního rámce PISA 2015 Znalost Dovednost Kontext Požadovaná úroveň poznání Obsahová znalost Vysvětlovat jevy vědecky Zdraví a nemoci, místní / národní Střední V této otázce musí ţáci pouţít obsahové znalosti z přírodních věd a vyuţít dovednost vysvětlovat jevy vědecky. Téma otázky je zařazeno do kategorie zdraví a nemoci v místním/národním kontextu. Otázka vyţaduje uţití koncepčních znalostí a poţadovaná úroveň poznání je proto ohodnocena jako středně náročná. Otázka 2 : KOUŘENÍ Tato otázka zkoumá ţákovo porozumění předloţeným datŧm. V grafu jsou reálná data ohledně spotřeby cigaret a počtu úmrtí na rakovinu plic. Ţáci jsou poţádáni, aby vybrali nejlepší popis těchto dat kliknutím na příslušná tlačítka vedle nabízených moţností. Rose našla během svého výzkumu následující graf. 86

93 Které tvrzení nejlépe popisuje data, která ukazuje graf? Graf ukazuje, že všichni muži, kteří kouřili cigarety, onemocněli rakovinou plic Graf ukazuje, že ve čtyřicátých letech 20. století kouřilo cigarety více mužů než v roce 2010 Není žádná spojitost mezi kouřením cigaret a úmrtími na rakovinu plic Existuje přímá spojitost mezi počtem vykouřených cigaret a počtem úmrtí na rakovinu plic Tabulka 145: Kouření - otázka 2 - Kategorie koncepčního rámce Kategorie koncepčního rámce PISA 2015 Znalost Dovednost Kontext Požadovaná úroveň poznání Obsahová znalost Vědecky interpretovat data a důkazy Zdraví a nemoci, místní / národní Střední Tato otázka testuje obsahové znalosti a pouţití dovednosti vědecky interpretovat data a dŧkazy. Tématem je zdraví a nemoci s místním/národním kontextem. Jelikoţ ţáci musí interpretovat vztah mezi dvěma grafy, je poţadovaná úroveň poznání určena jako střední. 87

94 10.3 Úloha 3: Hrnec Zeer Tato úloha demonstruje nové moţnosti při testování přírodovědné gramotnosti pro rok Jde o zařazení interaktivních úloh, vyuţívajících simulací vědeckého zkoumání k ověření znalostí a dovedností spadajících do přírodovědné gramotnosti. Tato úloha se zaměřuje na opravdovou nízkorozpočtovou chladící nádobu, jeţ byla vyvinuta pro místní potřeby v Africe, s vyuţitím lokálně dostupných surovin. Cena a nedostupnost elektřiny v těchto oblastech sniţuje moţnosti vyuţití klasických chladniček, avšak teplé klima přímo vyţaduje chlazení potravin, aby se prodlouţila doba, po kterou je moţné potraviny skladovat, aniţ by se staly díky rŧstu bakterií zdraví škodlivé. V rámci prvního textu a obrázku jsou ţáci seznámeni s tím, jak hrnec Zeer vypadá a jak funguje. Od ţákŧ se neočekává, ţe přesně chápou, jak proces odpařování zpŧsobuje chlazení, ale pouze to, ţe jej zpŧsobuje. Chladnička typu hrnec Zeer je vynález sloužící k chlazení potravin bez použití elektřiny. Většinou je k vidění v afrických zemích. Malý hliněný hrnec sedí uvnitř většího, rovněž hliněného, hrnce. Vybaven je buď hliněným, nebo látkovým víkem. Prostor mezi hrnci je vyplněn pískem. To vytváří izolační vrstvu kolem vnitřního hrnce. Do písku se v pravidelných intervalech dolívá voda, aby zůstal vlhký. Když se voda odpaří, teplota vnitřního hrnce klesne. Místní lidé vyrábějí hrnce Zeer z jílu, materiálu který je jim dostupný. 88

95 Otázka 1 : HRNEC ZEER S pouţitím interaktivní simulace zachycené na následujícím obrázku mají ţáci vyzkoumat, za jakých podmínek bude chlazení(na 4 C) nejefektivnější, aby se potraviny uloţené v hrnci udrţely čerstvé. Simulátor udrţuje některé podmínky stálé (teplotu a vlhkost vzduchu), ale obsahuje informaci o nich, aby se zvýšila věrohodnost prováděné simulace. V první otázce jsou ţáci poţádáni, aby vyzkoumali, za jakých podmínek mohou udrţet v hrnci maximální mnoţství čerstvých potravin. Ţáci mohou měnit tloušťku vrstvy písku a její vlhkost. Byli jste požádáni, abyste prozkoumali, jaká je nejlepší konstrukce rodinného hrnce Zeer, tak aby udržel jídlo čerstvé. 89

96 Potraviny je nejlepší udržovat při teplotě 4ºC, aby se dosáhlo maximální čerstvosti a zamezilo se růstu bakterií. Za použití simulátoru zjistěte, jaké je maximální množství potravin, které můžete udržet v hrnci čerstvé (při 4ºC). Simulátor umožňuje měnit tloušťku a vlhkost vrstvy písku. Maximální množství potravin, které můžete udržet čerstvé při 4 C je. kg. 90

97 Tabulka 146: Hrnec Zeer - otázka 1 - Kategorie koncepčního rámce Kategorie koncepčního rámce PISA 2015 Znalost Dovednost Kontext Požadovaná úroveň poznání Procedurální znalost Vyhodnocovat a navrhovat přírodovědný výzkum Přírodní zdroje Vysoká Po nastavení podmínek simulovaného experimentu (s nimiţ se zároveň na obrazovce mění podoba zobrazeného hrnce) ţáci spustí simulaci tlačítkem Uloţ data. Po skončení simulace program zaznamená data do tabulky. Ţáci musí provést řadu rŧzných simulací, přičemţ mohou jednotlivá měření mazat, popřípadě provést znovu dle potřeby. Nakonec je zaznamenána jejich odpověď na otázku ohledně maximálního mnoţství potravin. Jejich přístup k návrhu konstrukce a vyhodnocení této formy vědeckého zkoumání pak mŧţe být provedeno v následujících otázkách úlohy. Tato úloha vyuţívá procedurální znalost a dovednost vyhodnocovat a navrhovat přírodovědný výzkum. Tématem jsou pak přírodní zdroje, ač má úloha vztah i k zdraví a nemocem. Poţadovaná úroveň poznání je vysoká, neboť je ţák postaven před sloţitou situaci a musí vymyslet, jak provést systematickou řadu měření, která mu umoţní odpovědět na otázku. 91

98 Závěr Cílem této práce bylo provést výzkum, který by zodpověděl některé dílčí otázky ohledně přírodovědné části výzkumu PISA v ČR, a to zda jsou s úlohami z tohoto výzkumu současní a budoucí učitelé seznámeni, jaký na ně mají názor a jak jsou na jejich řešení připraveni. Dále měla práce prozkoumat vliv některých faktorů na výslednou úspěšnost řešitelů. Za tímto účelem byly vytyčeny následující dílčí cíle: Sestavit z uvolněných přírodovědných úloh test typu PISA a zadat ho studentům přírodovědných učitelských oborů na českých univerzitách, popř. i učitelům v praxi. Test vyhodnotit podle pravidel PISA a srovnat s výsledky našich ţáků v šetřeních PISA. Při bliţším zkoumání uvolněných úloh z výzkumu PISA se bohuţel ukázalo několik zásadních problému v původním plánu tvorby testu. Uvolněných úloh není mnoho a při zkoumání jejich charakteristik vyšlo najevo, ţe nejsou příliš pestré a neumoţňují tvorbu vyváţeného testu dostatečného rozsahu. Výběr úloh byl proto rozšířen jednak o uvolněné úlohy z pilotních šetření výzkumu PISA a dále o úlohy typu PISA, které ovšem nepocházejí ze samotného výzkumu. Jde o úlohy z publikací Přírodovědné úlohy výzkumu PISA (1), Netradiční přírodovědné úlohy (2) a Úlohy pro rozvoj přírodovědné gramotnosti (3). Z těchto úloh byl vybrán soubor, jehoţ skladba se blíţí testu PISA a který má poloviční rozsah oproti běţnému testu výzkumu PISA. Tvorba testu je popsána v kapitole 5. Test je obsahem přílohy 1. Test byl zadán relativně velkému vzorku studentů přírodovědných učitelských oborů na českých univerzitách a učitelům v praxi. Návratnost testů u skupiny učitelů byla extrémně nízká, vzorek respondentů velice specifický a data na této skupině získaná proto bohuţel nereprezentují celkovou populaci učitelů přírodních věd v ČR. Popis získaných vzorků respondentů je v kapitole 6. Testy byly vyhodnoceny podle kódovacího manuálu vyhotoveného podle vzoru manuálů z výzkumu PISA. Ten je obsahem přílohy 3. Výsledky pro jednotlivé úlohy jsou v kapitole 7. Kde je to moţné, je doplněno srovnání s výsledky českých ţáků v šetření PISA. Celková analýza vztahů takto získaných dat a různých faktorů, které je ovlivňují, je v kapitole 9. Výše uvedený test doplnit dotazníkem zjišťujícím strategie řešení úloh ve vztahu k typu poloţky; obeznámenost s úlohami podobného typu a názory na vyuţívání takovýchto úloh ve výuce na ZŠ a SŠ. Test byl doplněn dvěma typy dotazníků podle skupiny respondentů. Dotazníky jsou v přílohách 4 a 5. Odpovědi na tyto dotazníky jsou shrnuty v kapitole 8. Analýza vztahů mezi odpověďmi na některé části dotazníku a úspěšností respondentů při řešení testu je v kapitole 9. 92

99 Kratší test sestávající z několika úloh typu PISA zadat 15-18tiletým ţákům různých typů škol spolu s obdobným dotazníkem jako u studentů učitelství. Kratší test byl vytvořen vybráním části úloh z testu, který byl zadán ostatním skupinám respondentů. Jeho tvorba je popsána také v kapitole 5 a jeho znění je obsahem přílohy 2. Test byl doprovozen dotazníkem, který je v příloze 5. Byl vybrán omezený vzorek ţáků devátých tříd základních škol a ekvivalentních tříd z víceletých gymnázií. Popis tohoto vzorku je v kapitole 6. Testy byly vyhodnoceny podle stejného kódovacího manuálu, jako u ostatních skupin. Celkové výsledky testů a dotazníků jsou spolu s jejich analýzou také obsahem kapitol 7, 8 a 9. Dotazníkové šetření zjišťující obeznámenost s úlohami typu PISA a názory na jejich vyuţívání ve výuce na ZŠ a SŠ provést i mezi učiteli přírodovědných předmětů na ZŠ a na různých typech SŠ. Dotazníkové šetření bylo součástí testování této skupiny, a proto také trpělo malou návratností. Výsledky dotazníků jsou v kapitole 8, avšak tato data vypovídají pouze o specifické skupině učitelů (viz kapitola 6). Vyhledat zdroje v českém jazyce, kde lze nalézt úlohy typu PISA, které by mohli učitelé vyuţívat. Vytvořit, případně z cizojazyčných zdrojů přeloţit několik (cca 5) takových úloh. Výběr dostupných zdrojů těchto úloh v českém jazyce je uveden v kapitole 10. Díky poměrně velkému rozsahu šetření nebylo z časových důvodů moţné vytvořit nové úlohy typu PISA. Přikládám proto můj překlad ukázek dvou úloh a doprovodných komentářů, týkajících se začlenění úloh do nové koncepce PISA Tyto úlohy, pokud vím, ještě nebyly přeloţeny a ukazují novou podobu přírodovědných úloh PISA pro rok Jak je vidět, některé cíle byly z technických důvodů realizovány jinak, neţ se původně zamýšlelo, avšak byla zachována celková myšlenka práce. U hlavní testované skupiny, tedy studentů učitelství, se podařilo dle mého názoru zajistit reprezentativní vzorek a takto získané výsledky povaţuji za validní. V rámci této práce jsem získal neocenitelné zkušenosti, pokud jde o přípravu a provedení vlastního výzkumu. Šlo především o systematickou tvorbu testů, přípravy kódovacích manuálů, vytváření dotazníků a technického zajištění celého šetření. Plný seznam potřebných přípravných prací jsem si na začátku tohoto výzkumu neuvědomoval. Velkou zkušeností bylo také zajišťování vzorku respondentů. Díky této práci jsem také získal realistické náhledy na časovou náročnost jednotlivých fází výzkumu takovéto povahy. Vedlejším efektem pak bylo nabytí nezanedbatelné zručnosti ve vyhodnocování úloh s textovou odpovědí, kterou doufám zúročím při své učitelské praxi. V neposlední řadě mi tato práce dala 93

100 odpovědi na celou řadu otázek ohledně úloh typu PISA na českých školách. Některé odpovědi byly očekávané, některé překvapily kvantitativně a jiné i kvalitativně. Tato diplomová práce navazuje na mou bakalářskou práci (4) jak tematicky, tak obsahově. Mnoho z otázek, kterými se tato práce zabývá, bylo poloţeno komisí při obhajobě mé bakalářské práce. Logických otázek bylo mnoho, ale krom nepodloţených spekulací jsme odpovědí měli poskrovnu. Doufám, ţe tato práce některé z těchto otázek zodpoví a vytvoří sadu nových, které na své odpovědi budou muset počkat. 94

101 Seznam použité literatury 1. Frýzková, Michaela a Palečková, Jana. Přírodovědné úlohy výzkumu PISA. Praha : ÚIV, ISBN Palečková, Jana a Mandíková, Dana. Netradiční přírodovědné úlohy. Praha : ÚIV, ISBN Mandíková, Dana, Houfková, Jitka a kol. Úlohy pro rozvoj přírodovědné gramotnosti. Praha : ČŠI, ISBN Havlíček, Karel. Přírodovědné úlohy výzkumu PISA analýza výsledků českých žáků: bakalářská práce. Praha : MFF UK,

102 Seznam tabulek Tabulka 1: Počty zúčastněných zemí, českých ţáků a škol ve výzkumu PISA... 3 Tabulka 2: Přehled výsledků PISA v oblasti přírodních věd Tabulka 3: Umístění ČR v mezinárodních výzkumech (srovnání se zeměmi OECD) pořadí/počet zúčastněných zemí Tabulka 4: Rozbor otázek 60 minutového testu Tabulka 5: Rozbor otázek 30 minutového testu Tabulka 6: Počty respondentů Tabulka 7: Skleníkový efekt - Otázka 1 - Charakteristika Tabulka 8: Skleníkový efekt - Otázka 1 - Výsledky Tabulka 9: Skleníkový efekt - Otázka 2 - Charakteristika Tabulka 10: Skleníkový efekt - Otázka 2 - Výsledky Tabulka 11: Skleníkový efekt - Otázka 3 - Charakteristika Tabulka 12: Skleníkový efekt - Otázka 3 - Výsledky Tabulka 13: Skleníkový efekt - Otázka 4 - Charakteristika Tabulka 14: Skleníkový efekt - Otázka 4 - Výsledky Tabulka 15: Skleníkový efekt - Otázka 5 - Charakteristika Tabulka 16: Skleníkový efekt - Otázka 5 - Výsledky Tabulka 17: Kyselý déšť - Otázka 1 - Charakteristika Tabulka 18: Kyselý déšť - Otázka 1 - Výsledky Tabulka 19: Kyselý déšť - Otázka 1 PISA Tabulka 20: Kyselý déšť - Otázka 2 - Charakteristika Tabulka 21: Kyselý déšť - Otázka 2 - Výsledky Tabulka 22: Kyselý déšť - Otázka 2 PISA Tabulka 23: Kyselý déšť - Otázka 3 - Charakteristika Tabulka 24: Kyselý déšť - Otázka 3 - Výsledky Tabulka 25: Kyselý déšť - Otázka 3 PISA Tabulka 26: Klimadiagramy - Otázka 1 - Charakteristika Tabulka 27: Klimadiagramy - Otázka 1 - Výsledky Tabulka 28: Klimadiagramy - Otázka 2 - Charakteristika Tabulka 29: Klimadiagramy - Otázka 2 - Výsledky Tabulka 30: Klimadiagramy - Otázka 3 - Charakteristika Tabulka 31: Klimadiagramy - Otázka 3 - Výsledky Tabulka 32: Mars - Otázka 1 - Charakteristika Tabulka 33: Mars - Otázka 1 - Výsledky Tabulka 34: Mars - Otázka 2 - Charakteristika Tabulka 35: Mars - Otázka 2 - Výsledky Tabulka 36: Mars - Otázka 3 - Charakteristika Tabulka 37: Mars - Otázka 3 - Výsledky Tabulka 38: Mars - Otázka 4 - Charakteristika Tabulka 39: Mars - Otázka 4 - Výsledky Tabulka 40: Mars - Otázka 5 - Charakteristika Tabulka 41: Mars - Otázka 5 - Výsledky Tabulka 42: Mars - Otázka 6 - Charakteristika Tabulka 43: Mars - Otázka 6 - Výsledky Tabulka 44: Mars - Otázka 7 - Charakteristika Tabulka 45: Mars - Otázka 7 - Výsledky Tabulka 46: Mars - Otázka 8 - Charakteristika Tabulka 47: Mars - Otázka 8 - Výsledky

103 Tabulka 48: Chlebové těsto - Otázka 1 - Charakteristika Tabulka 49: Chlebové těsto - Otázka 1 - Výsledky Tabulka 50: Chlebové těsto - Otázka 2 - Charakteristika Tabulka 51: Chlebové těsto - Otázka 2 - Výsledky Tabulka 52: Chlebové těsto - Otázka 3 - Charakteristika Tabulka 53: Chlebové těsto - Otázka 3 - Výsledky Tabulka 54: Chlebové těsto - Otázka 4 - Charakteristika Tabulka 55: Chlebové těsto - Otázka 4 - Výsledky Tabulka 56: Rozmanitost ţivé přírody - Otázka 1 - Charakteristika Tabulka 57: Rozmanitost ţivé přírody - Otázka 1 - Výsledky Tabulka 58: Rozmanitost ţivé přírody - Otázka 2 - Charakteristika Tabulka 59: Rozmanitost ţivé přírody - Otázka 2 - Výsledky Tabulka 60: Rozmanitost ţivé přírody - Otázka 3 - Charakteristika Tabulka 61: Rozmanitost ţivé přírody - Otázka 3 - Výsledky Tabulka 62: Rozmanitost ţivé přírody - Otázka 4 - Charakteristika Tabulka 63: Rozmanitost ţivé přírody - Otázka 4 - Výsledky Tabulka 64: Krémy na opalování - Otázka 1 - Charakteristika Tabulka 65: Krémy na opalování - Otázka 1 - Výsledky Tabulka 66: Krémy na opalování - Otázka 1 PISA Tabulka 67: Krémy na opalování - Otázka 2 - Charakteristika Tabulka 68: Krémy na opalování - Otázka 2 - Výsledky Tabulka 69: Krémy na opalování - Otázka 2 PISA Tabulka 70: Krémy na opalování - Otázka 3 - Charakteristika Tabulka 71: Krémy na opalování - Otázka 3 - Výsledky Tabulka 72: Krémy na opalování - Otázka 3 PISA Tabulka 73: Krémy na opalování - Otázka 4 - Charakteristika Tabulka 74: Krémy na opalování - Otázka 4 - Výsledky Tabulka 75: Krémy na opalování - Otázka 4 PISA Tabulka 76: Sprint na sto metrů - Otázka 1 - Charakteristika Tabulka 77: Sprint na sto metrů - Otázka 1 - Výsledky Tabulka 78: Sprint na sto metrů - Otázka 2 - Charakteristika Tabulka 79: Sprint na sto metrů - Otázka 2 - Výsledky Tabulka 80: Sprint na sto metrů - Otázka 3 - Charakteristika Tabulka 81: Sprint na sto metrů - Otázka 3 - Výsledky Tabulka 82: Znáte výzkum PISA? Tabulka 83: Přijde vám uţitečný? Tabulka 84: Přijdou vám tyto úlohy zajímavé? Tabulka 85: Přijdou vám tyto úlohy uţitečné? Tabulka 86: Bavilo vás řešení těchto úloh? Tabulka 87: Myslíte si, ţe je někdy pouţijete ve výuce? Tabulka 88: Případně jste tak jiţ učinil/a? Tabulka 89: Úlohy v testu jsem si prošel/šla a řešil/a je pak v daném pořadí Tabulka 90: Úlohy v testu jsem si prošel/šla a zvolil/a vlastní pořadí Tabulka 91: Úlohy v testu jsem si předem neprocházel/a a řešil/a je v daném pořadí Tabulka 92: V celém testu jsem nejprve řešil/a otázky s výběrem odpovědi, aţ poté otázky, kde bylo třeba napsat vlastní odpověď Tabulka 93: V rámci úlohy jsem většinou řešil/a otázky v daném pořadí Tabulka 94: V rámci úlohy jsem většinou nejprve řešil/a otázky s výběrem odpovědi, aţ poté otázky, kde bylo třeba napsat vlastní odpověď

104 Tabulka 95: Přišla vám práce s nimi obtíţnější? Tabulka 96: Přišla vám práce s nimi časově náročnější? Tabulka 97: Bylo pro vás řešení jedné celistvější úlohy příjemnější neţ častá změna témat? Tabulka 98: Přerušil/a jste její řešení v průběhu a změnil/a úlohu? Tabulka 99: Úspěšnost "Studentů učitelství" Tabulka 100: Úspěšnost "Bakalářů" Tabulka 101: Úspěšnost "Magistrů" Tabulka 102: Úspěšnost "Ţáků" Tabulka 103: Úspěšnost "Učitelů" Tabulka 104: Úspěšnost "Studentů učitelství" v otázkách s otevřenou odpovědí Tabulka 105: Úspěšnost "Bakalářů" v otázkách s otevřenou odpovědí Tabulka 106: Úspěšnost "Magistrů" v otázkách s otevřenou odpovědí Tabulka 107: Úspěšnost "Ţáků" v otázkách s otevřenou odpovědí Tabulka 108: Úspěšnost "Učitelů" v otázkách s otevřenou odpovědí Tabulka 109: Úspěšnost "Studentů učitelství" v otázkách "z" přírodních věd Tabulka 110: Úspěšnost "Studentů učitelství" v otázkách "o" přírodních vědách Tabulka 111: Úspěšnost "Bakalářů" v otázkách "z" přírodních věd Tabulka 112: Úspěšnost "Bakalářů" v otázkách "o" přírodních vědách Tabulka 113: Úspěšnost "Magistrů" v otázkách "z" přírodních věd Tabulka 114: Úspěšnost "Magistrů" v otázkách "o" přírodních vědách Tabulka 115: Úspěšnost "Ţáků" v otázkách "z" přírodních věd Tabulka 116: Úspěšnost "Ţáků" v otázkách "o" přírodních vědách Tabulka 117: Úspěšnost "Učitelů" v otázkách "z" přírodních věd Tabulka 118: Úspěšnost "Učitelů" v otázkách "o" přírodních vědách Tabulka 119: Neřešené otázky - "Studenti učitelství" Tabulka 120: Neřešené otázky - "Bakaláři" Tabulka 121: Neřešené otázky - "Magistři" Tabulka 122: Neřešené otázky - "Ţáci" Tabulka 123: Neřešené otázky - "Učitelé" Tabulka 124: Počet respondentů, kteří neřešili více jak p % otázek Tabulka 125: Tři nejčastěji neřešené otázky Tabulka 126: Charakteristika nejčastěji vynechávaných otázek Tabulka 127: Tabulka oboru respondentů Tabulka 128: Oborová/Mimooborová úspěšnost "Magistrů" Tabulka 129: Vztah úspěšnosti a obeznámenosti s výzkumem PISA Tabulka 130: Vliv zajímavosti na úspěšnost "Studentů učitelství" Tabulka 131: Vliv zajímavosti na úspěšnost "Bakalářů" Tabulka 132: Vliv zajímavosti na úspěšnost "Magistrů" Tabulka 133: Vliv zajímavosti na úspěšnost "Ţáků" Tabulka 134: Vliv vnímané uţitečnosti na úspěšnost "Studentů učitelství" Tabulka 135: Vliv vnímané uţitečnosti na úspěšnost "Bakalářů" Tabulka 136: Vliv vnímané uţitečnosti na úspěšnost "Magistrů" Tabulka 137: Vliv vnímané uţitečnosti na úspěšnost "Ţáků" Tabulka 138: Vliv vnímané zábavnosti na úspěšnost "Studentů učitelství" Tabulka 139: Vliv vnímané zábavnosti na úspěšnost "Bakalářů" Tabulka 140: Vliv vnímané zábavnosti na úspěšnost "Magistrů" Tabulka 141: Vliv vnímané zábavnosti na úspěšnost "Ţáků" Tabulka 1: Skleníkový efekt - otázka 1 - Kategorie koncepčního rámce Tabulka 2: Skleníkový efekt - otázka 3 - Kategorie koncepčního rámce

105 Tabulka 3: Kouření - otázka 1 - Kategorie koncepčního rámce Tabulka 4: Kouření - otázka 2 - Kategorie koncepčního rámce Tabulka 5: Hrnec Zeer - otázka 1 - Kategorie koncepčního rámce Tabulka 142: Úspěšnost "Studentů učitelství" v otázkách podle jejich předmětu Tabulka 143: Úspěšnost "Magistrů" v otázkách podle jejich předmětu Tabulka 144: Úspěšnost "Bakalářů" v otázkách podle jejich předmětu Tabulka 145: Úspěšnost "Ţáků" v otázkách podle jejich předmětu Tabulka 146: Úspěšnost "Učitelů" v otázkách podle jejich předmětu

106 Seznam grafů Graf 1: Přijdou vám tyto úlohy zajímavé? Graf 2: Přijdou vám tyto úlohy uţitečné? Graf 3: Bavilo vás řešení těchto úloh? Graf 4: Úspěšnost skupin Graf 5: Úspěšnost v otázkách s otevřenou odpovědí Graf 6: Úspěšnost v otázkách z věd / o vědách, skupiny studentů učitelství Graf 7: Úspěšnost v otázkách z věd / o vědách, skupiny ţáků a učitelů Graf 8: Neřešené otázky dle jejich charakteristiky, skupiny studentů učitelství Graf 9: Neřešené otázky dle jejich charakteristiky, skupiny "ţáků" a "učitelů" Graf 10: Úspěšnost v otázkách dle testovaného předmětu, skupiny studentů učitelství Graf 11: Úspěšnost v otázkách dle testovaného předmětu, skupiny "ţáků" a "učitelů" Graf 12: Úspěšnost "Magistrů" v otázkách ze svého oboru a mimo něj Graf 13: Vztah relativní četnosti úplných odpovědí a vnímané zajímavosti úloh Graf 14: Vztah relativní četnosti úplných odpovědí a vnímané uţitečnosti úloh Graf 15: Vztah relativní četnosti úplných odpovědí a toho, zda respondenta řešení úloh bavilo

107 Příloha 1: 60 Minutový test Obecné pokyny Tento test se snaží zjistit vaši schopnost řešit pro české školství netradiční úlohy. Jde o úlohy použité ve výzkumu PISA, popřípadě úlohy podobného rázu. Můžete tedy očekávat otázky napříč všemi přírodními vědami i úlohy týkající se metodiky vědeckého výzkumu. Mnoho informací je v doprovodných textech. Čtěte je tedy pozorně. Přečtěte si, prosím, pozorně každou otázku a odpovězte, jak nejlépe dovedete. Seznamte se předem s formátem otázek a s formátem zápisu odpovědí v následující modelové úloze. HVĚZDNÉ VÁLKY Text 1: Star Wars (česky též Hvězdné války) jsou série science fiction filmů, které byly natočeny ve dvou sériích v letech 1977 až 2005 Georgem Lucasem a jeho společností Lucasfilm. Na sérii filmů navazuje rozsáhlá literatura i karetní a počítačové hry, seriály a další výtvory. U některých otázek bude uvedeno několik možných odpovědí označených písmeny. U jedné odpovědi, kterou považujete za nejsprávnější, zakroužkujte příslušné písmeno viz Příklad 1. Příklad 1: Hvězdné války Režisérem a duchovním otcem Hvězdných válek je: a) Zdeněk Troška b) Quentin Tarantino c) George Lucas Rozhodnete-li se svou odpověď změnit, musíte výrazně přeškrtnout svou původní volbu a zakroužkovat novou. Příklad 2: Hvězdné války Režisérem a duchovním otcem Hvězdných válek je: a) Zdeněk Troška b) Quentin Tarantino c) George Lucas Na některé otázky je třeba odpovědět zakroužkováním právě jedné odpovědi v každém řádku tabulky. Příklad 3: Hvězdné války Rozhodněte, zda se jedná o postavu z Hvězdných válek. Han Solo Krteček Frodo ANO / NE ANO / NE ANO / NE 101

108 U jiných otázek je zapotřebí napsat vlastními slovy odpověď na vyznačené místo. Může jít o jednoslovnou odpověď nebo o delší vysvětlení. Příklad 4: Hvězdné války Napište, který z filmů ságy hvězdných válek se vám líbí nejvíce: pátý. Odůvodněte, proč se vám líbí více, než ostatní díly: Mám rád sníh a velké roboty a v pátém díle je obojí U otázek, které se ptají na váš názor, není hodnocen sám názor, ale jeho odůvodnění. 102

109 Neotáčejte, prosím, na další stránku, dokud nebude test zahájen. Vyplňujete-li tento test o samotě, dodrţte, prosím, časový limit 60 minut. Po skončení testu vyplňte, prosím, dotazník umístěný na konci sešitu. Děkuji 103

110 SKLENÍKOVÝ EFEKT Text 1 - Skleníkový efekt Vědecká pozorování ukazují, že látky jako voda, vodní pára, oxid uhličitý, metan, oxid dusný a chlorfluorovodíky (CFC) zachycují tepelné záření blízko zemského povrchu a způsobují známý a často diskutovaný skleníkový efekt. Obrázek 1 ukazuje, jak skleníkový efekt vzniká. Obrázek 1 Otázka 1: Skleníkový efekt Napište, jak byste s pomocí obrázku 1 vysvětlili své babičce, jak funguje skleníkový efekt. Otázka 2: Skleníkový efekt Napište dvě lidské činnosti, které podle vás přispívají k vytváření skleníkového efektu. Poznámka: Vezměte v úvahu, že spreje ani lednice dnes již freony neobsahují, freony navíc přispívají zejména k tvorbě ozónové díry

111 Text 2 - Skleníkový efekt Graf na obrázku 2 zachycuje, jak se v letech 1970 až 2000 měnila průměrná světová teplota, koncentrace CO 2 v ovzduší, množství spálených fosilních paliv a škody napáchané bouřemi. spálená fosilní paliva miliony tun ropného ekvivalentu koncentrace CO 2 PPM globální teplota C škody způsobené bouřemi biliony dolarů fosilní paliva teplota CO 2 škody Graf 1 (Graf převzat z: Otázka 3: Skleníkový efekt Odhadněte z grafu, o kolik se v průměru zvýšila globální teplota mezi lety Otázka 4: Skleníkový efekt Co by znamenalo pokračující oteplování pro zemskou ledovou pokrývku a jaký by to mělo následek pro přímořské státy? 105

112 Otázka 5: Skleníkový efekt Za hlavní příčinu růstu globální teploty bývá považováno zvyšování koncentrace CO 2 v ovzduší. Ne všichni s tím ale souhlasí. Podívejte se na výše uvedený graf a napište: a) argumenty podporující hypotézu vlivu CO 2 na růst globální teploty b) argumenty zpochybňující tuto hypotézu. a) pro: b) proti: KYSELÝ DÉŠŤ Text 1: Kyselý déšť Na fotografii jsou sochy, které se nazývají karyatidy. Byly postaveny na Akropoli v Aténách před více než 2500 lety. Sochy jsou vytesány z mramoru. Mramor je hornina tvořená uhličitanem vápenatým. V roce 1980 byly originály soch přesunuty do muzea Akropole a nahrazeny kopiemi. Originály soch rozežíral kyselý déšť. Obrázek 1 Otázka 1: Kyselý déšť Normální déšť je slabě kyselý, protože ze vzduchu pohlcuje trochu oxidu uhličitého. Kyselý déšť je kyselejší než normální déšť, protože navíc pohlcuje plyny jako jsou oxidy síry a oxidy dusíku. Odkud se ve vzduchu berou oxidy síry a oxidy dusíku? Text 2: Kyselý déšť Účinky kyselého deště na mramor se dají předvést na úlomcích mramoru, které přes noc ponoříme do octa. Ocet a kyselý déšť mají přibližně stejnou kyselost. Když ponoříme kousek mramoru do octa, začnou se tvořit bublinky plynu. Můžeme zjistit hmotnost suchého úlomku mramoru před pokusem a po pokusu. 106

113 Otázka 2: Kyselý déšť Předtím, než byl úlomek mramoru ponořen na noc do octa, měl hmotnost 2,0 gramu. Druhý den se úlomek vyndá a osuší. Jaká bude hmotnost osušeného úlomku mramoru? a) Méně než 2,0 gramu b) Přesně 2,0 gramu c) Mezi 2,0 a 2,4 gramu d) Více než 2,4 gramu Otázka 3: Kyselý déšť Žáci, kteří prováděli tento pokus, dali kousky mramoru přes noc také do čisté (destilované) vody. Vysvětli, proč žáci zařadili tento krok do svého pokusu. rok: 8,3 C, 2002 mm KLIMADIAGRAMY Text 1: Klimadiagramy Klimadiagramy graficky znázorňují dlouhodobé průměry srážkových a teplotních charakteristik konkrétního místa na Zemi. V našem případě uvádí data pro norské město Bergen (obr. 1) Otázka 1: Klimadiagramy Vyčtěte z klimadiagramu města Bergen odpovědi na položené otázky. Jaká je zde průměrná měsíční teplota v listopadu?. mm C Kolik srážek zde průměrně spadne v květnu?. 0 L Ú B D K Č Č S Z Ř L P -10 Otázka 2: Klimadiagramy Obrázek 1 Rozhodněte, které otázky můžeme odpovědět s využitím dat klimadiagramu. Jaké množství srážek spadne v tomto území v období od ledna do června? Mohou se v daném městě vyskytnout mrazy v srpnu? Ve kterém měsíci zde hrozí nejvyšší riziko povodní? ANO / NE ANO / NE ANO / NE Otázka 3: Klimadiagramy Následující klimadiagram (obr. 2) platí pro místo, které se nachází zhruba na stejné rovnoběžce jako Bergen, ale liší se v některé z uvedených charakteristik. Rozhodněte, o kterou charakteristiku se jedná rok: 4,2 C, 635 mm a) Místo se nachází na jižní polokouli. b) Místo se nachází ve vyšší nadmořské výšce. c) Místo se nachází dále od oceánu. d) Místo se nachází na návětrné straně vysokých hor. 150 mm C 5 Data pro klimadiagramy převzaty z: Král, V., Holeček, M., Veselý, Z. (1976): Soubor map "Poznáváme svět". Evropa. Geodetický a kartografický podnik v Praze, n. p., Praha, s L Ú B D K Č Č S Z Ř L P Obrázek 2 107

114 MARS Text 1: Mars Pilotovaný let na Mars byl předmětem mnoha vědecko-fantastických povídek, ale i různých vědeckých návrhů 20. a 21. století. Tento sen se možná stane již za našeho života realitou. 14. ledna 2004 oznámil prezident USA G. W. Bush plány na postavení Měsíční základny a následného pilotovaného letu na Mars. Od té doby byl start tohoto letu z různých (především z finančních) důvodů posunut na polovinu třicátých let 21. století. Pomalu se rozjíždí nový vesmírný závod. Jeho cílem je Mars a jeho závodníky jsou Rusko, USA a Čína. Obrázek 1 převzat z: mars/marsvehicles/html/s95_01407.html Otázka 1: Mars Střední vzdálenost od Slunce Mars Venuše Merkur Jupiter 1,524 AU 0,723 AU 0,387 AU 5,203 AU Hmotnost 0,107 Zemí 0,815 Zemí 0,055 Zemí 318 Zemí Průměrná hustota Gravitace při povrchu 3940 kg/m kg/m kg/m kg/m 3 3,7 N/kg 8,9 N/kg 3,7 N/kg 23,1 N/kg Doba oběhu kolem Slunce Doba rotace kolem své osy 686,9 dnů 224,7 dnů 87,9 dnů 4332,6 dnů 24h 37 min 243 dnů 58 dnů 15 h 9h 55 min Průměrný tlak na povrchu Průměrná teplota na povrchu 636 Pa 93 MPa ~0 kpa kpa - 63 C 462 C 67 C C Poznámka: 1 AU (astronomická jednotka) odpovídá střední vzdálenosti Země od Slunce. Mars je nejvíce uvažovaným místem pro první trvalé osídlení sluneční soustavy vyjma Měsíce. Uveďte alespoň tři důvody, proč tomu tak je. Můžete využít výše uvedenou tabulku s některými charakteristikami planet

115 Otázka 2: Mars V ovzduší Marsu převažuje oxid uhličitý 95 % a dusík 3 %. Oxid uhličitý vzniká při spalování paliv a je v malé míře přítomen i v naší atmosféře. Pro člověka normálně nebývá nebezpečný proč tedy člověk nemůže přežít v atmosféře Marsu, která je tvořena převážně tímto neškodným plynem? a) Oxid uhličitý se váže na kyslík, který je přítomný v organismu a ten se pak nemůže dostat k buňkám. b) Oxid uhličitý se snadněji váže na červené krvinky než kyslík a kyslík tak už nemůže putovat k buňkám. c) Při velké koncentraci oxidu uhličitého dojde k nasycení krve oxidem uhličitým podobně jako u minerální vody, a tyto bublinky plynu způsobí napnutí cév a jejich popraskání. d) V atmosféře Marsu je převážně oxid uhličitý a není v ní žádný kyslík, který potřebujeme k životu. Otázka 3: Mars Na obrázku jsou grafy 1 a 2. Jeden znázorňuje složení atmosféry Marsu a druhý Země. K jednotlivým grafům přiřaďte planetu, jejíž složení atmosféry graf znázorňuje. 3% 2% 1% 21% 95% Plyn A Plyn B Ostatní Plyn C Plyn D Ostatní 78% Graf 1 Graf 2 Planeta: Graf 1 Graf 2 Přiřaďte k plynům A-D jejich správné názvy. (Můžete vybírat z: vodík, kyslík, dusík, vodní pára, oxid uhličitý.) plyn A.. plyn B plyn C plyn D.. Uveďte důvod výskytu plynu D v atmosféře. Nápověda: Zvažte, jaké jsou zdroje plynu D v atmosféře. Text 2: Mars 11. Října 2010 prezident Barack Obama definitivně zrušil program Constellation, jehož cílem byly pilotované lety na Měsíc, vybudování lunární základny a její využití pro starty na Mars. Všechny další plánované lety NASA na Mars tedy budou startovány ze Země. 109

116 Otázka 4: Mars Uveďte alespoň jednu výhodu a jednu nevýhodu startů vesmírných lodí z Měsíce Text 3: Mars Jednou ze zásadních otázek cesty na Mars je potřebná energie. Jaká by byla běžná denní spotřeba energie lodi při cestě na Mars, nevíme. Velký vliv na ni bude mít už samotná velikost posádky. Předpokládejme posádku šesti kosmonautů. Loď by pak mohla mít spotřebu srovnatelnou nebo i vyšší než je spotřeba stanice ISS. Ta je aktuálně jediným stále operujícím zařízením umožňujícím dlouhodobý pobyt člověka ve vesmíru. Napájena je 8 solárními panely o rozměrech 35 m na 12 m, z nichž každý se skládá z 82 řad po 400 článcích. Každá řada poskytuje průměrný výkon 134 W. Nemalá část tohoto výkonu jde právě na zajištění všeho potřebného pro přežití šestičlenné posádky stanice. Solární panely avšak nejsou jedinou alternativou. V říjnu 2009 odsouhlasil ruský president Dimitrij Medveděv vývoj vesmírné lodi napájené jaderným reaktorem s výkonem v řádu megawattů. Tento plán bude stát kolem 400 milionů euro. Otázka 5: Mars Rozhodněte, zda následující argumenty pro upřednostnění jaderného reaktoru jsou pravdivé. Dostatečné množství solárních panelů by bylo příliš rozměrné. Solární panely by tak daleko od Slunce vůbec nefungovaly. Není možné vyrobit dostatečné množství solárních panelů. Jaderný reaktor by vyrobil mnohonásobně více energie, aniž by byl příliš velký. ANO / NE ANO / NE ANO / NE ANO / NE Text 4: Mars Beztížný stav způsobuje krátkodobé i dlouhodobé fyziologické změny v živých organismech. Cestování ve stavu beztíže s sebou přináší mnoho škodlivých vlivů na tělo. Mezi nejrizikovější patří úbytek kostní hmoty, svalová ochablost (atrofie) a srdeční obtíže. Lidé ve vesmíru ztratí za měsíc přibližně tolik vápníku jako žena v přechodu (menopauze) za rok. Otázka 6: Mars Jeden z důsledků beztížného stavu je silné zarudnutí a opuchnutí obličeje. Porucha jaké tělní soustavy a jakého orgánu, je toho příčinou? tělní soustava:... orgán:... Otázka 7: Mars Která tvrzení o lidském organismu v beztížném stavu jsou pravdivá? V beztížném stavu se krev astronautům nahrne do horní poloviny těla. V beztížném stavu prochází potrava střevem rychleji, takže astronauti prakticky netrpí zácpou. V beztížném stavu se nedoporučuje astronautům nadměrná fyzická činnost a cvičení. ANO / NE ANO / NE ANO / NE 110

117 Otázka 8: Mars Člověk má v rovnovážně-polohovém orgánu ve vnitřním uchu pohyblivé ušní kaménky (otolity), které na Zemi tlačí na smyslové buňky, a tím udávají směr, který člověk vnímá jako svisle dolů. Proč ve stavu beztíže tento orgán nefunguje správně a naopak svou špatnou funkcí způsobuje nevolnost a zvracení - mořskou nemoc?

118 CHLEBOVÉ TĚSTO Text 1: Chlebové těsto Když pekař připravuje chlebové těsto, smíchá mouku, vodu, sůl a droždí. Zpracované těsto dá na několik hodin do mísy, aby v něm mohl proběhnout proces kvašení. Během kvašení dochází v těstě k chemické přeměně: droždí (jednobuněčná houba) přeměňuje škroby a cukry, které jsou obsažené v mouce, na oxid uhličitý a alkohol. Otázka 1: Chlebové těsto Kvašení způsobuje kynutí těsta. Proč těsto kyne? Obrázek 1 a) Těsto kyne, protože se vytváří alkohol, který se přeměňuje na plyn. b) Těsto kyne, protože se v něm množí jednobuněčné houby. c) Těsto kyne, protože se vytváří plyn oxid uhličitý. d) Těsto kyne, protože při kvašení se voda mění na páru. Otázka 2: Chlebové těsto Několik hodin po zpracování těsta pekař těsto zvážil a zjistil, že se jeho hmotnost snížila. Hmotnost těsta je na začátku všech čtyř níže uvedených pokusů stejná. Které dva pokusy by měl pekař porovnat, aby zjistil, zda příčinou úbytku hmotnosti je droždí? Zátka Zátka Nádoba Nádoba Váhy Mouka, voda, sůl s droždím Váhy Mouka, voda, sůl bez droždí Pokus 1 Pokus 2 Otevřená nádoba Otevřená nádoba Váhy Mouka, voda, sůl s droždím Váhy Mouka, voda, sůl bez droždí Pokus 3 Pokus 4 Obrázek 2 a) Pekař by měl porovnat pokusy 1 a 2. b) Pekař by měl porovnat pokusy 1 a 3. c) Pekař by měl porovnat pokusy 2 a 4. d) Pekař by měl porovnat pokusy 3 a

119 Otázka 3: Chlebové těsto Působením droždí na cukry a škroby obsažené v mouce dochází v těstě k chemické reakci, při které vzniká oxid uhličitý a alkohol. Odkud pocházejí atomy uhlíku, které se vyskytují v oxidu uhličitém a v alkoholu? V každém řádku zakroužkuj Ano nebo Ne. Je toto vysvětlení původu atomů uhlíku správné? Některé atomy uhlíku pocházejí z cukrů. Některé atomy uhlíku jsou součástí molekul soli. Některé atomy uhlíku pocházejí z vody. Atomy uhlíku vznikají chemickou reakcí z jiných prvků. Ano nebo Ne? Ano / Ne Ano / Ne Ano / Ne Ano / Ne Otázka 4: Chlebové těsto Když se nakynutý chleba vloží do pece, bubliny plynů a par se zvětšují. Proč se plyny a páry při zahřívání roztahují? a) Jejich molekuly se zvětšují. b) Jejich molekuly se pohybují rychleji. c) Počet jejich molekul se zvyšuje. d) Jejich molekuly do sebe méně často narážejí. ROZMANITOST ŢIVÉ PŘÍRODY Text 1: Rozmanitost živé přírody Pojmem biodiverzita rozumíme rozmanitost živé přírody. Nejčastěji bývá vyjadřována jako biodiverzita druhová (druhová rozmanitost), tedy počet druhů živých organismů, které obývají konkrétní území. Otázka 1: Rozmanitost živé přírody V následujícím obrázku jsou znázorněna čtyři území (A D) a rostlinné druhy, které se zde nacházejí. Každému druhu je přiřazen jeden symbol. Počet a uspořádání jednotlivých symbolů znázorňuje počet a prostorové uspořádání daných druhů v území. Rozhodněte, které území má nejvyšší druhovou rozmanitost rostlin: Obrázek 1 113

120 Text 2: Rozmanitost živé přírody Druhová rozmanitost různých částí světa je ovlivňována mnoha faktory. Mezi ty nejvýznamnější patří zeměpisná šířka (směrem od rovníku k pólům biodiverzita klesá) a nadmořská výška (biodiverzita klesá s nadmořskou výškou). K vyšší druhové rozmanitosti často významně přispívá rozmanitost abiotických podmínek (tzv. geodiverzita). Díky tomu mají vyšší druhovou rozmanitost například území, ve kterých se na malé ploše střídají různé druhy prostředí. Otázka 2: Rozmanitost živé přírody Na základě obecných pravidel o biodiverzitě rozhodněte, která z uvedených tvrzení jsou pravdivá: V Indii lze předpokládat vyšší druhovou rozmanitost než v Norsku. ANO / NE Na vrcholu Pradědu lze předpokládat vyšší druhovou rozmanitost než v Polabské nížině. ANO / NE V oblasti Kavkazu s pestrým reliéfem lze předpokládat podobnou druhovou rozmanitost ANO / NE jako v rovinatých severoamerických prériích, které jsou ve stejné zeměpisné šířce. Otázka 3: Rozmanitost živé přírody Vědci zabývající se biodiverzitou provedli v terénu následující výzkum: náhodně vybrali pět ploch o velikosti 4 m 2 v bukových lesích a stejný počet ploch o stejné rozloze v lesích dubových. V každé ploše spočítali počet jednotlivých druhů mechorostů, které zde rostou, a následně porovnávali průměrné hodnoty počtu mechorostů v plochách vymezených v dubových a v bukových lesích. Která z následujících otázek byla v tomto měření vědecky ověřována? a) Proč je počet druhů mechorostů odlišný v bukových a dubových lesích? b) Které faktory ovlivňují výskyt mechorostů v různých typech lesů? c) Je vyšší druhová rozmanitost mechorostů v bukových nebo dubových lesích? d) Existuje závislost mezi rozlohou sledované plochy a počtem druhů mechorostů? Otázka 4: Rozmanitost živé přírody Proč se každé měření v bukových a dubových lesích opakovalo na několika místech?

121 KRÉMY NA OPALOVÁNÍ Text 1: Krémy na opalování Marii a Davida zajímalo, který krém na opalování jim nejlépe ochrání pokožku. Krémy na opalování mají ochranný faktor (UV faktor), který udává, kolik ultrafialového záření ze Slunce pohlcuje každý z krémů. Krémy na opalování s vysokým UV faktorem chrání pokožku déle než krémy s nízkým UV faktorem. Marie vymyslela způsob, jak porovnat několik různých krémů na opalování. Spolu s Davidem si nachystali následující věci: dvě průhledné fólie z umělé hmoty, která nepohlcuje sluneční záření; jeden list papíru citlivého na světlo; minerální olej (M) a krém obsahující oxid zinečnatý (ZnO); a čtyři různé krémy na opalování, které nazvali K1, K2, K3 a K4. Marie a David použili minerální olej a oxid zinečnatý proto, že olej propouští většinu slunečního záření, zatímco oxid zinečnatý je téměř vůbec nepropouští. Do každého kroužku, které jsou vyznačeny na jedné z fólií, nanesl David kapku jedné látky a pak vše zakryl druhou fólií (obr. 1). Na obě fólie položil velkou knihu a přitlačil je k sobě. M K1 K2 ZnO K3 K4 Obrázek 1 Marie pak položila fólie na list papíru citlivého na světlo (obr. 2). Papír citlivý na světlo mění barvu z tmavě šedé na bílou (nebo světlounce šedou) podle toho, jak dlouho je vystaven slunečnímu záření. Nakonec dal David fólie s listem papíru na místo, na které svítilo slunce. fólie z umělé hmoty papír citlivý na světlo Obrázek 2 Otázka 1: Krémy na opalování Které z následujících tvrzení je vědeckým popisem toho, jaká je funkce minerálního oleje a oxidu zinečnatého při srovnávání účinnosti krémů na opalování? A Minerální olej i oxid zinečnatý jsou látky, které se testují. B Minerální olej je látka, která se testuje, a oxid zinečnatý je kontrolní látka. C Minerální olej je kontrolní látka a oxid zinečnatý je látka, která se testuje. D Minerální olej i oxid zinečnatý jsou kontrolní látky. 115

122 Otázka 2: Krémy na opalování Na kterou z těchto otázek se pokoušeli Marie s Davidem odpovědět? A Jakou ochranu poskytují jednotlivé krémy ve srovnání s ostatními? B Jak opalovací krémy chrání pokožku před ultrafialovým zářením? C Poskytuje některý opalovací krém menší ochranu než minerální olej? D Poskytuje některý opalovací krém větší ochranu než oxid zinečnatý? Otázka 3: Krémy na opalování Proč byly umělohmotné fólie k sobě přitlačené? A Aby kapky nevysychaly. B Aby se kapky co nejvíce rozprostřely. C Aby kapky zůstaly ve vyznačených kroužcích. D Aby měly kapky stejnou tloušťku. Otázka 4: Krémy na opalování Papír citlivý na světlo je tmavě šedý a jeho barva se změní na světle šedou, když je vystaven menšímu množství slunečního záření, a na bílou, když je vystaven velkému množství slunečního záření. Který z následujících diagramů (obr. 3) znázorňuje situaci, která by mohla nastat? Vysvětli, proč jsi jej vybral/a. A C M K1 K2 M K1 K2 ZnO K3 K4 ZnO K3 K4 B D M K1 K2 M K1 K2 ZnO K3 K4 ZnO K3 K4 Obrázek 3 Odpověď:.. Vysvětlení:.. 116

123 SPRINT NA STO METRŦ Text 1: Sprint na sto metrů Dva nejrychlejší muži planety Jamajčan Usain Bolt a Američan Tyson Gay se celý rok vyhýbali přímému kontaktu. Soupeřili jen na dálku. Až včera večer se střetli v úžasném finále na mistrovství světa a z jejich souboje se zrodily fantastický rekord. Bolt přesně po roce přepsal tabulky světového sprintu v běhu na 100 metrů úžasným časem 9,58 vteřiny, čímž své maximum z loňských olympijských her zlepšil o 11 setin! Druhý Gay byl o 13 setin pomalejší, nicméně čas 9,71 znamená nový americký rekord. Třetí doběhl Jamajčan Powel, bývalý světový rekordman, rovněž v mimořádném čase 9,84. Zdroj: Obrázek 1 Mezičasy sprinterů jsou zaznamenávány každých uběhnutých 20 m. Následující graf převzatý z novin ukazuje, jak dlouho trvalo Boltovi zaběhnout jednotlivé dvacetimetrové úseky závodu na 100 m. Graf převzat z tištěného vydání Lidových novin, úterý 18. srpna Otázka 1: Sprint na sto metrů Při vytváření grafu udělal autor několik chyb. Křivku grafu nakreslil dobře, ale spletl se v popiscích. Odhalte chybu v popiscích dat a svoji odpověď zdůvodněte Otázka 2: Sprint na sto metrů Jaký dvacetimetrový úsek zaběhl sprinter nejrychleji?... Otázka 3: Sprint na sto metrů Kolikrát pomaleji zaběhl Bolt první dvacetimetrový úsek ve srovnání s nejrychlejším úsekem? a) 0,5 x b) 1 x c) 2 x d) 3 x e) 5 x 117

124 Příloha 2: 30 Minutový test Obecné pokyny Tento test se snaží zjistit vaši schopnost řešit pro české školství netradiční úlohy. Jde o úlohy použité ve výzkumu PISA, popřípadě úlohy podobného rázu. Můžete tedy očekávat otázky napříč všemi přírodními vědami i úlohy týkající se metodiky vědeckého výzkumu. Mnoho informací je v doprovodných textech. Čtěte je tedy pozorně. Přečtěte si, prosím, pozorně každou otázku a odpovězte, jak nejlépe dovedete. Seznamte se předem s formátem otázek a s formátem zápisu odpovědí v následující modelové úloze. HVĚZDNÉ VÁLKY Text 1: Star Wars (česky též Hvězdné války) jsou série science fiction filmů, které byly natočeny ve dvou sériích v letech 1977 až 2005 Georgem Lucasem a jeho společností Lucasfilm. Na sérii filmů navazuje rozsáhlá literatura i karetní a počítačové hry, seriály a další výtvory. U některých otázek bude uvedeno několik možných odpovědí označených písmeny. U jedné odpovědi, kterou považujete za nejsprávnější, zakroužkujte příslušné písmeno viz Příklad 1. Příklad 1: Hvězdné války Režisérem a duchovním otcem Hvězdných válek je: d) Zdeněk Troška e) Quentin Tarantino f) George Lucas Rozhodnete-li se svou odpověď změnit, musíte výrazně přeškrtnout svou původní volbu a zakroužkovat novou. Příklad 2: Hvězdné války Režisérem a duchovním otcem Hvězdných válek je: d) Zdeněk Troška e) Quentin Tarantino f) George Lucas Na některé otázky je třeba odpovědět zakroužkováním právě jedné odpovědi v každém řádku tabulky. Příklad 3: Hvězdné války Rozhodněte, zda se jedná o postavu z Hvězdných válek. Han Solo Krteček Frodo ANO / NE ANO / NE ANO / NE 118

125 U jiných otázek je zapotřebí napsat vlastními slovy odpověď na vyznačené místo. Může jít o jednoslovnou odpověď nebo o delší vysvětlení. Příklad 4: Hvězdné války Napište, který z filmů ságy hvězdných válek se vám líbí nejvíce: pátý. Odůvodněte, proč se vám líbí více, než ostatní díly: Mám rád sníh a velké roboty a v pátém díle je obojí U otázek, které se ptají na váš názor, není hodnocen sám názor, ale jeho odůvodnění. 119

126 Neotáčejte, prosím, na další stránku, dokud nebude test zahájen. Vyplňujete-li tento test o samotě, dodrţte, prosím, časový limit 60 minut. Po skončení testu vyplňte, prosím, dotazník umístěný na konci sešitu. Děkuji 120

127 rok: 8,3 C, 2002 mm KLIMADIAGRAMY Text 1: Klimadiagramy Klimadiagramy graficky znázorňují dlouhodobé průměry srážkových a teplotních charakteristik konkrétního místa na Zemi. V našem případě uvádí data pro norské město Bergen (obr. 1) Otázka 1: Klimadiagramy Vyčtěte z klimadiagramu města Bergen odpovědi na položené otázky. Jaká je zde průměrná měsíční teplota v listopadu?. mm C Kolik srážek zde průměrně spadne v květnu?. 0 L Ú B D K Č Č S Z Ř L P -10 Otázka 2: Klimadiagramy Obrázek 1 Rozhodněte, které otázky můžeme odpovědět s využitím dat klimadiagramu. Jaké množství srážek spadne v tomto území v období od ledna do června? Mohou se v daném městě vyskytnout mrazy v srpnu? Ve kterém měsíci zde hrozí nejvyšší riziko povodní? ANO / NE ANO / NE ANO / NE Otázka 3: Klimadiagramy Následující klimadiagram (obr. 2) platí pro místo, které se nachází zhruba na stejné rovnoběžce jako Bergen, ale liší se v některé z uvedených charakteristik. Rozhodněte, o kterou charakteristiku se jedná rok: 4,2 C, 635 mm e) Místo se nachází na jižní polokouli. f) Místo se nachází ve vyšší nadmořské výšce. g) Místo se nachází dále od oceánu. h) Místo se nachází na návětrné straně vysokých hor. 150 mm C 5 Data pro klimadiagramy převzaty z: Král, V., Holeček, M., Veselý, Z. (1976): Soubor map "Poznáváme svět". Evropa. Geodetický a kartografický podnik v Praze, n. p., Praha, s L Ú B D K Č Č S Z Ř L P Obrázek 2 121

128 MARS Text 1: Mars Pilotovaný let na Mars byl předmětem mnoha vědecko-fantastických povídek, ale i různých vědeckých návrhů 20. a 21. století. Tento sen se možná stane již za našeho života realitou. 14. ledna 2004 oznámil prezident USA G. W. Bush plány na postavení Měsíční základny a následného pilotovaného letu na Mars. Od té doby byl start tohoto letu z různých (především z finančních) důvodů posunut na polovinu třicátých let 21. století. Pomalu se rozjíždí nový vesmírný závod. Jeho cílem je Mars a jeho závodníky jsou Rusko, USA a Čína. Obrázek 1 převzat z: mars/marsvehicles/html/s95_01407.html Otázka 1: Mars Střední vzdálenost od Slunce Mars Venuše Merkur Jupiter 1,524 AU 0,723 AU 0,387 AU 5,203 AU Hmotnost 0,107 Zemí 0,815 Zemí 0,055 Zemí 318 Zemí Průměrná hustota Gravitace při povrchu 3940 kg/m kg/m kg/m kg/m 3 3,7 N/kg 8,9 N/kg 3,7 N/kg 23,1 N/kg Doba oběhu kolem Slunce Doba rotace kolem své osy 686,9 dnů 224,7 dnů 87,9 dnů 4332,6 dnů 24h 37 min 243 dnů 58 dnů 15 h 9h 55 min Průměrný tlak na povrchu Průměrná teplota na povrchu 636 Pa 93 MPa ~0 kpa kpa - 63 C 462 C 67 C C Poznámka: 1 AU (astronomická jednotka) odpovídá střední vzdálenosti Země od Slunce. Mars je nejvíce uvažovaným místem pro první trvalé osídlení sluneční soustavy vyjma Měsíce. Uveďte alespoň tři důvody, proč tomu tak je. Můžete využít výše uvedenou tabulku s některými charakteristikami planet

129 Otázka 2: Mars V ovzduší Marsu převažuje oxid uhličitý 95 % a dusík 3 %. Oxid uhličitý vzniká při spalování paliv a je v malé míře přítomen i v naší atmosféře. Pro člověka normálně nebývá nebezpečný proč tedy člověk nemůže přežít v atmosféře Marsu, která je tvořena převážně tímto neškodným plynem? e) Oxid uhličitý se váže na kyslík, který je přítomný v organismu a ten se pak nemůže dostat k buňkám. f) Oxid uhličitý se snadněji váže na červené krvinky než kyslík a kyslík tak už nemůže putovat k buňkám. g) Při velké koncentraci oxidu uhličitého dojde k nasycení krve oxidem uhličitým podobně jako u minerální vody, a tyto bublinky plynu způsobí napnutí cév a jejich popraskání. h) V atmosféře Marsu je převážně oxid uhličitý a není v ní žádný kyslík, který potřebujeme k životu. Otázka 3: Mars Na obrázku jsou grafy 1 a 2. Jeden znázorňuje složení atmosféry Marsu a druhý Země. K jednotlivým grafům přiřaďte planetu, jejíž složení atmosféry graf znázorňuje. 3% 2% 1% 21% 95% Plyn A Plyn B Ostatní Plyn C Plyn D Ostatní 78% Graf 1 Graf 2 Planeta: Graf 1 Graf 2.. Přiřaďte k plynům A-D jejich správné názvy. (Můžete vybírat z: vodík, kyslík, dusík, vodní pára, oxid uhličitý.) plyn A.. plyn B plyn C plyn D.. Uveďte důvod výskytu plynu D v atmosféře. Nápověda: Zvažte, jaké jsou zdroje plynu D v atmosféře. Text 2: Mars 11. Října 2010 prezident Barack Obama definitivně zrušil program Constellation, jehož cílem byly pilotované lety na Měsíc, vybudování lunární základny a její využití pro starty na Mars. Všechny další plánované lety NASA na Mars tedy budou startovány ze Země. 123

130 Otázka 4: Mars Uveďte alespoň jednu výhodu a jednu nevýhodu startů vesmírných lodí z Měsíce Text 3: Mars Jednou ze zásadních otázek cesty na Mars je potřebná energie. Jaká by byla běžná denní spotřeba energie lodi při cestě na Mars, nevíme. Velký vliv na ni bude mít už samotná velikost posádky. Předpokládejme posádku šesti kosmonautů. Loď by pak mohla mít spotřebu srovnatelnou nebo i vyšší než je spotřeba stanice ISS. Ta je aktuálně jediným stále operujícím zařízením umožňujícím dlouhodobý pobyt člověka ve vesmíru. Napájena je 8 solárními panely o rozměrech 35 m na 12 m, z nichž každý se skládá z 82 řad po 400 článcích. Každá řada poskytuje průměrný výkon 134 W. Nemalá část tohoto výkonu jde právě na zajištění všeho potřebného pro přežití šestičlenné posádky stanice. Solární panely avšak nejsou jedinou alternativou. V říjnu 2009 odsouhlasil ruský president Dimitrij Medveděv vývoj vesmírné lodi napájené jaderným reaktorem s výkonem v řádu megawattů. Tento plán bude stát kolem 400 milionů euro. Otázka 5: Mars Rozhodněte, zda následující argumenty pro upřednostnění jaderného reaktoru jsou pravdivé. Dostatečné množství solárních panelů by bylo příliš rozměrné. Solární panely by tak daleko od Slunce vůbec nefungovaly. Není možné vyrobit dostatečné množství solárních panelů. Jaderný reaktor by vyrobil mnohonásobně více energie, aniž by byl příliš velký. ANO / NE ANO / NE ANO / NE ANO / NE Text 4: Mars Beztížný stav způsobuje krátkodobé i dlouhodobé fyziologické změny v živých organismech. Cestování ve stavu beztíže s sebou přináší mnoho škodlivých vlivů na tělo. Mezi nejrizikovější patří úbytek kostní hmoty, svalová ochablost (atrofie) a srdeční obtíže. Lidé ve vesmíru ztratí za měsíc přibližně tolik vápníku jako žena v přechodu (menopauze) za rok. Otázka 6: Mars Jeden z důsledků beztížného stavu je silné zarudnutí a opuchnutí obličeje. Porucha jaké tělní soustavy a jakého orgánu, je toho příčinou? tělní soustava:... orgán:... Otázka 7: Mars Která tvrzení o lidském organismu v beztížném stavu jsou pravdivá? V beztížném stavu se krev astronautům nahrne do horní poloviny těla. V beztížném stavu prochází potrava střevem rychleji, takže astronauti prakticky netrpí zácpou. V beztížném stavu se nedoporučuje astronautům nadměrná fyzická činnost a cvičení. ANO / NE ANO / NE ANO / NE 124

131 Otázka 8: Mars Člověk má v rovnovážně-polohovém orgánu ve vnitřním uchu pohyblivé ušní kaménky (otolity), které na Zemi tlačí na smyslové buňky, a tím udávají směr, který člověk vnímá jako svisle dolů. Proč ve stavu beztíže tento orgán nefunguje správně a naopak svou špatnou funkcí způsobuje nevolnost a zvracení - mořskou nemoc?

132 CHLEBOVÉ TĚSTO Text 1: Chlebové těsto Když pekař připravuje chlebové těsto, smíchá mouku, vodu, sůl a droždí. Zpracované těsto dá na několik hodin do mísy, aby v něm mohl proběhnout proces kvašení. Během kvašení dochází v těstě k chemické přeměně: droždí (jednobuněčná houba) přeměňuje škroby a cukry, které jsou obsažené v mouce, na oxid uhličitý a alkohol. Otázka 1: Chlebové těsto Kvašení způsobuje kynutí těsta. Proč těsto kyne? Obrázek 1 e) Těsto kyne, protože se vytváří alkohol, který se přeměňuje na plyn. f) Těsto kyne, protože se v něm množí jednobuněčné houby. g) Těsto kyne, protože se vytváří plyn oxid uhličitý. h) Těsto kyne, protože při kvašení se voda mění na páru. Otázka 2: Chlebové těsto Několik hodin po zpracování těsta pekař těsto zvážil a zjistil, že se jeho hmotnost snížila. Hmotnost těsta je na začátku všech čtyř níže uvedených pokusů stejná. Které dva pokusy by měl pekař porovnat, aby zjistil, zda příčinou úbytku hmotnosti je droždí? Zátka Zátka Nádoba Nádoba Váhy Mouka, voda, sůl s droždím Váhy Mouka, voda, sůl bez droždí Pokus 1 Pokus 2 Otevřená nádoba Otevřená nádoba Váhy Mouka, voda, sůl s droždím Váhy Mouka, voda, sůl bez droždí Pokus 3 Pokus 4 Obrázek 2 e) Pekař by měl porovnat pokusy 1 a 2. f) Pekař by měl porovnat pokusy 1 a 3. g) Pekař by měl porovnat pokusy 2 a 4. h) Pekař by měl porovnat pokusy 3 a