Univerzita Karlova v Praze Matematicko-fyzikální fakulta BAKALÁŘSKÁ PRÁCE Vogalová Naděţda Fyzikální úlohy výzkumu TIMSS analýza výsledků českých žáků Katedra didaktiky fyziky Vedoucí bakalářské práce: RNDr. Mandíková Dana, CSc. Studijní program: Fyzika, fyzika zaměřená na vzdělávání 2009
Děkuji RNDr. Daně Mandíkové, CSc., vedoucí mé bakalářské práce, za její pomoc při zpracovávání bakalářské práce, za okamţité reagování na otázky, které se během práce vyskytly a za její čas, který mi věnovala. Prohlašuji, ţe jsem svou bakalářkou práci napsala samostatně a výhradně s pouţitím citovaných pramenů. Souhlasím se zapůjčováním práce a jejím zveřejňováním. V Praze dne Vogalová Naděţda - 1 -
Obsah 1 Úvod... 5 2 Cíl práce... 5 3 Struktura práce... 5 4 Výzkum TIMSS... 6 4.1 Základní informace o výzkumu TIMSS... 6 4.2 Koncepce přírodovědné části výzkumu TIMSS 2007... 8 5 Celkové výsledky českých žáků v přírodovědné části výzkumu TIMSS 10 6 Fyzikální úlohy výzkumu TIMSS... 13 6.1 Výběr úloh... 13 6.2 Celková úspěšnost ve fyzikálních úlohách... 14 6.3 Úspěšnost podle typu úlohy... 15 6.4 Úspěšnost podle obsahové složky... 17 6.5 Úspěšnost podle dovedností... 20 6.6 Shrnutí výsledků... 23 6.6.1Shrnutí výsledků 4. ročníků... 23 6.6.2 Shrnutí výsledků 8. ročníků... 24 7 Závěr... 27 Literatura... 30 Přílohy: A: Tabulky s charakteristikami, celkovými výsledky a komentáři k fyzikálním úlohám Populace 1 B: Tabulky s charakteristikami, celkovými výsledky a komentáři k fyzikálním úlohám Populace 2-2 -
Název práce: Fyzikální úlohy výzkumu TIMSS analýza výsledků českých ţáků Autor: Vogalová Naděţda Katedra (ústav): Katedra didaktiky fyziky Vedoucí bakalářské práce: RNDr. Mandíková Dana, CSc. e-mail vedoucího: Dana.Mandikova@mff.cuni.cz Abstrakt: V předloţené práci se seznámíme s výzkumem TIMSS. Je zde uveden celkový přehled výsledků českých ţáků v přírodovědných úlohách v časovém vývoji (TIMSS 1995, 1999 a 2007). Dále jsou zde vybrána a uspořádána data k výsledkům českých ţáků čtvrtých a osmých ročníků ve fyzikálně zaměřených úlohách výzkumu TIMSS 2007. Práce obsahuje přehled výsledků českých ţáků v těchto úlohách podle obsahové sloţky, dovedností a podle typu úloh. Jsou zde uvedeny úlohy s nejvyšší a nejniţší průměrnou úspěšností českých ţáků, největším rozdílem v úspěšnosti dívek a chlapců a úlohy s největším rozdílem výsledků českých ţáků oproti mezinárodnímu průměru. Součástí práce je příloha, kde jsou uvedeny základní charakteristiky vybraných fyzikálních úloh, celkové výsledky českých ţáků, mezinárodní průměry a komentáře k nim. Pro uvolněné úlohy jsou uvedena i jejich zadání, podrobné výsledky a pokyny k hodnocení. Klíčová slova: TIMSS, přírodní vědy, ţáci 4. a 8. ročníků, fyzikální úlohy - 3 -
Title: Physical items in TIMSS research analysis of czech pupil s results Author: Vogalová Naděţda Department: Department of Physics Education Supervisor: RNDr. Mandíková Dana, CSc. Supervisor s e-mail address: Dana.Mandikova@mff.cuni.cz Abstract: Research of TIMSS (Trends in International Mathematics and Science Study) will be presented in this thesis.there is the total summarized result of czech students in biological items in the period (TIMSS 1995, 1999 and 2007).Deeper analysis of czech pupil`s results in physical items of TIMSS 2007 research will be done in this thesis. Results will be discussed with respect to content and processes categories and type of item. There are introduced averages with also maximum and minimum successful results of czech students and also with the greatest difference amoung the girls and boys and also the greatest difference of the results in comparison to international average. Enclosure is a part of my thesis showing basic characteristics of choosen physical items, total results of czech students, international average and theirs commentary.the assignment, detailed results and instructions for assessment are mentioned for released physical items. Keywords: TIMSS, natural science, students of physical items the 4th and 8th grade, - 4 -
1 Úvod Tématem bakalářské práce jsou fyzikální úlohy výzkumu TIMSS a analýza výsledků českých ţáků. Téma jsem si vybrala pro moţnost porovnání výsledků ţáků ve fyzikálních úlohách z mnoha hledisek. Pro mě nejzajímavější bylo porovnávání výsledků českých ţáků s mezinárodním průměrem a porovnání výsledků dívek a chlapců. Zajímavé je i porovnání změn úspěšností v průběhu čtyřletých cyklů, ve kterých se tento výzkum opakuje. 2 Cíl práce Cílem bakalářské je vytvořit celkový přehled výsledků českých ţáků v přírodovědných úlohách v časovém vývoji (TIMSS 1995, 1999 a 2007). Dále vybrat a uspořádat data k výsledkům českých ţáků ve fyzikálních úlohách výzkumu TIMSS 2007. Tyto úlohy vyhodnotit podle obsahové sloţky, dovedností a podle typu úloh. U uvolněných úloh provést podrobnější rozbor výsledků. 3 Struktura práce V této práci se nejdříve ve 4. kapitole seznámíme obecně s výzkumem TIMSS, jeho historií, průběhem testování a cíli tohoto testování. V kapitole 5 jsou uvedeny celkové výsledky českých ţáků čtvrtých i osmých ročníků v přírodovědné části výzkumu TIMSS. V následující 6. kapitole jsou z přírodovědných úloh vybrány úlohy s fyzikální tématikou, u kterých je uvedena celková průměrná úspěšnost českých ţáků a dále úspěšnost a zhodnocení úloh podle jejich typu, podle obsahové sloţky a podle dovedností. Na závěr 6. kapitoly jsou uvedeny úlohy s nejhorším nebo naopak nejlepším výsledkem českých ţáků, úlohy, ve kterých byl velký rozdíl v úspěšnosti dívek a chlapců, a také úlohy, ve kterých čeští ţáci - 5 -
dosáhli výrazně lepšího nebo horšího výsledku oproti mezinárodnímu průměru. Na závěr, v kapitole 7, je provedeno celkové hodnocení výsledků českých ţáků. V přílohách A a B je celkový přehled fyzikálně zaměřených úloh výzkumu TIMSS 2007 s jejich charakteristikami, celkovými výsledky a komentáři pro 1. a 2. populaci. 4 Výzkum TIMSS 4.1 Základní informace o výzkumu TIMSS Výzkum TIMSS (Trends in International Mathematics and Science Study) je organizován Mezinárodní asociací pro hodnocení výsledků vzdělávání. Výzkum byl poprvé proveden v roce 1995 a od té doby se opakuje kaţdé 4 roky. Jak název Trends in International Mathematics and Science Study, v překladu Trendy v mezinárodním výzkumu matematického a přírodovědného vzdělávání, naznačuje, výzkum se věnuje matematice a přírodním vědám. Výzkum se především zaměřuje na ţáky ve věku 9 a 13 let, coţ v České republice odpovídá ţákům 4. a 8. ročníků základní školy (ve výzkumu označováno jako 1. a 2. populace). Vzhledem k opakování výzkumu kaţdé 4 roky, je moţné sledovat vývoj výsledků ţáků v čase, a to ze dvou hledisek. Zaprvé je moţné sledovat vývoj znalostí postupně testovaných 4. nebo 8. ročníků. Zadruhé je moţné porovnat získané znalosti mezi 4. a 8. ročníkem. To je moţné proto, ţe ţáci testovaní ve 4. ročníku jsou v dalším cyklu testovaní v 8. ročníku. Do kaţdého cyklu výzkumu je zapojeno kolem 40 zemí, díky tomu je moţné hodnotit výsledky jednotlivých zemí v mezinárodním srovnání. (Podle [5].) Kromě testů zjišťujících znalosti v oblasti matematiky a přírodních věd jsou na testovaných školách zadávány ţákům, učitelům i ředitelům dotazníky, které mají shromáţdit data o vzdělávacím prostředí ţáků. Testovaní ţáci odpovídají na otázky týkající se jejich vztahu k matematice a - 6 -
přírodním vědám, o jejich domácím zázemí, o činnostech v rámci výuky, o jejich mimoškolních aktivitách a o školním prostředí. Učitelé matematiky a přírodovědných předmětů poskytují informace o tom, na jaká témata kladou důraz při výuce, jaké pouţívají vyučovací metody, co je ve výuce omezuje, jaké je jejich vzdělání a další kvalifikace, jaké jsou jejich názory na matematiku a přírodní vědy. Ředitelé škol odpovídají na otázky o školních zdrojích, učitelském sboru, nabídce ve výuce matematiky a přírodovědných předmětů ve škole, organizaci činností ve škole a školním prostředí. (Podle [2].) Prvního cyklu výzkumu v roce 1995 se účastnilo 43 zemí, testováni byli ţáci 3. a 4. a 7. a 8. ročníků základních škol a odpovídajících ročníků víceletých gymnázií a ţáci posledního ročníku škol středních. V tomto roce proběhlo v 8. ročníku i testování praktických úloh. V České republice se do výzkumu TIMSS 1995 celkem zapojilo přes 17 000 ţáků, 950 učitelů a 500 ředitelů z 500 škol náhodně vybraných z celé České republiky. Šetření v kategorii ţáků posledních ročníků středních škol proběhlo v České republice na 90 gymnáziích a 60 středních odborných školách a učilištích a zúčastnilo se ho celkem 3 500 ţáků. (Podle [3].) Druhý cyklus se uskutečnil v roce 1999, tohoto cyklu se účastnilo 38 zemí a testováni byli pouze ţáci 8. ročníků základních škol a odpovídajících ročníků víceletých gymnázií. V České republice se do výzkumu v tomto roce zapojilo 148 škol, z toho bylo 89 základních a 59 víceletých gymnázií. Celkem se do výzkumu zapojilo přes 3 600 ţáků, přes 700 učitelů matematiky a přírodovědných předmětů a 148 ředitelů. (Podle [2], [5].) Třetí cyklus se konal v roce 2003, účastnilo se ho 51 zemí. Byli v něm testováni ţáci 4. a 8. ročníků. Česká republika se v tomto roce výzkumu neúčastnila. Zatím poslední cyklus tohoto výzkumu se konal v roce 2007, účastnilo se ho 63 zemí a testováni byli ţáci 4. a 8 ročníků základních škol a odpovídajících ročníků víceletých gymnázií. V České republice se do - 7 -
výzkumu zapojilo 291 škol, více neţ 9 000 ţáků a zhruba 1300 jejich učitelů a ředitelů. (Podle [4], [5].). 4.2 Koncepce přírodovědné části výzkumu TIMSS 2007 Koncepce přírodovědné části má podobně jako část matematická dvě sloţky a to obsah a operace. Obsahová sloţka specifikuje přírodovědné učivo, na které se výzkum zaměřuje. Operační sloţka vymezuje, jaké dovednosti budou muset ţáci při řešení úloh s daným obsahem prokázat. Obsahová sloţka je rozdílná v obou věkových kategoriích a je dále dělená do několika oblastí. Rozdělení obsahových sloţek pro 4. ročník je uvedeno v tabulce 4.1 a rozdělení pro 8. ročník je v tabulce 4.2. Tabulka 4.1: Rozdělení obsahových sloţek pro 4. ročník (podle [5]) Ţivá příroda Neţivá příroda Země Vlastnosti a ţivotní procesy ţivých organismů Ţivotní cykly, rozmnoţování a dědičnost Vztahy se ţivotním prostředím Ekosystémy Lidské zdraví Třídění a vlastnosti látek Skupenství a změny látek Zdroje energie, teplo a teplota Světlo a zvuk Elektřina a magnetismus Síly a pohyb Struktura Země, fyzikální vlastnosti a zdroje Geologické procesy, cykly a historie Země Země ve sluneční soustavě - 8 -
Tabulka 4. 2: Rozdělení obsahových sloţek pro 8. ročník (podle [5]) Biologie Chemie Fyzika Vědy o Zemi Vlastnosti, třídění a ţivotní procesy organismů Buňky a jejich funkce Ţivotní cykly, rozmnoţování a dědičnost Rozmanitost, adaptace a přírodní výběr Ekosystémy Lidské zdraví Třídění a sloţení látek Vlastnosti látek Chemické reakce Skupenství látek a jeho změny Přeměny energie, teplo a teplota Světlo Zvuk Elektřina a magnetismus Síly a pohyb Struktura a fyzikální vlastnosti Země Geologické procesy, cykly a historie Země Zdroje, jejich vyuţívání a zachování Země ve sluneční soustavě a ve vesmíru Operační sloţka je stejná v obou věkových kategoriích a dělí se na tři oblasti: oblast prokazování znalostí, oblast pouţívání znalostí a oblast uvaţování. V první oblasti, prokazování znalostí, se studuje znalost důleţitých faktů, postupů a pojmů. V druhé oblasti, pouţívání znalostí, se sleduje schopnost ţáků získané znalosti a pojmy aplikovat při řešení úloh. V třetí oblasti, uvaţování, se sleduje schopnost ţáků řešit neznámé situace, sloţitější souvislosti a úlohy, jejichţ řešení vyţaduje provedení několika kroků. Úlohy pouţívané ve výzkumu TIMSS lze tedy třídit podle obsahové a operační sloţky. Další dělení úloh je podle typu odpovědi, a to na úlohy s výběrem odpovědi a na úlohy s otevřenou odpovědí. (Podle [5].) - 9 -
5 Celkové výsledky českých žáků v přírodovědné části výzkumu TIMSS Výsledky ţáků jednotlivých zemí je moţné díky široké mezinárodní účasti ve výzkumu porovnávat s výsledky dalších zúčastněných zemí. Můţeme sledovat, jak si určitá země vede vzhledem k mezinárodnímu průměru. Také se dá sledovat kolik zemí je výrazně lepších nebo horších neţ určitá země a které to jsou. Výsledky ţáků České republiky v roce 2007 v tomto porovnání jsou pro 4. ročníky uvedeny v tabulce 5.1 a pro 8. ročníky v tabulce 5.2. Z tabulky 5.1 je vidět, ţe ţáci 4. ročníků dosáhli výsledku, který je statisticky významně lepší neţ průměr škály TIMSS. Také je vidět, ţe 16 zemí je statisticky významně lepších neţ Česká republika. Srovnatelného výsledku s Českou republikou dosáhly 4 země: Slovensko, Slovinsko, Dánsko a Litva. Výsledky ţáků 8. ročníků jsou v tabulce 5.2. Je z ní vidět, ţe ţáci 8. ročníků se umístili lépe neţ ţáci 4. ročníků. Statisticky významně lepšího výsledku neţ Česká republika dosáhly jen 4 státy: Singapur, Tchaj-wan, Japonsko a Korejská republika. Srovnatelného výsledku s Českou republikou pak dosáhly také 4 země - Anglie, Maďarsko, Slovinsko a Hongkong. Česká republika dosáhla statisticky významně lepšího výsledku neţ průměr škály TIMSS. - 10 -
Tabulka 5.1 Výsledky českých žáků 4.ročníku ve srovnání s ostatními zeměmi (podle [4]) Tabulka 5.2 Výsledky českých žáků 8.ročníku ve srovnání s ostatními zeměmi (podle [4]) Země Průměr Země Průměr Singapur 587 Singapur 567 Tchaj-wan 557 Tchaj-wan 561 Hongkong 554 Japonsko 554 Japonsko 548 Korejská republika 553 Rusko 546 Anglie 542 Lotyšsko 542 Maďarsko 539 Anglie 542 Česká republika 539 USA 539 Slovinsko 538 Maďarsko 536 Hongkong 530 Itálie 535 Rusko 530 Kazachstán 533 USA 520 Německo 528 Litva 519 Austrálie 527 Austrálie 515 Slovensko 526 Švédsko 511 Rakousko 526 Skotsko 496 Švédsko 525 Itálie 495 Nizozemsko 523 Arménie 488 Slovinsko 518 Norsko 487 Dánsko 517 Ukrajina 485 Česká republika 515 Jordánsko 482 Litva 514 Malajsie 471 Nový Zéland 504 Thajsko 471 Skotsko 500 Srbsko 470 Arménie 484 Bulharsko 470 Norsko 477 Izrael 468 Ukrajina 474 Bahrajn 467 Bosna a Írán 436 Hercegovina 466 Gruzie 418 Rumunsko 462 Kolumbie 400 Írán 459 Salvador 390 Malta 457 Alžírsko 354 Turecko 454 Kuvajt 348 Sýrie 452 Tunisko 318 Kypr 452 Maroko 297 Tunisko 445 Katar 294 Indonésie 427 Jemen 197 Omán 423 Gruzie Kuvajt Kolumbie Libanon Egypt Alžírsko Palestina Saúdská Arábie Maroko Salvador Botswana Katar Ghana 421 418 417 414 408 408 404 403 402 387 355 319 303 Průměrný výsledek země: je statisticky významně lepší neţ výsledek ČR není statisticky významně rozdílný od výsledku ČR je statisticky významně horší neţ výsledek ČR není statisticky významně rozdílný od průměru škály TIMSS není statisticky významně rozdílný od průměru škály TIMSS horší neţ je statisticky významně průměr škály TIMSS - 11 -
Dále se dá sledovat vývoj oproti ostatním zúčastněným zemím v čase. Výzkum u ţáků 4. ročníků byl v České republice proveden pouze v letech 1995 a 2007. Rozdíl výsledků je vidět v tabulce 5.3. Tabulka 5.3: Vývoj výsledků ţáků 4. ročníku mezi lety 1995 a 2007 v evropských zemích a v zemích OECD (podle [4]) Průměrný výsledek Země 2007 1995 rozdíl Lotyšsko 542 486 56 Slovinsko 518 464 54 Maďarsko 536 508 28 Anglie 542 528 14 Austrálie 527 521 6 Nový Zéland 504 505-1 USA 539 542-3 Japonsko 548 553-5 Nizozemsko 523 530-7 Rakousko 526 538-12 Skotsko 500 514-14 Česká republika 515 532-17 Norsko 477 504-27 výsledek v roce 2007 je statisticky významně lepší neţ v roce 1995 výsledek v roce 2007 se statistiky významně neliší oproti roku 1995 výsledek v roce 2007 je statisticky významně horší neţ v roce 1995 K významnému zhoršení výsledků ţáků 4. ročníků v přírodních vědách došlo od roku 1995 v pěti zemích. Mezi tyto země patří také Česká republika, kde byl zjištěn druhý nejvyšší pokles v celkovém výsledku po Norsku. Významné zlepšení je naopak pozorováno u ţáků sedmi zemí ze všech šestnácti zemí zapojených v obou šetřeních. (Podle [4].) Vývoj výsledků v čase ţáků 8. ročníků je vidět v tabulce 5.4. V tabulce je 13 zemí, které se účastnily výzkumu v letech 1995, 1999 a 2007. Z tabulky 5.4 je vidět, ţe mezi roky 1995 a 1999 došlo v České republice k výraznému zhoršení výsledků. Tento pokles byl druhý největší po Norsku. Mezi roky 1999 a 2007 se uţ tento pokles neopakoval a ţáci dosáhli v roce 2007 stejných výsledků jako v roce 1999. - 12 -
Tabulka 5.4: Vývoj výsledků ţáků 8. ročníků v letech 1995, 1999 a 2007 (podle [4]) Rok 1995 Rok 1999 Rok 2007 Singapur 580 Singapur 568 Singapur 567 Česká republika 555 Maďarsko 552 Japonsko 554 Japonsko 554 Japonsko Korejská 550 republika 553 Korejská republika 546 Maďarsko 537 Korejská republika 549 Anglie 541 Česká republika 539 Česká republika 539 Anglie 533 Anglie 538 Maďarsko 539 Rusko 523 Hongkong 530 Hongkong 530 USA 513 Rusko 529 Rusko 530 Hongkong 510 USA 515 USA 520 Rumunsko 471 Litva 488 Litva 519 Litva 464 Rumunsko 472 Rumunsko 462 Írán 463 Kypr 460 Írán 459 Kypr 452 Írán 448 Kypr 452 Průměr 515 Průměr 518 Průměr 520 statisticky významně lepší výsledek neţ mezinárodní průměr není statisticky významně rozdílný výsledek od mezinárodního průměru statisticky významně horší výsledek neţ mezinárodní průměr 6 Fyzikální úlohy výzkumu TIMSS 6.1 Výběr úloh Tato práce je zaměřená především na fyzikální úlohy výzkumu TIMSS 2007. V 1. populaci (4.ročníky) byly nejdříve ze všech přírodovědných úloh vybrány úlohy patřící svým obsahem do fyziky či se fyzikálních témat nějak dotýkají. Spadaly sem úlohy z oblasti neţivá příroda a Země, vybrány byly i tři úlohy z oblasti ţivá příroda. Později bylo zjištěno, ţe kromě čtyř úloh, které svým obsahem spadaly spíše do chemie, byly vybrány všechny úlohy z oblasti neţivá příroda, a protoţe byly pouze čtyři, tak pro ucelení výsledků jsou také započítány do výsledků fyzikálních úloh. V 2. populaci (8. ročníky) byly vybrány všechny úlohy oblasti fyzika a navíc některé úlohy z jiných oblastí, které svým obsahem spadají v České republice do výuky fyziky. - 13 -
Celkově bylo vybráno 85 fyzikálně zaměřených úloh pro 1. populaci a 99 fyzikálně zaměřených úloh pro 2. populaci. Zastoupení vybraných úloh podle hlavních obsahových sloţek je uvedeno v tabulkách 6.1 a 6.2. Tabulka 6.1: Zastoupení vybraných fyzikálně zaměřených úloh podle obsahové sloţky 1. populace Obsahová složka Neživá příroda Země Živá příroda Počet úloh 64 18 3 Tabulka 6.2: Zastoupení vybraných fyzikálně zaměřených úloh podle obsahové sloţky 2. populace Obsahová Fyzika Vědy o Zemi Chemie Biologie složka Počet úloh 54 15 27 4 Vybrané úlohy 1. populace jsou uvedeny v příloze A, vybrané úlohy 2. populace jsou v příloze B. Jednotlivé úlohy jsou zpracované v tabulkách, kde je uvedena charakteristika úlohy (typ, obsahová, operační kategorie), výsledky českých ţáků, mezinárodní průměry a komentář k výsledkům. U uvolněných úloh jsou téţ uvedena jejich zadání a v případě otevřených úloh i pokyny k hodnocení. 6.2 Celková úspěšnost ve fyzikálních úlohách Celková průměrná úspěšnost českých ţáků ve vybraných fyzikálních úlohách je uvedena v tabulce 6.3. Z tabulky 6.3 je zřejmé, ţe v 1. i ve 2. populaci byla průměrná úspěšnost českých ţáku vyšší neţ mezinárodní průměr. Ţáci 1. populace byli o 4,5 % nad mezinárodním průměrem a ţáci 2. populace o 12,6 % nad mezinárodním - 14 -
průměrem. V České republice byli v obou populacích v průměru mírně lepší chlapci, u 1. populace to bylo o 2,5 %, u 2. populace o 3,6 %. Tabulka 6.3: Celková průměrná úspěšnost ve fyzikálních úlohách Počet úloh 2007 2007 Průměrná úspěšnost ČR v % Mezinárodní průměrná úspěšnost v % Celkem Dívky Chlapci Celkem Dívky Chlapci 1. populace 85 53 51,7 54,2 48,5 48,1 48,9 2. populace 100 50,9 49 52,7 38,3 38 38,5 6.3 Úspěšnost podle typu úlohy Podle typu jsou úlohy děleny do 2 skupin: na úlohy s výběrem odpovědi a na úlohy s otevřenou odpovědí. Výsledky jsou pro 1. populaci uvedeny v tabulce 6.4. a pro 2. populaci v tabulce 6.5. Tabulka 6.4: Úspěšnost podle typu úloh (1. populace) Typ úlohy Výběr odpovědi Otevřená odpověď Počet úloh 2007 2007 Průměrná úspěšnost ČR v % Mezinárodní průměrná úspěšnost v % Celkem Dívky Chlapci Celkem Dívky Chlapci 44 54,9 52,9 56,9 53,2 52,1 54,2 41 50,9 50,5 51,3 43,5 43,8 43,1 Z tabulky 6.4 je patrné, ţe v 1. populaci byly úlohy s výběrem odpovědi a s otevřenou odpovědí rovnoměrně zastoupené. Čeští ţáci dosáhli v úlohách s výběrem odpovědi o 4 % lepší výsledky neţ v úlohách s otevřenou odpovědí. V mezinárodním průměru činil tento rozdíl 9,7 %. V porovnání s mezinárodním průměrem byl výraznější rozdíl v úlohách s otevřenou odpovědí, kde čeští ţáci byli o 7,4 % nad mezinárodním průměrem. V úlohách s výběrem odpovědi tento rozdíl činil jen 1,7 %. V tabulce je také u českých ţáků vidět rozdíl v úspěšnosti dívek a chlapců, v úlohách - 15 -
s výběrem odpovědi tento rozdíl činil 4,0 % ve prospěch chlapců. U úloh s výběrem odpovědi byl výsledek českých chlapců a dívek srovnatelný. Rovněţ v šetření výzkumu v roce 1995 byli ţáci 4. ročníků úspěšnější v úlohách s výběrem odpovědi neţ v úlohách s otevřenou odpovědí, rozdíl byl podstatně větší, přes 20 %. Tabulka 6.5: Úspěšnost podle typu úloh (2. populace) Typ úlohy Výběr odpovědi Otevřená odpověď Počet úloh 2007 2007 Průměrná úspěšnost ČR v % Mezinárodní průměrná úspěšnost v % Celkem Dívky Chlapci Celkem Dívky Chlapci 52 58,0 55,6 60,2 47,1 46,3 48,0 48 42,8 41,2 44,2 28,1 28,5 27,7 V tabulce 6.5 je vidět, ţe u 2. populace byla výrazně vyšší úspěšnost v úlohách s výběrem odpovědi neţ v úlohách s otevřenou odpovědí, a to o 14,8 %. V mezinárodním průměru byl rozdíl ještě větší, a to 18,4 %. V obou typech úloh byli čeští ţáci nad mezinárodním průměrem, u úloh s výběrem odpovědi o 10,9 %, u úloh s otevřenou odpovědí o 14,5 %. U úloh s výběrem odpovědí byl větší rozdíl mezi úspěšností českých dívek a chlapců. Chlapci byli úspěšnější o 4,6 %. U úloh s otevřenou odpovědí byl tento rozdíl menší, ale také ve prospěch chlapců, a to o 2,6 %. V mezinárodním průměru nebyly tak výrazné rozdíly v úspěšnosti dívek a chlapců jako u ţáků v České republice. I v letech 1995 a 1999 byla největší úspěšnost v úlohách s výběrem odpovědi. Ale tato úspěšnost byla kaţdým rokem niţší. V roce 1995 byla 68,1 %, v roce 1999 byla 65,3 % a v doposud posledním šetření v roce 2007 byla 58,0 %. V roce 1995 byly úlohy s otevřenou odpovědí děleny do dvou skupin na úlohy s dlouhou a krátkou otevřenou odpovědí. Pro porovnání s lety 1999 a 2007 byl brán průměr z těchto dvou skupin. S tímto - 16 -
předpokladem byly výsledky úloh s typem úloh otevřená odpověď srovnatelné ve všech výzkumech. V roce 1995 byla úspěšnost 40,3 %, v roce 1999 byla 40,2 % a v roce 2007 byla nejvyšší, a to 42,8 %. 6.4 Úspěšnost podle obsahové složky V tabulkách 6.6 a 6.7 je přehled výsledků vybraných úloh podle obsahové sloţky, v tabulce 6.6 pro 1. populaci a v tabulce 6.7 pro 2. populaci. Počty úloh v jednotlivých obsahových sloţkách se lišily, jak je vidět z obou tabulek. Zabývat se budeme jen kategoriemi, kde byly alespoň 3 úlohy. Tabulka 6.6: Úspěšnost podle obsahové sloţky (1.populace) Obsahová složka Počet úloh 2007 2007 Průměrná úspěšnost ČR v % Mezinárodní průměrná úspěšnost v % Celkem Dívky Chlapci Celkem Dívky Chlapci vztahy se ţivotním 1 41,8 40,5 42,8 50,8 51,0 50,6 prostředím ekosystémy 2 44,3 41,4 46,7 40,0 40,4 39,7 třídění a vlastnosti látek 19 53,8 53,6 54,4 47,1 47,6 46,7 skupenství a změny látek 11 56,3 55,3 57,3 48,1 48,0 48,3 zdroje energie, teplo a teplota 10 53,5 49,5 57,3 54,3 53,3 55,2 světlo a zvuk 11 46,7 48,1 44,9 42,8 43,4 42,2 elektřina a magnetismus 5 45,2 43,1 47,1 41,8 40,2 43,4 síly a pohyb 8 58,5 54,8 61,9 57,6 56,1 59,1 struktura Země, fyzikální vlastnosti a 2 45,2 41,8 48,8 34,0 33,4 34,7 zdroje geologické procesy, cykly a 5 68,1 70,5 65,9 59,3 60,1 58,5 historie Země Země ve sluneční soustavě 11 50,9 48,5 52,9 47,1 45,3 48,8-17 -
Z tabulky 6.6 je vidět, ţe v průměru nejlépe čeští ţáci 4. ročníků řešili úlohy z obsahové sloţky geologické procesy, cykly a historie Země, kde úspěšnost byla 68,1 %. Zároveň v této sloţce byl i největší rozdíl v úspěšnosti českých ţáků oproti mezinárodnímu průměru, tento rozdíl činí 8,8 % ve prospěch českých ţáků. Úspěšní byli čeští ţáci i při řešení úloh z obsahové kategorie síly a pohyb, průměrná úspěšnost v této kategorii činila 58,5 %. Také úlohy z obsahové sloţky skupenství a změny látek řešilo velké procento (56,3 %) českých ţáků správně. V této sloţce byl druhý největší rozdíl v úspěšnosti českých ţáků oproti mezinárodnímu průměru, a to 8,2 % ve prospěch českých ţáků. Celkově byla průměrná úspěšnost českých ţáků ve všech sledovaných obsahových sloţkách vyšší neţ 45 %. Nejniţší průměrné úspěšnosti (45,2 %) čeští ţáci dosáhli v obsahové sloţce elektřina a magnetismus, v této sloţce byla i nízká úspěšnost v mezinárodním průměru. V porovnání s mezinárodním průměrem byla pouze jedna obsahová sloţka, ve které čeští ţáci byli horší neţ mezinárodní průměr, a to sloţka zdroje energie, teplo a teplota. Tento rozdíl činil ale jen 0,8 % ve prospěch mezinárodního průměru. Největší rozdíl (7,8 %) v úspěšnosti českých dívek a chlapců byl v obsahové sloţce zdroje energie, teplo a teplota, a to ve prospěch chlapců. Druhý největší rozdíl (7 %) ve prospěch českých chlapců, byl v obsahové sloţce síly a pohyb. České dívky dosáhly lepšího výsledku pouze ve dvou obsahových sloţkách: světlo a zvuk (o 3,2 %) a geologické procesy, cykly a historie Země (o 4,6 %). V mezinárodním průměru byly rozdíly v úspěšnosti dívek a chlapců niţší neţ u českých ţáků. Nejvyšší rozdíl 3,5 % ve prospěch chlapců byl u obsahové sloţky Země ve sluneční soustavě. V roce 1995 byli čeští ţáci nejúspěšnější v obsahové sloţce Země ve vesmíru, úspěšnost v této kategorii byla 75,6 %. Pro srovnání v roce 2007 v obsahové sloţce Země ve sluneční soustavě byla úspěšnost 50,9 %. V roce 1995 byla druhou nejúspěšnější obsahovou sloţkou síla a pohyb. Úspěšnost - 18 -
v této úloze byla 61,9 %. I v roce 2007 měla tato sloţky druhý nejlepší výsledek, a to 57,6 %. Tabulka 6.7: Úspěšnost podle obsahové sloţky (2.populace) Obsahová složka Počet úloh 2007 2007 Průměrná úspěšnost ČR v % Mezinárodní průměrná úspěšnost v % Celkem Dívky Chlapci Celkem Dívky Chlapci vlastnosti a ţivotní procesy ţivých 2 63,4 65,3 61,4 41,4 43,4 39,5 organismů buňky a jejich funkce 1 29,7 29,7 29,8 33,8 37,2 30,4 ekosystémy 1 71,0 70,7 71,2 45,1 44,6 45,5 třídění a sloţení látek 17 50,9 50,7 51,1 35,4 36,0 34,8 vlastnosti látek 5 46,7 46,5 46,7 34,7 35,4 34,1 Chemické reakce 5 45,1 45,1 45,2 34,1 35,5 32,8 skupenství látek a jeho změny 9 42,7 40,4 44,8 33,9 34,2 33,6 přeměny energie, 13 54,5 51,6 57,2 40,1 39,5 40,8 teplo, teplota Světlo 6 49,0 44,7 52,9 41,5 40,3 42,8 Zvuk 5 54,2 55,2 53,3 44,3 44,4 44,3 elektřina a magnetismus 8 40,5 39,1 41,9 34,5 34,2 34,8 síla a pohyb 13 54,0 51,4 56,7 37,4 36,4 38,4 struktura a fyzikální vlastnosti 2 Země 54,8 49,5 59,8 46,0 45,3 46,6 geologické procesy, cykly a historie 3 43,7 38,0 49,5 33,8 32,5 35,1 Země zdroje, jejich vyuţívání a 1 59,9 54,3 65,4 48,8 46,9 50,7 zachování Země ve sluneční soustavě a ve vesmíru 9 61,9 58,4 65,2 46,3 44,6 48,0 Z tabulky 6.7 je vidět, ţe nejlépe čeští ţáci 8. ročníků řešili úlohy z obsahové sloţky Země ve sluneční soustavě a ve vesmíru, úspěšnost byla 61,9 %. U této obsahové sloţky byl i vysoký, a to druhý nejvyšší, rozdíl - 19 -
v úspěšnosti českých ţáků oproti mezinárodnímu průměru, tento rozdíl činil 15,6 % ve prospěch českých ţáků. Nejvyšší rozdíl v úspěšnosti českých ţáků oproti mezinárodnímu průměru byl v obsahové sloţce síla a pohyb, a to 16,6 % ve prospěch českých ţáků. Průměrná úspěšnost českých ţáků 8. ročníků neklesla v ţádné ze sledovaných sloţek pod 40 %. Nejniţší úspěšnost, v průměru 40,5 %, byla u sloţky elektřina a magnetismus. Průměrná úspěšnost českých ţáků 8. ročníků byla ve všech obsahových sloţkách vyšší neţ mezinárodní průměr. U českých ţáků byl největší rozdíl v úspěšnosti dívek a chlapců v obsahové sloţce geologické procesy cykly a historie Země, a to 11,5 % ve prospěch chlapců. Vysoký rozdíl byl také v obsahové sloţce světlo, a to 8,2 % ve prospěch chlapců. Chlapci nebyli úspěšnější pouze ve sloţce zvuk, kde byl rozdíl 1,9 % ve prospěch dívek. V mezinárodním průměru byly rozdíly v úspěšnosti dívek a chlapců niţší neţ v České republice. Největší rozdíl byl v obsahové sloţce Země ve sluneční soustavě a ve vesmíru, a to 3,3 % ve prospěch chlapců. V roce 1995 i 1999 byla největší úspěšnost ve sloţce síly a pohyb. V roce 1995 byla průměrná úspěšnost 73,1 % a v roce 1999 byla 69,7 %. V roce 2007 byla úspěšnost oproti předchozím rokům niţší, a to 54,0 %. 6.5 Úspěšnost podle dovedností V této kapitole se zabývám úspěšností ţáků vzhledem ke sledovaným dovednostem. Výsledky pro ţáky 1. populace jsou uvedeny v tabulce 6.8 a pro ţáky 2. populace v tabulce 6.9. - 20 -
Tabulka 6.8: Úspěšnost podle dovedností (1.populace) Dovednost Prokazování znalostí Pouţívání znalostí Počet úloh 2007 2007 Průměrná úspěšnost ČR v % Mezinárodní průměrná úspěšnost v % Celkem Dívky Chlapci Celkem Dívky Chlapci 30 59,0 56,5 61,4 53,7 52,8 54,5 32 52,4 50,6 54,0 47,9 47,3 48,5 Uvaţování 23 46,0 47,3 44,9 42,1 42,9 41,4 Z tabulky 6.8 je vidět, ţe v 1. populaci je počet úloh pro jednotlivé dovednosti srovnatelný. Nejlepších výsledků dosáhli čeští ţáci v dovednosti prokazování znalostí, průměrná úspěšnost činila 59 %. V této dovednosti byl i nejvyšší rozdíl českých ţáků oproti mezinárodnímu průměru, a to 5,3 % v jejich prospěch. Čeští ţáci byli úspěšnější neţ mezinárodní průměr ve všech dovednostech. Největší rozdíl v úspěšnosti českých dívek a chlapců byl u dovednosti prokazování znalostí, kde činil 4,9 % ve prospěch chlapců. V dovednosti pouţívání znalostí byli o 3,4 % také úspěšnější chlapci. Pouze v dovednosti uvaţování byly lepší dívky, rozdíl v jejich prospěch byl 2,4 %. V mezinárodním průměru byly rozdíly v úspěšnosti dívek a chlapců niţší. Nejvyšší rozdíl (1,7 %) byl u dovednosti prokazování znalostí. Shodně jako v České republice byly dívky úspěšnější pouze v dovednosti uvaţování, zde o 1,5 %. Kategorie sledovaných dovedností v roce 1995 byly poněkud odlišné. Nejlépe řešili ţáci 4. ročníků v roce 1995 úlohy spadající do kategorie Porozumění informaci (průměrná úspěšnost 65,1 %), a to zejména informaci jednoduché. Nejméně úspěšní byli ţáci v kategorii Teoretické uvaţování, rozbor a řešení problémů (průměrná úspěšnost 47,4 %). - 21 -
Tabulka 6.9: Úspěšnost podle dovedností(2. populace) dovednost Prokazování znalostí Pouţívání znalostí Počet úloh 2007 2007 Průměrná úspěšnost ČR v % Mezinárodní průměrná úspěšnost v % Celkem Dívky Chlapci Celkem Dívky Chlapci 29 58 55,1 60,8 46,9 45,8 48 47 47,9 46,1 49,7 35,4 35,3 35,4 Uvaţování 24 48,3 47,4 49,1 33,6 34 33,1 Ve vybraných úlohách z 2. populace bylo nejvíce úloh s dovedností pouţívání znalostí, a to 47. Úloh s dovedností prokazování znalostí bylo o 18 méně a úloh s dovedností uvaţování o 23 méně. Ve všech dovednostech byli čeští ţáci 8. ročníků nad mezinárodním průměrem o více neţ 10 %. Nejvyšší rozdíl (14,7 %) byl v dovednosti uvaţování. Největší úspěšnost, která činila 58 %, měli čeští ţáci v dovednosti prokazování znalostí. Mezi českými ţáky byli ve všech dovednostech úspěšnější chlapci. Nejvyšší rozdíl byl u dovednosti prokazování znalostí, kde činil 5,6 %. V mezinárodním průměru byli chlapci úspěšnější neţ dívky v dovednosti prokazování znalostí, rozdíl zde činil 2,2 %. U zbylých dvou dovedností byl výsledek dívek a chlapců srovnatelný. Kategorie sledovaných dovedností byly v letech 1995 a 1999 poněkud odlišné. Nejlépe si ţáci 8. ročníků vedli v operační kategorii porozumění informaci. V roce 1995 byla úspěšnost v této kategorii 70,3 % a v roce 1999 byla 64,2 %. - 22 -
6.6 Shrnutí výsledků 6.6.1 Shrnutí výsledků 4. ročníků Úlohy s nejvyšší úspěšností Čeští ţáci si vedli nejlépe v úloze S07-06, ve které dosáhli průměrné úspěšnosti 95,3 %. Tato úloha se týkala rezivění předmětů, celé zadání úlohy je v příloze A. Dále ještě ve dvou úlohách byla úspěšnost vyšší neţ 90 %. V úloze S06-01 byla úspěšnost 94,7 %. Tato úloha se týkala pohybu plachtící lodě. V úloze S10-01 byla úspěšnost 90,3 %, úloha se týkala odečítání teploty. Dvě poslední zmíněné úlohy nejsou uvolněné a z tohoto důvodu nemůţe být uvedeno jejich zadání. Úlohy s nejniţší úspěšností Nejniţší průměrnou úspěšnost (10 %) měli čeští ţáci v úloze s otevřenou odpovědí S01-03. Tato úloha se týkala barvy oblečení při různém osvětlení. Přesné zadání je v příloze A. V ţádné další úloze neměli čeští ţáci úspěšnost niţší neţ 20 %. Druhá nejniţší úspěšnost byla v úloze S01-01 A. Úspěšnost zde činila 20,1 % Tato úloha se týkala barev oblečení v různém osvětlení. Třetí nejniţší úspěšnost byla v úloze S02-04, a to 21,8 %. Tato úloha se týkala získávání energie. Celé zadání úloh s nejniţší úspěšností je v příloze A. Porovnání úspěšnosti českých chlapců a dívek Z celkových 85 úloh byly české dívky úspěšnější neţ chlapci ve 34 úlohách. Největší rozdíl ve prospěch dívek, a to 15,5 %, byl v úloze S03-09 B. Tato úloha se týkala rozdílů počasí ve dvou různých ročních obdobích. V úloze S01-02 A byl druhý nejvyšší rozdíl v úspěšnosti ve prospěch dívek, o 15 %. Tato úloha se týkala barvy oblečení při různém osvětlení. Zadání obou výše zmíněných úloh je v příloze A. V 50 úlohách byli úspěšnější chlapci. Největší rozdíl, a to 26,6 %, ve prospěch chlapců, byl v úloze S14-12. Tato úloha se týkala zdrojů energie, - 23 -
úloha není uvolněna. Druhý největší rozdíl, o 17,5 % ve prospěch chlapců byl v úloze S04-07. Tato úloha se týkala působení gravitační síly. Přesné zadání je uvedeno v příloze A. Úlohy řešené nejlépe oproti mezinárodnímu průměru Nejlépe oproti mezinárodnímu průměru dopadla úloha S09-08. Čeští ţáci byli v této úloze o 29 % nad mezinárodním průměrem. Úloha se týkala hořlavosti různých látek. Druhou největší úspěšnost oproti mezinárodnímu průměru měli čeští ţáci v úloze S06-02, a to o 27,4 %. Tato úloha se týkala zdrojů světla. Obě výše uvedené úlohy jsou neuvolněné. Třetí největší úspěšnost oproti mezinárodnímu průměru měli čeští ţáci v úloze S04-11, a to o 27,1 %. Úloha se týkala vlastností různých kovů. Přesné zadání je v příloze A. Úlohy řešené nejhůře oproti mezinárodnímu průměru Celkově v 25 úlohách z 85 byli čeští ţáci pod mezinárodním průměrem. Nejhůře ve srovnání s mezinárodním srovnání dopadla úloha S08-10. V této úloze byli čeští ţáci o 21,3 % pod mezinárodním průměru. Úloha se týkala vedení tepla. Druhou nejhorší úspěšnost oproti mezinárodnímu průměru měli čeští ţáci v úloze S13-08, ve které byli o 12,7 % pod mezinárodním průměrem. Tato úloha se týkala změn skupenství. Obě výše uvedené úlohy jsou neuvolněné. Třetí nejhorší úspěšnost oproti mezinárodnímu průměru měli čeští ţáci v úloze S03-08, a to o 11,9 %. Úloha se týkala vlastností měsíce. Přesné zadání úlohy je v příloze A. 6.6.2 Shrnutí výsledků 8. ročníků Úlohy s nejvyšší úspěšností Ve dvou úlohách dosáhli čeští ţáci průměrné úspěšnosti vyšší neţ 90 %. Nejvyšší úspěšnost byla u úlohy S10-07, a to 96 %. Tato úloha se týkala elektrické vodivosti materiálů. Druhá nejvyšší úspěšnost byla u úlohy S14-07, a to 90,2 %. Tato úloha se týkala šíření světla. Třetí nejvyšší úspěšnost byla u úlohy S08-06, a to 87,2 %. Úloha se týkala energie stlačené pruţiny. Všechny tři úlohy jsou neuvolněné. - 24 -
Úlohy s nejniţší úspěšností Nejniţší průměrná úspěšnost byla u úlohy S06-07, a to 7,2 %. Tato úloha byla jediná, ve které byla úspěšnost českých ţáků niţší neţ 10 %, týkala se orosování sklenic. Úloha je neuvolněná. Dále byly tři úlohy, ve kterých byla úspěšnost pod 15 %. Úloha S04-11 B se týkala vyvozování důvodů, proč při jednom zadání pokusu můţe kaţdé skupině vyjít jiný výsledek. Úspěšnost řešení této úlohy byla 12,5 %. Úlohu S02-15 B řešilo správně 12,9 % českých ţáků. Tato úloha se týkala pouţívání páky. Poslední úlohou, ve které byla úspěšnost pod 15 %, je úloha S14-10 B. V této úloze byla úspěšnost 14,1 % a týkala se odrazu míčku od podloţky. Úlohy SO4-11 B a S02-15 B jsou uvolněné, jejich přesné zadání je v příloze B. Úloha S14-10 B je neuvolněná. Porovnání úspěšnosti českých chlapců a dívek České dívky byly úspěšnější neţ chlapci pouze v 26 úlohách z 99. V ostatních úlohách byli úspěšnější chlapci. Největší rozdíl, o 14,9 %, ve prospěch dívek byl u úlohy S12-08. Úloha se týkala koncentrace roztoků. Úloha je neuvolněná. Druhý největší rozdíl ve prospěch dívek byl v úloze S04-11 A, a to o 12,7 %. Úloha se týkala vysvětlení rozdílných výsledků při určování hmotnosti stejného předmětu. Přesné zadání je v příloze B. Naopak největší rozdíl ve prospěch chlapců byl u úlohy S10-15, a to 18,7 %. Tato úloha se týkala rychlosti světla v různých látkách. Tato úloha je neuvolněná. Druhý největší rozdíl ve prospěch chlapců byl u úlohy S 12-12, a to o 17,6 %. Tato úloha se týkala otázky, proč je vidět blesk dříve, neţ slyšet hrom? Úloha je také neuvolněná. - 25 -
Úlohy řešené nejlépe oproti mezinárodnímu průměru Nejlepšího výsledku oproti mezinárodnímu průměru dosáhli čeští ţáci v úloze S14-08, a to o 45 %. V úloze bylo třeba určit, který předmět se pouţívá jako páka. Druhého nejlepšího výsledku oproti mezinárodnímu průměru dosáhli čeští ţáci v úloze S06-12 B, a to o 42,9 %. Úloha se týkala pozorování pokusu.. Třetí největší rozdíl ve prospěch českých ţáků byl v úloze S 11-03, a to o 30,3 %. Úloha se týkala reakce očí na změnu světelných podmínek. Všechny tři výše uvedené úlohy jsou neuvolněné. Úlohy řešené nejhůře oproti mezinárodnímu průměru Čeští ţáci byli pouze v 10 úlohách pod mezinárodním průměrem. Největší rozdíl ve prospěch mezinárodního průměru byl 14,9 % u úlohy S01-04. Tato úloha se týkala elektromagnetu. Druhý největší rozdíl ve prospěch mezinárodního průměru byl u úlohy S05-05, a to o 9,7 %. Tato úloha se týkala chemických změn. Zadání předchozích dvou úloh je uvedeno v příloze B. Třetí největší rozdíl byl u úlohy S11-07, a to 8,1 %. Tato úloha se týkala přeměny energie v kapesní svítilně. Úloha je neuvolněná. - 26 -
7 Závěr V přírodovědné části výzkumu TIMSS byl výsledek českých ţáků čtvrtých i osmých ročníků nad mezinárodním průměrem škály TIMSS. Ve 4. ročníku bylo 16 zemí z 36 zúčastněných statisticky významně lepších neţ Česká republika. V 8. ročníku byly pouze 4 země z 49 zúčastněných lepší neţ Česká republika. V České republice probíhal výzkum u 4. ročníků pouze v letech 1995 a 2007. Výsledek českých ţáků v roce 2007 byl statisticky významně horší neţ v roce 1995. Větší pokles byl zaznamenán pouze v Norsku. V 8. ročníku proběhl výzkum v letech 1995, 1999 a 2007. Mezi lety 1995 a 1999 došlo k výraznému zhoršení výsledků. Tento pokles se mezi lety 1999 a 2007 neopakoval, výsledky v roce 1999 a 2007 byly shodné. Průměrná úspěšnost českých ţáků ve vybraných fyzikálních úlohách (53,0 % u 1. populace, 50,9 % u 2. populace) byla v obou populacích nad mezinárodním průměrem. V 1. populaci to bylo o 4,5 % a ve 2. populaci to bylo o 12,6 %. Při dělení úloh podle typu dosáhli čeští ţáci v obou populacích lepšího průměrného výsledku v úlohách s výběrem odpovědi. Při dělení úloh podle obsahové sloţky byli v 1. populaci čeští ţáci nejúspěšnější ve sloţce geologické procesy, cykly a historie Země (průměrná úspěšnost 68,1 %), ve 2. populaci ve sloţce Země ve sluneční soustavě a ve vesmíru (průměrná úspěšnost 61,9 %). Při hodnocení úloh podle dovedností dosáhli čeští ţáci obou populací nejlepší výsledky v prokazování znalostí. V obou populacích dopadli lépe čeští chlapci. Průměrná úspěšnost českých chlapců v 1. populaci byla o 2,5 % lepší neţ u dívek, ve 2. populaci to bylo o 3,7 %. V mezinárodním průměru byly výsledky dívek a chlapců srovnatelné. - 27 -
Při analýze výsledků ve vybraných fyzikálních úlohách jsem narazila na některé chybné představy ţáků. U ţáků 4. ročníků to byly například následující: Látky, které dobře hoří, nejlépe vedou teplo. Tato představa se objevila u více neţ poloviny ţáků. Dáme-li teplý předmět do studené vody, předmět se ochladí, ale teplota vody se nezmění. Tuto představu mělo 46 % ţáků. Kov je vţdy teplejší neţ dřevo. Tuto odpověď volilo téměř 33 % ţáků. Ve studené, teplé i horké vodě se rozpustí stejné mnoţství cukru. Takto odpovědělo 20 % ţáků. Gravitační síla působící na předmět leţící na stole směřuje vzhůru. Tato představa se objevila u 22 % ţáků. Míček odpalovaný pálkou se pohybuje, protoţe na něj působí gravitační síla. Tuto představu mělo 38 % ţáků. Magnetismus je příčinou toho, ţe předměty padají k Zemi. Toto si myslí 27 % ţáků. Led se potopí ve vodě. Tuto odpověď zvolilo téměř 30 % ţáků. Souhlasné póly magnetu se přitahují. Takto odpovědělo téměř 35 % ţáků. Měsíc vidíme díky tomu, ţe je větší něţ hvězdy. Tuto odpověď uvedlo více neţ 30 % ţáků. Měsíc vyzařuje vlastní světlo. Toto se domnívá přes 25 % ţáků. Rostliny získávají energii na vytváření ţivin z půdy. Tato představa se objevila u více neţ poloviny ţáků. U ţáků 8. ročníků to byly například následující představy: Kdyţ vodu necháme déle vařit, tak se její teplota zvedne nad 100 C. Takto odpovědělo více neţ 37 % ţáků. Teplo se šíří vţdy směrem vzhůru a můţe tedy přecházet z chladnějšího na teplejší objekt, který se nachází nad ním. Takovou představu mělo téměř 45 % ţáků. Kdyţ kolem hřebíku omotáme drát, kterým bude procházet proud, tak poté i hřebíkem bude procházet proud. Tuto představu mělo 44 % ţáků. Síla magnetu závisí na jeho velikosti. Tuto odpověď zvolilo více neţ 26 % ţáků. - 28 -
Předmět má takovou barvu jako paprsky, které předmět pohlcuje. Takto odpověděla téměř čtvrtina ţáků. Světlo prochází rychleji vzduchem neţ vakuem. Tuto představu měla více neţ polovina ţáků. V kapesní svítilně se mění elektrická energie na mechanickou a ta na světelnou. Takto odpověděla více neţ polovina ţáků. Kdyţ je předmět v klidu a nepadá, tak na něj nepůsobí gravitační síla. Tuto odpověď zvolilo více neţ 27 % ţáků. Tlak vzduchu v údolí je niţší neţ na vrcholcích hor. Tuto představu měla téměř polovina ţáků. Kdyţ se cukr rozpustí ve vodě, tak se jeho molekuly sloučí s vodou a vytvoří nové chemické prvky. Takto odpovědělo 48 % ţáků. Rok je na Zemi doba, během které se Země otočí kolem své osy. Takto odpovědělo téměř 30 % ţáků. Sklon zemské osy způsobuje den a noc. Tuto představu mělo více neţ 30 % ţáků. Další chybné představy jsou uvedeny v komentářích k úlohám v přílohách A a B. Vzhledem k tomu, ţe se Česká republika účastní šetření výzkumu TIMSS pravidelně, předpokládá se, ţe se podobná analýza výsledků bude dělat i nadále. To umoţní sledovat trend ve výsledcích českých ţáků v přírodních vědách a zejména změny ve vědomostech a dovednostech v oblasti fyziky. Tato práce mě, jako budoucí učitelku fyziky, upozornila na chybné představy, které u ţáků vznikají, a na které bych je měla upozornit. Také je zde vidět jaké úlohy jsou pro ţáky problematičtější a které naopak zvládají. V budoucí učitelské praxi bych těchto zjištění chtěla vyuţít a pokusit se svým ţákům chybné představy vyvrátit. - 29 -
Literatura [1] PALEČKOVÁ, J., TOMÁŠEK, V., STRAKOVÁ, J.: Třetí mezinárodní výzkum matematického a přírodovědného vzdělávání. Výsledky ţáků 7. a 8. ročníků, přírodovědné předměty. Praha, ÚIV, 1997. [2] PALEČKOVÁ, J., TOMÁŠEK, V.: Posun ve znalostech čtrnáctiletých ţáků v matematice a přírodních vědách. Zpráva o výsledcích mezinárodního výzkumu TIMSS. Praha, ÚIV, 2001. [3] STRAKOVÁ, J., KAŠPÁRKOVÁ, L.: Matematická a přírodovědná gramotnost v Třetím mezinárodním výzkumu matematického a přírodovědného vzdělávání. Praha, ÚIV, 1999. [4] TOMÁŠEK, V a kolektiv : Výzkum TIMSS 2007. Obstojí čeští ţáci v mezinárodní konkurenci? Praha, ÚIV, 2008 [5] ÚIV: zkrácený překlad anglické publikace, která popisuje metodologii čtvrté fáze mezinárodního výzkumu TIMSS http://www.uiv.cz/soubor/2725; [cit. 10.5.09] - 30 -
- 31 -