Analýza dat z mezinárodních výzkumů fyzikální úlohy Úlohy výzkumu TIMSS

Analýza dat z mezinárodních výzkumů fyzikální úlohy Úlohy výzkumu TIMSS Zpracovala: Dana Mandíková, Jitka Houfková Spolupráce při zpracování dat a tabulek: Naděžda Vogalová, Helena Glücksmannová srpen 2008 Tento materiál vznikl v rámci projektu 2E06020 Národního programu výzkumu II Fyzikální vzdělávání pro všestrannou přípravu a rozvoj lidských zdrojů na úrovni základních a středních škol, řešeného na Katedře didaktiky fyziky Matematicko-fyzikální fakulty Univerzity Karlovy v Praze v letech 2006-2008. Viz webové stránky projektu na adrese http://kdf.mff.cuni.cz/vyzkum/npvii/. Obsah Obsah... 1 1 Charakteristika výzkumu... 3 1.1 Charakteristika výzkumu TIMSS... 3 1.2 TIMSS 1995... 3 1.3 TIMSS-R 1999... 4 1.4 TIMSS 2007... 4 2 Charakteristika úloh... 5 2.1 Kurikulum jako základ výzkumu TIMSS... 5 2.2 Dělení úloh podle obsahu a sledovaných operací... 5 2.3 Typy úloh...5 2.4 Podoba testu... 6 2.5 Vyhodnocení výzkumu TIMSS... 7 2.5.1 Kódování odpovědí u úloh s otevřenou odpovědí... 7 2.5.2 Škálování výsledků a jejich prezentace... 7 3 Zastoupení různých úloh v testech pro jednotlivé populace... 8 3.1 1. populace 1995... 8 3.2 2. populace 1995... 9 3.3 3. populace 1995... 9 3.4 2. populace 1999... 10 4 Celkové výsledky našich žáků v časovém vývoji... 11 4.1 Přehled výzkumů konaných v ČR od roku 1995... 11 4.2 Charakteristika výzkumu PISA... 11 4.3 Výsledky žáků 8. ročníků a patnáctiletých žáků v letech 1995 až 2006... 12 4.4 Vývoj ve výsledcích stejné populace žáků po čtyřech letech (TIMSS1995 a TIMSS 1999) 14 4.5 Poznámka: Využívání informačních technologií (výzkum SITES)... 15 5 Celkové výsledky podle předmětů... 17 5.1 1. populace 1995... 17 5.1.1 Celkové výsledky... 17 5.1.2 Výsledky v jednotlivých přírodovědných oblastech... 18 5.2 2. populace 1995... 19 5.2.1 Celkové výsledky... 19 5.2.2 Výsledky v jednotlivých přírodovědných oblastech... 22 5.2.3 Praktické úlohy... 22 1

5.3 3. populace 1995... 22 5.3.1 Test matematické a přírodovědné gramotnosti... 22 5.3.2 Test z fyziky... 23 5.4 Posun ve výsledcích mezi jednotlivými testovanými populacemi v roce 1995... 25 5.4.1 Porovnání výsledků 1. a 2. populace... 25 5.4.2 Porovnání výsledků 2. a 3. populace... 26 5.5 2. populace 1999... 27 6 Celkové výsledky podle operací a typů úloh... 29 6.1 Celkové výsledky podle operací... 29 6.1.1 1. populace 1995... 29 6.1.2 2. populace 1995... 29 6.2 Celkové výsledky podle typů odpovědí... 30 6.2.1 2. populace 1995 a 1999... 30 7 Analýza výsledků českých žáků ve fyzikálních úlohách... 32 7.1 1. populace 1995... 32 7.1.1 Výběr úloh... 32 7.1.2 Celková úspěšnost a úspěšnost podle typu úlohy... 32 7.1.3 Úspěšnost podle obsahové kategorie... 33 7.1.4 Úspěšnost podle operační kategorie... 34 7.1.5 Shrnutí výsledků... 34 7.2 2. populace 1995 a 1999... 36 7.2.1 Výběr úloh... 36 Z přírodovědných úloh byly vybrány jednak všechny úlohy označené autory testu jako fyzikální, a pak také úlohy z dalších tematických celků, které se zabývají problematikou, která se v České republice probírá obvykle ve fyzice, nebo se fyzikálních témat nějak dotýkají... 36 V tabulce 7-6 je uveden počet vybraných úloh z jednotlivých tematických celků a jejich zastoupení podle typu... 36 7.2.2 Celková úspěšnost a úspěšnost podle typu úlohy... 36 7.2.3 Úspěšnost podle obsahové kategorie... 37 7.2.4 Úspěšnost podle operační kategorie... 39 7.1.5 Shrnutí výsledků... 41 8 Praktické úlohy 2. populace 1995... 44 8.1 Celkové výsledky... 45 8.2 Výsledky českých žáků v jednotlivých přírodovědných úlohách... 46 8.3 Výsledky podle operačních kategorií... 53 8.4 Rozbor schopností prolínajících více úlohami... 54 8.4.1 Navržení experimentu... 54 8.4.2 Kvalita tabulky... 54 8.4.3 Kvalita získaných dat... 55 8.4.4 Grafické zpracování dat... 56 8.4.5 Schopnost formulovat obecné závěry... 56 8.4.6 Shrnutí... 57 9 Závěr... 58 9 Seznam tabulek... 66 2

1 Charakteristika výzkumu Česká republika se od devadesátých let zapojuje do dvou velkých mezinárodních výzkumů zjišťujících znalosti a dovednosti žáků v oblasti matematiky, přírodních věd a čtenářské gramotnosti TIMSS a PISA. Tato zpráva se zabývá především výsledky výzkumu TIMSS z hlediska fyziky. Při sledování vývoje výsledků českých žáků v čase jsou zmíněny i výsledky výzkumu PISA a okrajově, pouze ve vztahu k využívání ICT pro výuku fyziky, je zmíněn i výzkum SITES. 1.1 Charakteristika výzkumu TIMSS TIMSS je zkratkou pro Třetí mezinárodní výzkum matematického a přírodovědného vzdělávání (Third International Mathematics and Science Study), jehož zastřešující organizací je IEA (International Association for the Evaluation of Educational Achievement). Předmětem zkoumání tohoto výzkumu je kurikulum, a to ve třech rovinách: kurikulum zamýšlené (cíle výuky matematiky a přírodovědných předmětů, tak jak jsou definovány na úrovni vzdělávacího systému), kurikulum realizované (učivo skutečně předané žákům) a kurikulum dosažené (učivo skutečně osvojené žáky). Informace o zamýšleném kurikulu se získávají především analýzou učebních osnov a nejpoužívanějších učebnic. Zúčastněné země vyplňují na začátku výzkumu rovněž dotazníky zjišťující základní charakteristiky vzdělávacího systému. Řadu informací o realizovaném a dosaženém kurikulu poskytuje dotazníkové šetření mezi žáky, učiteli a řediteli škol, které probíhá současně s testováním na školách. Hlavním zdrojem poznatků o dosaženém kurikulu je pak vlastní testování žáků. 1.2 TIMSS 1995 Hlavní šetření výzkumu TIMSS proběhlo ve školním roce 1994/95, zúčastnilo se ho 43 zemí z celého světa (jejich přehled lze nalézt např. v [6], s. 17). Výzkumu se v ČR zúčastnilo 500 škol, 16 700 žáků, 1 120 učitelů a 485 ředitelů ([1], s. 141). Testovány byly následující populace: Populace 1: Žáci, kteří se nacházeli ve dvou na sebe navazujících ročnících, které v době testování obsahovaly nejvyšší procento devítiletých dětí. Ve většině školských systémů se stejně jako v ČR jednalo o 3. a 4. ročník školní docházky. Populace 2: Žáci, kteří se nacházeli ve dvou na sebe navazujících ročnících, které v době testování obsahovaly nejvyšší procento třináctiletých dětí. Ve většině školských systémů se stejně jako v ČR jednalo o 7. a 8. ročník školní docházky. Populace 3: Studenti posledních ročníků všech typů středoškolského vzdělávání. V ČR do této kategorie patřili studenti a učňové v posledních ročnících všech typů středních škol a učilišť. U těchto studentů se zjišťovala úroveň tzv. matematické a přírodovědné gramotnosti, tj. schopnosti používat běžné matematické a přírodovědné pojmy a operace. Zúčastněné země měly dále možnost podrobit speciálním testům dvě podskupiny z populace 3. A to studenty, kteří prošli náročnější výukou matematiky a studenty, kteří měli ve svých osnovách zařazenu výuku fyziky. V ČR tvořili tyto podskupiny studenti gymnázií. Všechny zúčastněné země byly povinny testovat žáky v populaci 2. U populací 1 a 3 nebo její části se jednotlivé země rozhodovaly podle svých potřeb a možností. V populaci 1 a 2 bylo dále možné na vzorku cca 500 žáků testovat praktické dovednosti při řešení experimentálních úloh. 3

ČR se účastnila všech uvedených aktivit s výjimkou testování praktických dovedností v populaci 1. 1.3 TIMSS-R 1999 TIMSS-R byl pokračováním výzkumu TIMSS z roku 1995. Byl zúžen jen na jednu věkovou kategorii, a to žáky, kteří se nacházejí ve většině zúčastněných zemí v 8. ročníku školní docházky. V ČR to byli žáci 8. ročníků základních škol a odpovídajících ročníků víceletých gymnázií. Výzkum byl navržen tak, aby bylo rovněž možné porovnat v jednotlivých zemích výsledky žáků 8. ročníků v roce 1999 s výsledky z roku 1995 a také výsledky žáků 4. ročníků z roku 1995 s výsledky stejné populace o 4 roky později. Hlavní šetření proběhlo koncem školního roku 1998/99 a zúčastnilo se ho 38 zemí (jejich seznam lze nalézt např. v [4], s. 59). Výzkumu se v ČR zúčastnilo 150 škol, 3 600 žáků, 700 učitelů a 148 ředitelů ([1], s. 142). 1.4 TIMSS 2007 Na jaře roku 2007 proběhlo další šetření výzkumu TIMSS, do kterého se zapojila i Česká republika. Testováni byli žáci 4. a 8. ročníků základních škol a odpovídajících ročníků víceletých gymnázií. Výsledky tohoto šetření budou zveřejněny v prosinci 2008. 4

2 Charakteristika úloh 2.1 Kurikulum jako základ výzkumu TIMSS Vlastní kurikulum bylo v rámci výzkumu TIMSS zkoumáno ve třech rovinách: kurikulum zamýšlené (tj. cíle výuky, informace o něm byly získávány analýzou učebních osnov a nejpoužívanějších učebnic), kurikulum realizované (tj. skutečně předané učivo konkrétními učiteli konkrétním žákům v konkrétních třídách, informace o něm byly získávány z dotazníkových šetření mezi žáky i učiteli), kurikulum dosažené (tj. učivo, které si žáci skutečně osvojili, informace o něm byly získávány testováním žáků). Kurikulum je popisováno jako soustava pojmů, procesů a přístupů ve výuce matematiky a přírodovědných předmětů ve všech třech výše zmíněných rovinách. Pro jednotnost jeho popisu byly pro matematiku i pro přírodovědné předměty vytvořeny dvě soustavy významových kódů nazvané kurikulární rámce, které představují strukturu kurikula a sloužily jako vodítko při konstrukci testových položek i při analýze kurikul jednotlivých zemí. Oba kurikulární rámce mají shodnou strukturu, jsou rozděleny do tří oddílů: obsah učiva (zahrnuje konkrétní témata vyučovaná v hodinách matematiky či přírodovědných předmětů), operační kategorie (vyjadřuje druh a úroveň operací, dovedností a strategií, které určité položce přísluší a jejichž zvládnutí na dané úrovni je pomocí testů ověřováno) a kategorie perspektiv (rozčleňuje postoje, hodnoty a zájmy žáků, jejich motivaci a možnosti jejich dalšího rozvoje, má význam především pro analýzu učebních osnov a učebnic). Jednotlivé kurikulární rámce např. viz [2], str. A1-A5. 2.2 Dělení úloh podle obsahu a sledovaných operací Každá úloha byla popsána soustavou kódů označujících její zařazení do kurikulárního rámce (viz např. [2], str. A1-A5). Například fyzikální úloze I16 z testu pro 2. populaci v roce 1995: Kovovou, dřevěnou a plastovou lžíci vložíme do horké vody. Která ze lžic se nám po 15 sekundách bude jevit na dotek nejteplejší?, je přiřazen následující popis: obsah1: 1332, obsah2: 1312, operace: 2110 (viz [2], str. B-11). To znamená, že úloha je zaměřená především na tematický celek Teplo a teplota (patřící do části Energie a fyzikální jevy), uplatní se v ní znalosti i z tematického celku Fyzikální vlastnosti látek (patřícího do části Hmota), a z operačního hlediska v ní je testována schopnost žáků porozumět jednoduché informaci. 2.3 Typy úloh Úlohy do testů byly vybírány tak, aby v důsledku výběru určitých typů úloh nebyly některé ze zúčastněných států zvýhodněny ale zároveň, aby bylo možné mezi jednotlivými zeměmi dobře rozlišovat. Protože některé znalosti a dovednosti není možné postihnout jen úlohami s výběrem odpovědi, byly do testů zařazeny i další typy úloh. Typy úloh: 1. úlohy s výběrem odpovědi: obsahovaly 4-5 možností výběru, vždy byla právě jedna správně 2. úlohy s krátkou otevřenou odpovědí: nebylo požadováno, aby žáci popisovali či vysvětlovali postup řešení, odpovědi byly hodnoceny jen jako správné či nesprávné 5

3. úlohy s dlouhou otevřenou odpovědí: žáci měli zdůvodnit své závěry či popsat řešení, úlohy byly kódovány pomocí dvouciferných kódů, kde první číslice vyjadřovala míru správnosti odpovědi a druhá typ odpovědi podle předem připravených rozdělení. 4. praktické úlohy: zjišťovaly určité komplexní schopnosti a dovednosti žáků na základě jejich experimentální činnosti. Byly součástí jen výzkumu TIMSS v roce 1995 pro 1. a 2. populaci, v ČR jen pro 2. populaci. 2.4 Podoba testu Pro jednotlivé testy bylo vytvořeno větší množství jednotlivých testových položek, které byly rozděleny do souborů úloh. Jednotlivé soubory úloh byly rozděleny do testových sešitů tak, aby na vypracování každého typu testového sešitu byl potřeba stejně dlouhý čas. Počty a rozložení testových položek podle typu jejich odpovědí (úlohy s výběrem odpovědi, s otevřenou krátkou a otevřenou dlouhou odpovědí) zachycují následující dvě tabulky 2-1 a 2-2. Tabulka 2-1: Počty položek s výběrem odpovědi, s otevřenou krátkou a dlouhou odpovědí v matematických a přírodovědných částech testů v letech 1995 a 1999 doba na vypracování/min celkem položek M výběr odpovědi Rok Populace 1995 1 64 102 79 15 8 97 74 13 10 8 26 1995 2 90 151 125 19 7 135 102 33 8 26 1995 2 - praktické úlohy 90 - - - - - - - - 9 12 1995 3 M, F 90 65 47 10 8 65 42 15 8 2+1 4 1995 3 - gramotnost 90 44 34 8 2 32 18 9 5 3+3+1 4+4 1999 2 90 162 125 21 16 146 104 28 14 8 26 otevřená krátká otevřená dlouhá celkem položek Př výběr odpovědi otevřená krátká otevřená dlouhá testových sešitů souborů úloh Tabulka 2-2: Složení testových sešitů v jednotlivých testech Rok Populace Složení testových sešitů 1995 1 Jeden soubor (obsažený ve všech testových sešitech) byl navržen tak, aby ho žáci vyplnili za 10 minut, na ostatní soubory mělo stačit 9 minut. Tyto soubory byly v testových sešitech střídány tak, aby každý řešil reprezentativní vzorek žáků. 1995 2 Jeden soubor úloh sestávající ze 6 matematických a 6 přírodovědných úloh, byl obsažen v každém testovém sešitě, ostatní soubory úloh byly na různých místech ve více než jednom sešitě. Celkem bylo v testu 8 desetiminutových, 8 dvanáctiminutových a 10 dvacetiminutových souborů úloh. 6

1995 2 - praktické úlohy Šest úloh bylo krátkých, na jejich vypracování měli žáci 15 minut, šest úloh bylo dlouhých, na jejich vypracování měli žáci 30 minut. Úlohy byly rozděleny na 9 stanovišť, na třech stanovištích byly vždy dvě krátké úlohy a na šesti stanovištích byla vždy jedna dlouhá úloha. Každý žák pracoval postupně na třech různých stanovištích. 1995 3 2 sešity obsahovaly pouze úlohy z matematické a přírodovědné gramotnosti, 3 sešity úlohy z matematiky určené pokročilejším žákům, 3 sešity úlohy z fyziky určené pokročilejším žákům, 1 sešit obsahoval úlohy ze všech zmíněných oblastí. 2.5 Vyhodnocení výzkumu TIMSS 2.5.1 Kódování odpovědí u úloh s otevřenou odpovědí Pro hodnocení odpovědí u úloh s otevřenou odpovědí byl vyvinut systém dvoumístných kódů. První číslice v kódu udává míru správnosti odpovědi, druhá číslice v kombinaci s první specifikovala, jaké konkrétní řešení či odpověď žák použil. Tento mechanismus umožňuje nejen zjišťovat počty správných a nesprávných odpovědí, ale poskytuje rovněž informaci o přístupech žáků k řešení konkrétních úloh a o chybách, kterých se dopouštějí. Kódy jednotlivým odpovědím přiřazovali vyškolení kodéři podle podrobných pokynů v kódovací příručce. Pro ověření shody kodérů bylo určité množství úloh okódováno nezávisle dvěma kodéry a jejich výsledky byly porovnány. V roce 1995 byla míra shody v přírodních vědách v první číslici v ČR 96%, v celkovém kódu 90%, mezinárodní průměr byl 95% a 87%. Kontrola proběhla i na mezinárodní úrovni, kodéři kódovali stejný soubor odpovědí. Zde byla schoda 89% (viz [6], str. 13-14). 2.5.2 Škálování výsledků a jejich prezentace Pro vyhodnocení výsledků výzkumu TIMSS byla použita metoda IRT (Item Response Theory) a výsledky byly prezentovány na Raschově škále s průměrnou hodnotou 500 a směrodatnou odchylkou 100 (což odpovídá tomu, že mezinárodní průměr byl přiřazen hodnotě 500 a směrodatná odchylka hodnotě 100). Díky tomu je možné porovnávat i výsledky studentů, kteří řešili odlišné úlohy. Pro každou populaci a testovanou disciplínu byla vyvinuta jednotná škála, na které byly porovnávány výsledky (tj. Raschův skór) jednotlivých studentů, skupin studentů i jednotlivých zemí. Výsledky výzkumu jsou tedy uváděny buď v bodech, které odpovídají přepočtu na Raschovu škálu, v podobě průměrné úspěšnosti v procentech nebo pouze jako porovnání umístění dané země vzhledem k ostatním zemím zúčastněným ve výzkumu a vůči mezinárodnímu průměru. 7

3 Zastoupení různých úloh v testech pro jednotlivé populace Úlohy přírodovědné části testu lze v souladu s přírodovědným kurikulárním rámcem rozdělit z hlediska obsahu do pěti tematických celků: Zeměpis, Přírodopis (pro 3.populaci označeno jako Biologie), Fyzika, Chemie (pro 1. populaci jsou Fyzika a Chemie sloučeny do jednoho celku) a Životní prostředí a podstata přírodních věd. Z hlediska sledovaných operací jsou úlohy děleny taktéž do pěti celků: Porozumění jednoduchým informacím, Porozumění složitějším informacím, Teoretické uvažování, analýza a řešení problémových úloh, Používání nástrojů a rutinních a vědeckých postupů a Zkoumání světa přírody. Percentuální zastoupení úloh patřících do výše zmíněných celků v testech pro jednotlivé populace a počty úloh s otevřenými odpověďmi v jednotlivých kategoriích zachycují následující tabulky. 3.1 1. populace 1995 Tabulka 3-1: Zastoupení testových úloh v jednotlivých přírodovědných tematických celcích a operačních kategoriích pro 1. populaci v roce 1995 (dle [7], str. 8) Podíl položek v testu (%) Celkový počet položek Počet položek s volbou odpovědi Počet položek s krátkou otevřenou odpovědí Počet položek s dlouhou otevřenou odpovědí Tematické celky Zeměpis 18 17 13 2 2 Přírodopis 42 41 33 5 3 Fyzika a chemie 31 30 23 4 3 Životní prostředí a podstata přírodních věd 9 9 5 2 10 Operace Porozumění jednoduchým informacím 45 44 42 1 1 Porozumění složitějším informacím 31 30 21 5 4 Teoretické uvažování, analýza a řešení problémových úloh 14 14 3 6 5 Používání nástrojů a rutinních a vědeckých postupů 6 6 5 1 0 Zkoumání světa přírody 3 3 3 0 0 8

3.2 2. populace 1995 Tabulka 3-2: Zastoupení testových úloh v jednotlivých přírodovědných tematických celcích a operačních kategoriích pro 2. populaci v roce 1995 (dle [15], příloha A, A-7)) Podíl položek v testu (%) Celkový počet položek Počet položek s volbou odpovědi Počet položek s otevřenou odpovědí 1 Tematické celky Zeměpis 16 22 17 5 Přírodopis 30 40 31 9 Fyzika 30 40 28 12 Chemie 14 19 15 4 Životní prostředí a podstata přírodních věd 10 14 11 3 Operace Porozumění jednoduchým informacím 40 55 53 2 Porozumění složitějším informacím 29 39 29 10 Teoretické uvažování, analýza a řešení problémových úloh 21 28 9 19 Používání nástrojů a rutinních a vědeckých postupů 6 8 8 0 Zkoumání světa přírody 4 5 3 2 3.3 3. populace 1995 Tabulka 3-3: Zastoupení testových úloh v jednotlivých přírodovědných tematických celcích a operačních kategoriích pro 3. populaci v testu přírodovědné gramotnosti v roce 1995 (dle [8], str. 24) Podíl položek v testu (%) Celkový počet položek Počet položek s volbou odpovědi Počet položek s otevřenou odpovědí 1 Tematické celky Zeměpis 13 4 2 2 Biologie 34 11 6 5 Fyzika 38 12 8 4 Chemie 6 2 0 2 Životní prostředí a podstata přírodních věd 9 3 2 1 Operace Porozumění jednoduchým informacím 34 11 10 1 Porozumění složitějším informacím 22 7 4 3 Teoretické uvažování, analýza a řešení problémových úloh 34 11 3 8 Používání nástrojů a rutinních a vědeckých postupů 6 2 1 1 Zkoumání světa přírody 4 1 1 0 9

3.4 2. populace 1999 Tabulka 3-4: Zastoupení testových úloh v jednotlivých přírodovědných tematických celcích a operačních kategoriích pro 2. populaci v roce 1999 (dle [16], str. 347) Podíl položek v testu (%) Celkový počet položek Počet položek s volbou odpovědi Počet položek s otevřenou odpovědí 1 Tematické celky Zeměpis 15 22 17 5 Přírodopis 27 40 28 12 Fyzika 27 39 28 11 Chemie 14 20 15 5 Životní prostředí a podstata přírodních věd 17 25 16 9 Operace Porozumění jednoduchým informacím 39 57 56 1 Porozumění složitějším informacím 31 45 30 15 Teoretické uvažování, analýza a řešení problémových úloh 19 28 5 23 Používání nástrojů a rutinních a vědeckých postupů 7 10 9 1 Zkoumání světa přírody 4 6 4 2 1 Položky s otevřenou odpovědí zahrnují jak položky s krátkou, tak dlouhou otevřenou odpovědí. 10

4 Celkové výsledky našich žáků v časovém vývoji 4.1 Přehled výzkumů konaných v ČR od roku 1995 Ve výzkumu TIMSS byli v roce 1995 v ČR testováni žáci 3. a 4. ročníků základních škol (1. populace), 7. a 8. ročníků základních škola odpovídajících ročníků víceletých gymnázií (2. populace) a žáci posledních ročníků škol středních (3. populace). V roce 1999 se výzkumu TIMSS v ČR zúčastnili žáci 8. ročníků základních škol a odpovídajících ročníků víceletých gymnázií. V roce 2007 proběhlo další šetření výzkumu TIMSS, kterého se zúčastnili žáci 4. ročníků základních škol a žáci 8. ročníků základních škol a odpovídajících ročníků víceletých gymnázií. Výsledky tohoto šetření nebyly dosud (srpen 2008) zveřejněny. Ve výzkumu PISA byli v letech 2000, 2003 a 2006 testováni patnáctiletí žáci. Navíc byli v ČR podle stejné metodiky otestováni v roce 2000 i studenti 3. ročníků středních škol. Přehled výzkumů je uveden v tabulce 4-1. Tabulka 4-1: Přehled výzkumů v přírodních vědách uskutečněných v ČR od roku 1995 TIMSS1995 TIMSS1999 PISA2000 PISA2003 PISA2006 TIMSS2007 1. populace X - - - - X 2. populace X X - - - X 3. populace X - - - - - 15ti letí - - X X X - 3. ročníky SŠ - - X - - - X daná věková skupina se výzkumu v ČR účastnila - daná věková skupina se výzkumu v ČR neúčastnila výsledky ještě nebyly zveřejněny (srpen 2008) Kvůli odlišným věkovým skupinám a rozdílným pojetím jednotlivých výzkumů není možné provést přímé porovnání. Lze však učinit alespoň přibližné srovnání výsledků prostřednictvím pořadí, resp. umístění jednotlivých zemí vůči mezinárodnímu průměru. U některých zemí je patrné, že jejich žákům vyhovoval spíš výzkum PISA zaměřený zejména na dovednosti, které lze uplatnit v běžném životě. Za předpokladu, že žáci 8. ročníků základních škol a patnáctiletí jsou zhruba stejné věkové kategorie, lze provést porovnání jejich výsledků v čase, viz 4.3 Výsledky žáků 8. ročníků a patnáctiletých žáků v letech 1995 až 2006. Na základě výsledků výzkumu TIMSS v roce 1995 a 1999 lze porovnat vývoj ve výsledcích stejné populace žáků po čtyřech letech (žáci 4. ročníků v roce 1995 navštěvovali v roce 1999 8. ročníky), viz 4.4 Vývoj ve výsledcích stejné populace žáků po čtyřech letech (TIMSS1995 a TIMSS 1999). Z výsledků výzkumu TIMSS v roce 1995 lze porovnat posun ve výsledcích mezi 4. a 8. ročníkem základních škol a mezi 8. ročníkem základních škol a posledním ročníkem škol středních, viz 5.4 Posun ve výsledcích mezi jednotlivými testovanými populacemi v roce 1995 v následující kapitole. 4.2 Charakteristika výzkumu PISA PISA (Programme for International Student Assessment) je mezinárodním výzkumem čtenářské, matematické a přírodovědné gramotnosti patnáctiletých žáků. Pořádá ho Organizace pro hospodářskou spolupráci (OECD). Výzkum probíhá ve třech fázích, v každé z nich je jedné ze tří sledovaných oblastí věnovaná zvýšená pozornost. 11

Výzkum PISA je zaměřen především na zjištění praktických znalostí a dovedností žáků a jejich schopnost použít je v běžném životě. Gramotnost, kterou výzkum zkoumá, je chápána jako soubor vědomostí a dovedností nezbytných pro život. Zkoumání gramotnosti v každé oblasti výzkumu je zaměřeno na tři základní aspekty: kompetence (označované též jako dovednosti, činnosti či postupy); obsah (tradiční prvky školních osnov, konkrétní vědomosti) a situace (kontext, do kterého jsou úkoly zasazeny). Informace se získávají formou písemného testování žáků a dotazníkovým šetřením mezi žáky a řediteli škol. 4.3 Výsledky žáků 8. ročníků a patnáctiletých žáků v letech 1995 až 2006 Tabulka 4-2: Časové porovnání výsledků 8. ročníků a patnáctiletých žáků v přírodních vědách prostřednictvím umístění zemí vůči mezinárodnímu průměru (uvedeny jsou pouze země, které se účastnily všech pěti výzkumů) (dle [1] a [17]) TIMSS 1995 TIMSS 1999 PISA 2000 PISA 2003 PISA 2006 Česká rep. Maďarsko Korea Japonsko Kanada Japonsko Japonsko Japonsko Korea Japonsko Korea Korea Kanada Austrálie Nový Zéland Maďarsko Austrálie Nový Zéland Česká rep. Austrálie Austrálie Česká rep. Austrálie Nový Zéland Korea Rusko Kanada Česká rep. Kanada Česká rep. USA Rusko USA Maďarsko Maďarsko Kanada USA Maďarsko USA Lotyšsko Nový Zéland Nový Zéland Itálie Rusko USA Itálie Lotyšsko Rusko Lotyšsko Rusko Lotyšsko Itálie Lotyšsko Itálie Itálie Statisticky významně lepší než je mezinárodní průměr Odchylka od mezinárodního průměru není statisticky významná Statisticky významně horší než je mezinárodní průměr Čeští žáci 8. ročníků dosáhli ve výzkumu TIMSS v obou testovacích obdobích výsledků statisticky významně lepších, než mezinárodní průměr. V roce 1995 se dokonce celkově umístili na druhém místě ze všech zúčastněných zemí, první byl Singapur. (Studenti našich středních škol dosáhli pouze průměrných výsledků.) Podíváme-li se na výsledky po jednotlivých ročnících, tak v roce 1995 se žáci 7. ročníku umístili na třetím místě mezi 41 zeměmi. Statisticky významně lepšího výsledku nedosáhla žádná země, srovnatelného výsledku dosáhlo 8 zemí, ostatních 32 zemí bylo statisticky významně horších. Žáci 8. ročníku byli na druhém místě. Statisticky významně lepšího výsledku dosáhli jen žáci Singapuru, srovnatelného výsledku dosáhlo dalších 6 zemí. Ač byli naši žáci vysoce úspěšní v písemné části testu, v praktické části se umístili až na 7. místě, těsně nad mezinárodním průměrem. V roce 1999 se čeští žáci umístili na 8. místě mezi 38 zeměmi. Statisticky významně lepších výsledků dosáhli jen žáci Tchaj-wanu, žáci dalších 15 zemí dosáhli výsledků srovnatelných. Výsledky českých žáků v přírodovědném testu se oproti roku 1995 zhoršily, toto zhoršení bylo druhé největší po Bulharsku, přesto však nebylo statisticky významné. Ke statisticky 12

významnému zhoršení došlo pouze u skupiny úloh z fyziky. Nejlépe si čeští žáci vedli v přírodopise. Navzdory dobrému výsledku byla obliba fyziky a chemie nejmenší ze států, ve kterých se vyučují odděleně. Pouze 44 % žáků 8. ročníků uvedlo, že mají tyto předměty rádi. Do roku 1999 obliba těchto předmětů statisticky významně vzrostla, přesto patří ČR k zemím s jejich podprůměrnou oblibou. Čeští patnáctiletí žáci dosáhli ve výzkumu PISA ve všech testovacích obdobích výsledků statisticky významně lepších, než mezinárodní průměr. V roce 2000 dosáhlo statisticky významně lepšího výsledku 7 zemí, v roce 2003 jen 2 země a v roce 2006 9 zemí. Od roku 2000 do roku 2003 se výsledek našich žáků statisticky významně zlepšil. Ke zlepšení došlo zejména u žáků s lepšími výsledky, tím pádem se zároveň zvětšil rozdíl mezi dobrými a slabšími žáky. Toto zvětšení je vysvětlováno odchodem dobrých žáků ze ZŠ na víceletá gymnázia a zvyšováním úrovně víceletých gymnázií. Rovněž v roce 2006 jsme patřily k zemím s nadprůměrným rozdílem mezi dobrými a slabými žáky. Ve výsledcích patnáctiletých žáků z různých typů škol byly statisticky významné rozdíly v roce 2000, 2003 i 2006. Nejúspěšnější byli žáci víceletých a čtyřletých gymnázií, u těchto škol došlo v roce 2003 také ke statisticky významnému zlepšení výsledků jejich žáků. Přehled výsledků podle jednotlivých typů škol zachycuje následující tabulka. Při porovnání výsledků 15ti a 17ti letých studentů víceletých a čtyřletých gymnázií se ukázalo, že i když jsou vědomosti jejich studentů zhruba stejné, studenti víceletých gymnázií většinu vědomostí nabrali v nižších ročnících (dle [1] str. 22, [17], str. 4, 14). Tabulka 4-3: Výsledky českých žáků různých typů škol ve výzkumech PISA 2000, 2003 a 2006 (dle [1] str. 80 a [17], str. 14) Škola Průměr 2000 2003 2006 Základní škola 496 500 488 Gymnázium víceleté 609 637 628 Gymnázium čtyřleté 591 616 613 Střední odborná s maturitou 537 548 542 Střední odborná bez maturity 453 466 443 ČR celkem 511 523 513 Ve všech populacích výzkumu TIMSS 1995 i ve výzkumu TIMSS 1999 dosahovali chlapci statisticky významně lepších výsledků než dívky. Česká republika patřila k zemím s největším rozdílem mezi chlapci a děvčaty. Ve výzkumech PISA2000, 2003 i 2006 byli nepatrně lepší chlapci, rozdíl ale nebyl statisticky významný. Nelišilo se ani zastoupení chlapců a dívek, jejichž výsledek byl pod hodnotou 400 bodů a naopak nad hodnotou 600 bodů. Zajímavé je, že ač chlapci dosáhli v matematickém i přírodovědném testu výzkumu TIMSS lepších výsledků, jejich školní výsledky tomu neodpovídají. V tabulce 7 jsou srovnány výsledky testu a školní známky chlapců a děvčat ve 2. populaci v roce 1999. V roce 1995 byly rozdíly ve známkách chlapců a děvčat zhruba stejné ([4], s. 25). Situace je obdobná na základních školách i na víceletých gymnáziích. 13

Tabulka 4-4: Výsledky testu a školní známky chlapců a děvčat ve 2. populaci v roce 1999 (dle [4], s. 25) Předmět Průměrná známka Výsledek Dívky Chlapci Dívky Chlapci Matematika 2,59 2,76 512 528 Fyzika 2,32 2,48 510 544 Chemie 2,15 2,5 492 532 Přírodopis 1,97 2,33 537 552 Zeměpis 2,09 2,27 513 554 4.4 Vývoj ve výsledcích stejné populace žáků po čtyřech letech (TIMSS1995 a TIMSS 1999) Výzkum TIMSS 1999 byl koncipován tak, aby bylo možné porovnat výsledky žáků 4. ročníků ZŠ v roce 1995 s výsledky stejné populace o čtyři roky později (žáci 4. ročníků v roce 1995 navštěvovali v roce 1999 8. ročníky). Naši žáci dosáhli v obou obdobích výsledků statisticky významně lepších než je mezinárodní průměr. ČR patří k zemím, ve kterých se v přírodních vědách výsledky žáků 4. ročníků z roku 1995 do 8. ročníků v roce 1999 nezhoršily (na rozdíl od matematiky). Porovnání výsledků prostřednictvím pořadí, resp. umístění jednotlivých zemí vůči mezinárodnímu průměru zachycuje následující tabulka 4-5. Tabulka 4-5: Posuny ve výsledcích žáků v přírodních vědách mezi 1. a 2. populací základní školy (dle [1] str. 21) 4. ročník 1995 8. ročník 1999 Korea Singapur Japonsko Maďarsko USA Japonsko Austrálie Korea Česká republika Nizozemí Nizozemí Austrálie Anglie Česká republika Kanada Anglie Itálie Kanada Singapur Slovinsko Slovinsko Hongkong Hongkong USA Maďarsko Nový Zéland Nový Zéland Lotyšsko Lotyšsko Itálie Kypr Kypr Írán Írán Statisticky významně lepší než je mezinárodní průměr. Odchylka od mezinárodního průměru není statisticky významná. Statisticky významně horší než je mezinárodní průměr. 14

Ačkoliv čeští žáci dosáhli v obou testovacích obdobích výborných výsledků, obliba přírodovědných předmětů byla poměrně nízká. V roce 1995 byla obliba fyziky a chemie dokonce nejnižší ze zemí s oddělenou výukou přírodovědných předmětů. Do roku 1999 obliba všech přírodovědných předmětů u českých žáků vzrostla, u fyziky, chemie a přírodopisu statisticky významně. Přesto zůstalo procento žáků, kteří mají rádi fyziku a chemii, stále pod mezinárodním průměrem, u přírodopisu a zeměpisu se pohybovalo těsně nad ním. Mezi českými děvčaty i chlapci existovaly v roce 1995 i v roce 1999 rozdíly v oblibě jednotlivých přírodovědných předmětů. Statisticky významné rozdíly byly v obou letech u fyziky (ve prospěch chlapců) a přírodopisu (ve prospěch dívek). V roce 1995 byl statisticky významný i rozdíl v oblibě chemie (ve prospěch chlapců), zatímco v roce 1999 byl stupeň oblíbenosti chemie srovnatelný u obou pohlaví. Od roku 1995 do roku 1999 vzrostla obliba přírodovědných předmětů u dívek i chlapců, zároveň se u nich výrazně zvětšil rozdíl mezi oblíbeností fyziky. Oblibu fyziky zachycuje tabulka 4-6, ve které jsou uvedena procenta žáků, kteří uvedli danou odpověď. Tabulka 4-6: Obliba fyziky u českých žáků v letech 1995 a 1999 (v %) (dle [1] str. 75) Velmi rád(a) Rád(a) Nerad(a) Velmi nerad(a) Průměr 1995 1999 1995 1999 1995 1999 1995 1999 1995 1999 8 13 35 41 39 34 17 12 2,34 2,55 Průměr: průměrná hodnota na čtyřstupňové škále (4 = velmi rád, 3 = rád, 2 = nerad, 1 = velmi nerad) 4.5 Poznámka: Využívání informačních technologií (výzkum SITES) Vybaveností škol ICT a jejich využíváním se zabýval výzkum SITES, který proběhl ve třech fázích v letech 1998, 2000-2002 a 2006 (třetí fáze se ČR neúčastnila). Výzkum byl zaměřen na žáky 4. a 8. ročníků ZŠ a na studenty 1.-3. ročníků SŠ. Jak byly v roce 1998 v ČR počítače využívány v jednotlivých ročnících uvádí následující tabulka. Tabulka 4-7: % žáků využívajících počítač ve výuce v roce 1998 (dle [1] str. 111 a 137) Ročník % 4. ročník ZŠ 41 8. ročník ZŠ 72 1.-3. ročník SŠ 90 Díky tomu, že během výzkumu TIMSS1995 byly zjišťovány i počty žáků připadajících na jeden počítač (což je nejčastěji používaný ukazatel při posuzování vybavenosti škol ICT), je možné porovnat situaci v ČR v letech 1995 a 1998. Počet žáků ZŠ připadajících na jeden počítač tehdy poklesl o 46 %, ze 63 na 34, což je pokles srovnatelný s poklesem v Dánsku, Francii, Japonsku a Kanadě. Na SŠ připadalo v roce 1998 na jeden počítač deset žáků, rozdíly podle jednotlivých typů SŠ zachycuje následující tabulka. 15

Tabulka 4-8: Počet žáků na jeden počítač na SŠ v roce 1998 (dle [1] str. 137) Škola Počet žáků gymnázia 13,0 stř. odborné školy 6,5 stř. integrované školy 11,7 stř. odborná učiliště 12,9 Zatímco v počtu a vybavení počítačů na školách došlo jistě od roku 1998 k velkým změnám, mnohem menší změny se dají předpokládat ve složení používaných programů. Na ZŠ byly ICT nejvíce využívány v matematice, následně ve fyzice, biologii, mateřském jazyce, cizích jazycích a zeměpisu. Na SŠ byly ICT nejvíce využívány v hodinách informatiky a cizích jazyků. Celkově byly ICT využívány v mnohem širší míře při výuce na ZŠ než na SŠ, obecně lze říci, že ve většině předmětů se žáci setkávají s výukovými programy spíše na ZŠ než na SŠ. Toto zjištění platí pro většinu zemí zúčastněných ve výzkumu SITES. Tabulka 4-9: % žáků škol, které v roce 1998 vlastnily výukové programy pro uvedené předměty (dle [1] str. 111 a 137) matematika fyzika chemie biologie zeměpis mateřský jazyk cizí jazyk ZŠ 86 75 67 71 78 75 67 SŠ 42 38 29 24 31 33 64 16

5 Celkové výsledky podle předmětů 5.1 1. populace 1995 5.1.1 Celkové výsledky Celkově dosáhli žáci této populace velmi dobrých výsledků. Mezi 26 zúčastněnými státy se umístili žáci 3. ročníku na 8. místě, přičemž statisticky významně lepšího výsledku dosáhli žáci Koreje, Japonska a USA. Žáci 4. ročníků se umístili na 7. místě, statisticky významně lepší byli jen žáci Koreje a Japonska. Celkové výsledky a pořadí zemí v přírodovědném testu zachycují tabulky 5-1 a 5-2 (podle [14] str. 22,23,26,27). Ve většině zemí dosahovali v přírodovědné části testu chlapci lepších výsledků než děvčata. Rovněž čeští chlapci dosáhli v přírodních vědách lepších výsledků než děvčata. Tento rozdíl byl statisticky významný a řadíme se k zemím, kde byl tento rozdíl největší. Tabulka 5-1:- Výsledky TIMSS 1995-4. ročníky Země Průměr Korea 597 Japonsko 574 USA 565 Rakousko 565 Austrálie 562 Nizozemsko 557 Česká rep. 557 Anglie 551 Kanada 549 Singapur 547 Slovinsko 546 Irsko 539 Skotsko 536 Hongkong 533 Maďarsko 532 Nový Zéland 531 Norsko 530 Lotyšsko 512 Izrael 505 Island 505 Řecko 497 Portugalsko 480 Kypr 475 Thajsko 473 Írán 416 Kuvajt 401 Tabulka 5-2: Výsledky TIMSS 1995-3. ročníky Země Průměr Korea 553 Japonsko 522 USA 511 Austrálie 510 Rakousko 505 Anglie 499 Nizozemsko 557 Česká rep. 494 Kanada 490 Singapur 488 Slovinsko 487 Skotsko 484 Hongkong 482 Irsko 479 Nový Zéland 473 Lotyšsko 465 Maďarsko 464 Norsko 450 Řecko 446 Island 435 Thajsko 433 Portugalsko 423 Kypr 415 Írán 356 Mezinárodní průměr 3. r. - 473 Průměrný výsledek země: je statisticky významně lepší než výsledek ČR statisticky významně se neliší od výsledku ČR je statisticky významně horší než výsledek ČR Mezinárodní průměr 4. r. - 524 Pro porovnání výsledků zúčastněných zemí v jednotlivých přírodovědných oblastech bylo užito průměrného procenta správných odpovědí žáků na položky v dané oblasti. V tabulce 5.3 je uvedena průměrná úspěšnost jednotlivých zemí v celém přírodovědném testu a ve fyzice a chemii. 17

Tabulka 5-3: Průměrná úspěšnost žáků 1. populace v přírodovědném testu a ve fyzice a chemii v roce 1995 (v %) (dle [14] str. 45, 46) Přírodní vědy celkem Fyzika a chemie 4.roč 3.roč 4.roč 3.roč Korea 74 67 75 67 Japonsko 70 61 70 61 Nizozemsko 67 56 65 53 Austrálie 66 57 63 53 USA 66 56 60 51 Rakousko 66 55 64 51 Česká republika 65 55 62 51 Singapur 64 53 64 52 Slovinsko 64 53 61 51 Kanada 64 53 61 50 Anglie 63 55 60 52 Hongkong 62 53 60 50 Maďarsko 62 50 59 48 Irsko 61 51 57 48 Norsko 60 46 55 41 Nový Zéland 60 51 57 47 Skotsko 60 51 57 48 Izrael 57-55 - Lotyšsko 56 48 54 46 Island 55 42 52 40 Řecko 54 44 49 40 Kypr 51 39 50 38 Portugalsko 50 41 49 40 Thajsko 49 42 46 39 Írán 40 30 40 30 Kuvajt 39-37 - Mezinárodní průměr 59 50 57 48 5.1.2 Výsledky v jednotlivých přírodovědných oblastech V tabulce 5-4 je uvedena průměrná úspěšnost žáků v jednotlivých oblastech přírodovědy. Celkově byly pro žáky obou ročníků nejméně obtížné úlohy z přírodopisu, naopak nejobtížnější byly v průměru úlohy z oblasti životního prostředí a podstaty přírodních věd. Tomu odpovídají i výsledky českých žáků, kteří dosáhli v přírodopisu v obou ročnících výsledku statisticky významně lepšího než byl průměr celého přírodovědného testu. Tabulka 5-4: Průměrná úspěšnost žáků 1. populace v jednotlivých oblastech přírodovědy v České republice v roce 1995 (v %) (dle [14] str. 45, 46) Přírodověda celkem Fyzika a chemie Zeměpis Přírodopis Životní prostř., podst. př. věd 4.roč 3.roč 4.roč 3.roč 4.roč 3.roč 4.roč 3.roč 4.roč 3.roč Česká republika 65 55 62 51 64 53 71 61 56 41 Mezinárodní průměr 59 50 57 48 57 49 64 55 51 40 statisticky významně větší úspěšnost než je průměr za všechny disciplíny rozdíl není statisticky významný statisticky významně nižší úspěšnost než je průměr za všechny disciplíny 18

Hlavními tématy úloh z celku Fyzika a chemie byly vlastnosti hmoty, energie a fyzikální jevy, síly a pohyb a chemické přeměny. Pokrývalo je celkem 31 úloh, což představuje druhou nejpočetnější skupinu v přírodovědné části testu. Sedm úloh bylo na tvorbu odpovědi. Při řešení úloh z fyziky a chemie byly naši žáci 4. ročníku v sedmi případech méně úspěšní, než byla hodnota mezinárodního průměru. Ve čtyřech úlohách byli naopak výrazně úspěšnější než mezinárodní průměr. V pěti úlohách byly české dívky 4. ročníku úspěšnější než stejně staří chlapci (dle [11] str. 50-53). 5.2 2. populace 1995 5.2.1 Celkové výsledky V roce 1995 dosáhli čeští žáci 7. a 8. ročníků v přírodních vědách výborných výsledků. Žáci 7. ročníku se umístili na třetím místě mezi 41 zeměmi. Statisticky významně lepšího výsledku nedosáhla žádná země, srovnatelného výsledku dosáhlo 8 zemí, ostatních 32 zemí bylo statisticky významně horších. Žáci 8. ročníku byli na druhém místě. Statisticky významně lepšího výsledku dosáhli jen žáci Singapuru, srovnatelného výsledku dosáhlo dalších 6 zemí. Celkové výsledky a pořadí zemí v přírodovědném testu zachycují tabulky 5-5 a 5-6 (podle [15] str. 22,23,26,27). 19

Tabulka 5-5: Výsledky TIMSS 1995-8. ročníky Země Průměr Singapur 607 Česká rep. 574 Japonsko 571 Korea 565 Bulharsko 565 Nizozemsko 560 Slovinsko 560 Rakousko 558 Maďarsko 554 Anglie 552 Belgie (vlám.) 550 Austrálie 545 Slovenská rep. 544 Rusko 538 Irsko 538 Švédsko 535 USA 534 Německo 531 Kanada 531 Norsko 527 Nový Zéland 526 Thajsko 526 Izrael 525 Hongkong 522 Švýcarsko 522 Skotsko 517 Španělsko 517 Francie 498 Řecko 497 Island 494 Rumunsko 486 Lotyšsko 485 Portugalsko 480 Dánsko 478 Litva 476 Belgie (franc.) 471 Írán 470 Kypr 463 Kuvajt 430 Kolumbie 411 Jihoafrická r. 326 Mezinárodní průměr 8. r. - 516 Tabulka 5-6: Výsledky TIMSS 1995-7. ročníky Země Průměr Singapur 545 Korea 535 Česká rep. 533 Japonsko 531 Bulharsko 531 Slovinsko 530 Belgie (vlám.) 529 Rakousko 519 Maďarsko 518 Nizozemsko 517 Anglie 512 Slovenská rep. 510 USA 508 Austrálie 504 Německo 499 Kanada 499 Hongkong 495 Irsko 495 Thajsko 493 Švédsko 488 Rusko 484 Švýcarsko 484 Norsko 483 Nový Zéland 481 Španělsko 477 Skotsko 468 Island 462 Rumunsko 452 Francie 451 Řecko 449 Belgie (franc.) 442 Dánsko 439 Írán 436 Lotyšsko 435 Portugalsko 428 Kypr 420 Litva 403 Kolumbie 387 Jihoafrická r. 317 Mezinárodní průměr 7. r. - 479 Průměrný výsledek země: je statisticky významně lepší než výsledek ČR statisticky významně se neliší od výsledku ČR je statisticky významně horší než výsledek ČR Pro porovnání výsledků zúčastněných zemí v jednotlivých přírodovědných oblastech bylo užito průměrného procenta správných odpovědí žáků na položky v dané oblasti. V tabulce 5.7 je uvedena průměrná úspěšnost jednotlivých zemí v celém přírodovědném testu a ve fyzice. 20

Tabulka 5-7: Průměrná úspěšnost žáků 2. populace v přírodovědném testu a ve fyzice v roce 1995 (v %) (podle [15] str.41, 42) Přírodní vědy celkem Fyzika 8. roč 7. roč 8. roč 7. roč Singapur 70 61 69 63 Korea 66 61 65 63 Japonsko 65 59 67 63 Česká republika 64 58 64 58 Nizozemsko 62 56 63 55 Slovinsko 62 57 61 55 Bulharsko 62 56 60 57 Rakousko 61 55 62 55 Anglie 61 56 62 58 Maďarsko 61 56 60 54 Belgie (vlámská) 60 57 61 58 Austrálie 60 54 60 55 Slovenská republika 59 54 61 55 Švédsko 59 51 57 51 Kanada 59 54 59 54 Irsko 58 52 56 50 USA 58 54 56 51 Rusko 58 50 57 50 Německo 58 53 57 53 Nový Zéland 58 50 58 51 Norsko 58 50 57 51 Hongkong 58 53 58 55 Thajsko 57 53 54 50 Izrael 57-57 - Švýcarsko 56 50 58 52 Španělsko 56 49 55 48 Skotsko 55 48 57 51 Francie 54 46 54 48 Island 52 46 53 49 Řecko 52 45 53 44 Dánsko 51 44 53 47 Belgie (Fr.) 50 45 51 46 Lotyšsko 50 42 51 43 Portugalsko 50 41 48 39 Rumunsko 50 45 49 44 Litva 49 38 51 40 Írán 47 42 48 41 Kypr 47 40 46 39 Kuvajt 43-43 - Kolumbie 39 35 37 34 Jihoafrická republika 27 26 27 26 Mezinárodní průměr 56 50 55 50 21

5.2.2 Výsledky v jednotlivých přírodovědných oblastech V tabulce 5-8 je uvedena průměrná úspěšnost žáků v jednotlivých přírodovědných oblastech pro rok 1995 a zároveň je uvedeno, zda v dané oblasti čeští žáci uspěli statisticky významně lépe či hůře vzhledem k jejich celkovému výsledku v testu, přičemž je brána v úvahu obtížnost jednotlivých úloh. Celkově byly pro žáky obou ročníků nejméně obtížné úlohy z přírodopisu, nejobtížnější byly v průměru úlohy z chemie a oblasti životního prostředí a podstaty přírodních věd. Čeští žáci 7. ročníků dosáhli v přírodopisu a v chemii statisticky významně lepšího výsledku vzhledem k výsledku celkovému. V úlohách z oblasti životního prostředí a podstaty přírodních věd byli žáci 7. i 8. ročníků vzhledem k celku významně horší. Tabulka 5-8: Průměrná úspěšnost žáků 2. populace v jednotlivých oblastech přírodovědy v České republice v roce 1995 (v %) (dle [15] str. 41, 42 a 44) Přírodověda celkem Fyzika Zeměpis Přírodopis Chemie Životní prostř., podst. př. věd 8.roč 7.roč 8.roč 7.roč 8.roč 7.roč 8.roč 7.roč 8.roč 7.roč 8.roč 7.roč Česká republika 64 58 64 58 63 57 69 63 60 54 59 54 Mezinár. průměr 56 50 55 50 59 53 55 50 51 43 53 47 statisticky významně větší úspěšnost než je průměr za všechny disciplíny rozdíl není statisticky významný statisticky významně nižší úspěšnost než je průměr za všechny disciplíny 5.2.3 Praktické úlohy Česká republika se v roce 1995 spolu s dalšími 18 zeměmi zapojila do testování praktických dovedností žáků 8. ročníků. Čeští žáci dosáhli výsledku lepšího než je mezinárodní průměr, oproti písemné části testu se však zhoršili a předstihlo je 5 zemí. Rozdíl ve výsledku v písemném testu a praktických úlohách byl v přírodních vědách největší ze všech zemí. Podrobná informace o této části výzkumu spolu s analýzou výsledků je v kapitole 8. 5.3 3. populace 1995 5.3.1 Test matematické a přírodovědné gramotnosti Této části šetření se zúčastnilo 21 zemí. V přírodovědné části testu dosáhli čeští žáci lepších výsledků (14. místo) než v části matematické (18. místo). Rozdíl ve prospěch přírodovědných předmětů byl největší ze všech zemí. V přírodovědných předmětech dosáhli statisticky významně lepších výsledků žáci 9 zemí, statisticky významně horších výsledků pak žáci Jihoafrické republiky a Kypru, viz tabulka 5-9. 22

Tabulka 5-9: Výsledky žáků posledních ročníků SŠ v testu přírodovědné gramotnosti ([8], s. 31-32) Země Průměr Porovnání s ČR Švédsko 559 Nizozemí 558 Island 549 Norsko 544 Kanada 532 Nový Zéland 529 Austrálie 527 Švýcarsko 523 Rakousko 520 Slovinsko 517 Dánsko 509 Německo 497 Francie 487 Česká republika 487 Rusko 481 USA 480 Itálie 475 Maďarsko 471 Litva 461 Kypr 448 Jihoafrická republika 349 je statisticky významně lepší než výsledek ČR statisticky významně se neliší od výsledku ČR je statisticky významně horší než výsledek ČR V České republice byly velké rozdíly mezi nejlepšími a nejslabšími žáky. Výsledky testu přitom souvisely s typem studia. V tabulce 5-10 je uveden výsledek žáků podle typu studia a to, jakým procentem jsou zastoupeni (dle [8], s. 33). Čeští žáci gymnázií se umístili mezi žáky akademických programů ostatních zemí celkově na 4. místě. V této skupině jsme měli nejmenší zastoupení žáků. Čeští učňové patřili svými výsledky naopak k nejhorším (pátí od konce). Rozdíl ve výsledku mezi těmito skupinami byl ze všech zemí největší. Tabulka 5-10: Výsledky žáků posledních ročníků SŠ v testu matematické a přírodovědné gramotnosti podle typu studia ([8], s. 33) Gymnázia SOŠ SOU % výsledek % výsledek % výsledek 14 582 29 523 57 427 5.3.2 Test z fyziky Do této části výzkumu se zapojili žáci 16 zemí. V České republice to byli žáci posledních ročníků gymnázií bez ohledu na zaměření třídy a na to, zda z fyziky maturují či nikoliv. Výsledky jsou v tabulce 5-11. Čeští žáci se umístili na 14. místě. Statisticky významně horších výsledků dosáhli jen žáci USA. Statisticky významně lepší výsledky měli žáci 11 zemí. Pokud bychom vybrali jen gymnazisty, kteří maturují z fyziky, umístili by se v celkovém pořadí všech zúčastněných zemí na 3. místě. Tito žáci jsou svými fyzikálními znalostmi schopni konkurovat žákům ostatních zemí, jejich procentuální zastoupení ve středoškolské populaci je ale ve srovnání s ostatními zeměmi malé. 23

Tabulka 5-11: Výsledky žáků posledních ročníků SŠ ve fyzikálním testu (dle [13], str. 8) Země Průměr Porovnání s ČR Norsko 581 Švédsko 573 Rusko 545 Dánsko 534 Slovinsko 523 Německo 522 Austrálie 518 Kypr 494 Švýcarsko 488 Lotyšsko 488 Řecko 496 Kanada 485 Francie 466 Česká republika 451 Rakousko 435 USA 423 Ve všech zemích dosahovali jak v testu gramotnosti, tak ve fyzikálním testu chlapci lepších výsledků než dívky. Česká republika patřila k zemím s největším rozdílem mezi chlapci a děvčaty, v obou případech byl rozdíl třetí nejvyšší. V tabulce 5-12 jsou uvedeny výsledky studentů jednotlivých zemí v pěti oblastech fyziky. Výsledku neodlišujícího se od mezinárodního průměru dosáhli čeští studenti pouze v úlohách zabývajících se teplem a tepelnými jevy. V ostatních oblastech byly jejich výsledky statisticky významně horší než mezinárodní průměr. Tabulka 5-12: Výsledky žáků posledních ročníků SŠ s výukou fyziky ve fyzikálním testu v jednotlivých testovaných oblastech fyziky (dle [8], str. 81) Mechanika Elektřina a magnetizmus Teplo Vlnění Moderní fyzika 16 úloh 16 úloh 9 úloh 10 úloh 14 úloh Česká republika 469 465 488 447 453 Francie 457 494 491 463 474 Kanada 473 485 508 488 494 Kypr 530 502 476 507 434 Lotyšsko 489 485 504 498 488 Německo 495 512 496 530 545 Norsko 572 565 536 560 576 Rusko 537 549 530 515 542 Řecko 514 520 481 453 447 Švédsko 563 570 522 560 560 Švýcarsko 482 480 509 498 488 Mezinárodní průměr 501 501 501 500 501 Průměr země je statisticky významně vyšší než mezinárodní průměr. Není statisticky významný rozdíl mezi průměrem země a mezinárodním průměrem. Průměr země je statisticky významně nižší než mezinárodní průměr. 24

5.4 Posun ve výsledcích mezi jednotlivými testovanými populacemi v roce 1995 5.4.1 Porovnání výsledků 1. a 2. populace Výsledky žáků 1. a 2. populace byly počítány odděleně a prezentovány na dvou odlišných škálách a nejsou tedy přímo porovnatelné. Jedním ze způsobů, jak získat představu o úspěšnosti jednotlivých zemí v obou věkových skupinách, je porovnání s mezinárodním průměrem (viz tabulka 5-13), druhým způsobem je provést přímé porovnání na základě společných úloh, které byly zařazeny do testů pro obě populace. V přírodovědných předmětech se jednalo o 17 úloh (viz tabulka 5-14). V tabulce 5-13 jsou uvedeny země, které se účastnily testování v obou věkových skupinách. Výsledky žáků ČR byly v obou případech statisticky významně lepší než mezinárodní průměr. Tabulka 5-13: Porovnání výsledků žáků 4. a 8. ročníků v přírodovědných předmětech (dle [7], str. 23) 4. ročník 8. ročník Korea 597 Singapur 607 Japonsko 574 Česká republika 574 USA 565 Japonsko 571 Rakousko 565 Korea 565 Austrálie 562 Nizozemsko 560 Nizozemsko 557 Slovinsko 560 Česká republika 557 Rakousko 558 Anglie 551 Maďarsko 554 Kanada 549 Anglie 552 Singapur 547 Austrálie 545 Slovinsko 546 Irsko 538 Irsko 539 USA 534 Skotsko 536 Kanada 531 Hongkong 533 Norsko 527 Maďarsko 532 Nový Zéland 525 Nový Zéland 531 Thajsko 525 Norsko 530 Izrael 524 Lotyšsko 512 Hongkong 522 Izrael 505 Skotsko 517 Island 505 Řecko 497 Řecko 497 Island 494 Portugalsko 480 Lotyšsko 485 Kypr 475 Portugalsko 480 Thajsko 473 Írán 470 Írán 416 Kypr 463 Kuvajt 401 Kuvajt 430 Mezinárodní průměr 524 Mezinárodní průměr 527 Statisticky významně vyšší než je mezinárodní průměr na úrovni 0,05. Odchylka od mezinárodního průměru není statisticky významná na úrovni 0,05. Statisticky významně nižší než je mezinárodní průměr na úrovni 0,05. 25

V tabulce 5-14 jsou uvedeny aproximované výsledky žáků 4. ročníku jednotlivých zemí na škále 8. ročníků a rozdíl ve výsledcích mezi žáky 4. a 8. ročníků. Rozdíl mezi žáky 4. a 8. ročníků v ČR patřil k průměrným. Údaje pro žáky 4. ročníku vycházejí z jejich celkové úspěšnosti ve všech úlohách, přiřazení je však provedeno pouze na podkladě společných úloh. Vzhledem k tomu, že společné úlohy tvořily pouze malý zlomek z celého počtu úloh, je potřeba k uvedeným údajům přistupovat pouze jako k jistému přiblížení skutečného stavu. Tabulka 5-14: Rozdíly ve výsledcích žáků 4. a 8. ročníků, přírodověda, 1995 (dle [7], str. 24) Země Odhad výsledku 4. roč. na škále pro 8. roč. Výsledek 8. ročníku Rozdíl mezi výsledky 4. a 8. ročníku Írán 235,5 469,7 234,2 Thajsko 305,7 525,4 219,7 Kuvajt 216,6 429,6 213,0 Singapur 397,6 607,3 209,7 Izrael 345,5 524,5 179,0 Maďarsko 378,8 553,7 174,9 Portugalsko 314,3 479,6 165,3 Česká republika 409,8 573,9 164,1 Slovinsko 396,3 560,1 163,8 Řecko 335,9 497,3 161,4 Kypr 308,9 462,6 153,7 Nizozemsko 410,0 560,1 150,1 Norsko 377,1 527,2 150,1 Irsko 388,6 537,8 149,2 Anglie 403,5 552,1 148,6 Island 345,4 493,6 148,2 Nový Zéland 378,1 525,5 147,4 Hongkong 380,5 522,1 141,6 Japonsko 431,1 571,0 139,9 Rakousko 420,1 557,7 137,6 Skotsko 383,8 517,2 133,4 Lotyšsko 354,6 484,8 130,2 Kanada 400,8 530,9 130,1 Austrálie 417,2 544,6 127,4 USA 421,0 534,4 113,4 Korea 460,1 564,9 104,8 Průměr 369,9 527,2 157,3 5.4.2 Porovnání výsledků 2. a 3. populace Při porovnání výsledků 8. ročníků ZŠ a posledních ročníků SŠ v roce 1995 (viz tabulka 5-15) je patrné statisticky významné zhoršení středoškoláků (podobné zhoršení nastalo i v matematice). Za příčiny tohoto zhoršení je považována odlišná skladba testů (pokleslo zastoupení úloh z chemie a zvýšil se podíl úloh vyžadujících uvažování a řešení problémových úloh na úkor úloh vyžadujících porozumění informaci), i to, že v českém školství je velký podíl učňovských škol, kde je kladen malý důraz na všeobecnou složku vzdělávání. I když výsledky českých žáků z gymnázií jsou dobré, podíl jejich žáků v české 26

středoškolské populaci je v mezinárodním srovnání malý. Čeští učňové se mezi učni z ostatních zemí umístili na jednom z posledních míst (dle [1], str. 22). Tabulka 5-15: Porovnání výsledků žáků 8. ročníků a žáků posledních ročníků SŠ v přírodovědných předmětech v roce 1995, (v odchylce od mezinárodního průměru) (dle [8], str. 36) 8.ročník Poslední ročníky SŠ Česká republika 59 Švédsko 59 Slovinsko 45 Nizozemsko 58 Nizozemsko 45 Island 49 Rakousko 43 Norsko 44 Maďarsko 39 Kanada 32 Austrálie 30 Nový Zéland 29 Rusko 23 Švýcarsko 23 USA 20 Rakousko 20 Švédsko 20 Austrálie 17 Německo 16 Slovinsko 17 Kanada 16 Dánsko 9 Norsko 12 Německo -3 Nový Zéland 11 Česká republika -13 Švýcarsko 7 Francie -13 Francie -17 Rusko -19 Island -21 USA -20 Dánsko -37 Maďarsko -29 Litva -38 Litva -39 Kypr -52 Kypr -52 Jihoafrická republika -189 Jihoafrická republika -151 Mezinárodní průměr 515 Mezinárodní průměr 500 Statisticky významně vyšší než je mezinárodní průměr na úrovni 0,05. Odchylka od mezinárodního průměru není statisticky významná na úrovni 0,05. Statisticky významně nižší než je mezinárodní průměr na úrovni 0,05. 5.5 2. populace 1999 Průměrný výsledek českých žáků v celém přírodovědném testu a ve fyzice v roce 1999 spolu s pořadím mezi 38 zúčastněnými zeměmi je uveden v tabulkách 5 16 a 5-17 (podle [16], str. 32,33,99,372). Čeští žáci dosáhli ve všech oblastech statisticky významně lepšího výsledku než byl mezinárodní průměr (488). Nejlépe si vedli v přírodopise. Ve fyzice byli jedenáctí v pořadí, statisticky významně lepšího výsledku dosáhli žáci 3 zemí (Singapur, Tchaj-wan, Japonsko), srovnatelného výsledku pak žáci dalších 14 zemí. Oproti roku 1995 se výsledky v přírodovědném testu zhoršily, zhoršení bylo druhé největší po Bulharsku, přesto nebylo statisticky významné. Ke statisticky významnému zhoršení došlo jen ve skupině úloh z fyziky (podle [4], str.17). 27

Tabulka 5-16: Výsledky TIMSS 1999-8. ročníky Přírodní vědy - celkem Země Průměr Tchaj-wan 569 Singapur 568 Maďarsko 552 Japonsko 550 Korea 549 Nizozemsko 545 Austrálie 540 Česká rep. 539 Anglie 538 Finsko 535 Slovenská rep. 535 Belgie (vlám.) 535 Slovinsko 533 Kanada 533 Hongkong 530 Rusko 529 Bulharsko 518 USA 515 Nový Zéland 510 Lotyšsko 503 Itálie 493 Malajsie 492 Litva 488 Thajsko 482 Rumunsko 472 Izrael 468 Kypr 460 Moldávie 459 Makedonie 458 Jordánsko 450 Írán 448 Indonésie 435 Turecko 433 Tunisko 430 Chile 420 Filipíny 345 Maroko 323 Jihoafrická r. 243 Mezinárodní průměr - 488 Tabulka 5-17: Výsledky TIMSS 1999-8. ročníky - Fyzika Země Průměr Singapur 570 Tchaj-wan 552 Japonsko 544 Korea 544 Maďarsko 543 Nizozemsko 537 Austrálie 531 Belgie (vlám.) 530 Rusko 529 Anglie 528 Česká rep. 526 Slovinsko 525 Hongkong 523 Kanada 521 Finsko 520 Slovenská rep. 518 Litva 510 Bulharsko 505 Nový Zéland 499 USA 498 Lotyšsko 495 Malajsie 494 Izrael 484 Itálie 480 Thajsko 475 Rumunsko 465 Makedonie 463 Kypr 459 Jordánsko 459 Moldávie 457 Indonésie 452 Írán 445 Turecko 441 Chile 428 Tunisko 425 Filipíny 393 Maroko 352 Jihoafrická r. 308 Mezinárodní průměr - 488 Průměrný výsledek země: je statisticky významně lepší než výsledek ČR statisticky významně se neliší od výsledku ČR je statisticky významně horší než výsledek ČR 28

6 Celkové výsledky podle operací a typů úloh 6.1 Celkové výsledky podle operací 6.1.1 1. populace 1995 V základním třídění úloh podle operací, které se od žáků očekávají při jejich řešení, bylo ve výzkumu TIMSS rozlišováno pět oblastí: porozumění jednoduché informaci, porozumění složitější informaci, teoretické uvažování a rozbor a řešení problémů, používání nástrojů a provádění rutinních a vědeckých postupů, zkoumání světa kolem nás. Protože poslední oblast obsahovala pouze tři úlohy, byla z dalšího porovnávání vyřazena. V tabulce 6-1 jsou uvedeny hodnoty relativních úspěšností žáků 4. ročníků vybraných zemí při řešení jednotlivých typů úloh. Za nejúspěšnější můžeme považovat žáky z Koreje a z Japonska, s odstupem z Nizozemska. Naši žáci 4. ročníku si relativně nejlépe vedli v úlohách věnovaných používání nástrojů a provádění rutinních a vědeckých postupů, a naopak nejnižší relativní úspěšnost měli v úlohách zjišťujících porozumění složitější informaci. Tabulka 6-1: Relativní úspěšnost žáků 4. ročníků v roce 1995 vybraných zemí na základních oblastech operací, přírodověda (dle [11], str. 59) Jednoduchá informace Odchylka od mezinárodního průměru (%) Složitější Uvažování, informace řešení Používání nástrojů a postupů problémů Počet úloh 44 úlohy 33 úlohy 15 úloh 6 úloh Anglie 2,4 11,4 10,7 8,4 Austrálie 7,9 18,8 14,4 16,7 Česká republika 11,5 9,5 11 18 Irsko 0,3 7,0 4,2-5,0 Island -4,4-10,8-19,1-1,3 Japonsko 15,2 17,4 33,9 35,7 Kanada 5,9 8,8 8,4 10,5 Korea 15,3 32,2 55,2 30,6 Lotyšsko -3,0-8,1-9,2-7,5 Maďarsko 4,3 2,0 4,0 1,1 Nizozemsko 9,2 15,6 23,4 26 Norsko 0,7 5,2-0,2-1,2 Nový Zéland -0,2 3,7 3,1 3,5 Portugalsko -11,2-19,2-30,9-32,3 Rakousko 14,1 12,9 7,5 3,3 Singapur 6,7 8,1 17,8 7,0 Skotsko -1,3 2,8 5,1-0,4 Slovinsko 7,6 7,7 16,7 1,7 USA 8,7 16,5 10,4 11,1 6.1.2 2. populace 1995 Obrázek 6.1 ukazuje, jak byli čeští žáci 8. ročníků v roce 1995 úspěšní při řešení úloh spadajících do jednotlivých operačních kategorií vzhledem k mezinárodnímu průměru, který je roven nule. Počet úloh spadajících do příslušné operační kategorie je vždy uveden v závorce. 29

Obrázek 6.1: Úspěšnost žáků 8. ročníků v roce 1995 při řešení úloh různých operačních kategorií (dle [13], str. 5) Návrh výzkumu (4) Rozpoznání výzkumných otázek(1) Interpretace dat (4) Organizace a prezentace dat (1) Získávání dat (2) Provádění rutinních experimentálních operací(1) Rozhodování (3) Vytváření, interpretace a aplikace modelů (1) Používání vědeckých principů při vysvětlování (20) Používání vědeckých principů při kvantitativním řešení problémů (6) Zobecňování a odvozování vědeckých principů (3) Porozumění složitější informaci (39) Porozumění jednoduché informaci (55) 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 Při interpretaci výsledků je třeba vzít v úvahu počty úloh v jednotlivých kategoriích. Při vyloučení kategorií s méně než 4 úlohami lze říci, že čeští žáci byli poměrně úspěšní při řešení úloh v kategoriích porozumění jednoduché informaci, používání vědeckých principů při kvantitativním řešení problémů, interpretace dat a porozumění složitější informaci. Méně úspěšní pak byli v kategoriích používání vědeckých principů při vysvětlování a návrh výzkumu. Příklady konkrétních úloh zařazených do různých operačních kategorií lze i s výsledky nalézt např. v [2]. 6.2 Celkové výsledky podle typů odpovědí 6.2.1 2. populace 1995 a 1999 Tabulka 6-2 a 6-3 obsahují údaje o tom, s jakým výsledkem řešili jednotlivé skupiny úloh podle typu odpovědí (úlohy s výběrem odpovědi, s krátkou otevřenou odpovědí, s dlouhou otevřenou odpovědí) čeští žáci 8. ročníku v porovnání s mezinárodním průměrem. Počet položek u úloh s otevřenou odpovědí se liší od počtu úloh uvedeného v tabulce 3-2, protože některé úlohy měly více částí a ty zde považujeme za jednotlivé položky. Tabulka 6-2: Úspěšnost žáků 8. ročníků v roce 1995 při řešení úloh s různými typy odpovědí (%) (dle [2] str. 32) 30

Počet položek ČR Mezinárodní úspěšnost Úlohy s výběrem odpovědi 122 68 58 Úlohy s krátkou otevřenou odpovědí 22 62 54 Úlohy s dlouhou otevřenou odpovědí 16 47 40 Tabulka 6-3: Úspěšnost žáků 8. ročníků v roce 1999 při řešení úloh s různými typy odpovědí Počet položek ČR Mezinárodní úspěšnost Úlohy s výběrem odpovědi 104 64 55 Úlohy s krátkou otevřenou odpovědí 27 46 40 Úlohy s dlouhou otevřenou odpovědí 18 53 48 U všech typů úloh dosáhli čeští žáci 8. ročníků v obou testovacích obdobích výsledků lepších než mezinárodní průměr. Nejvyšší úspěšnosti dosahovali všichni žáci v úlohách s výběrem odpovědi. V roce 1995 byli čeští žáci výrazně méně úspěšní v úlohách s dlouhou otevřenou odpovědí, v roce 1999 pak v úlohách s krátkou otevřenou odpovědí. 31

7 Analýza výsledků českých žáků ve fyzikálních úlohách V této části se budeme podrobněji zabývat fyzikálními úlohami. Konkrétně tím, jak úspěšní byli čeští žáci ve fyzikálních úlohách různého typu, jak si vedli v různých obsahových a operačních kategoriích (viz kap. 2.2, 2.3). Podíváme se také, které úlohy byly pro české žáky nejobtížnější a ve kterých si vedli nejlépe. V přílohách 1 a 2 jsou pak v tabulkách přehledně shrnuty charakteristiky všech fyzikálních úloh spolu s výsledky českých žáků a mezinárodními průměry. U uvolněných úloh jsou též uvedena jejich zadání a v případě otevřených úloh i pokyny k hodnocení. Zaměřujeme se přitom na 1. a 2. populaci, u kterých probíhalo šetření v České republice i v roce 2007 a bude tedy možnost srovnání. Základní výsledky 3. populace ve fyzikálním testu z roku 1995 jsou uvedeny v kap. 5.3.2. 7.1 1. populace 1995 7.1.1 Výběr úloh Z přírodovědných úloh byly vybrány jednak všechny úlohy označené autory testu jako fyzikální, tak také úlohy z dalších tématických celků, které se zabývají problematikou, která se v České republice probírá obvykle ve fyzice, nebo se fyzikálních témat nějak dotýkají. V tabulce 7-1 je uveden počet vybraných úloh z jednotlivých tematických celků a jejich zastoupení podle typu. Tabulka 7-1: Zastoupení úloh podle typu Rok Typ úlohy Počet úloh Volba Otevřená - krátká Otevřená dlouhá odpovědi odpověď odpověď Fyzika a chemie 1995 28 22 3 3 Životní prostředí a podstata přírodních věd 1995 3 3 0 0 Zeměpis 1995 7 5 2 0 Přírodopis 1995 1 1 0 0 7.1.2 Celková úspěšnost a úspěšnost podle typu úlohy Tabulka 7-2 zachycuje celkovou průměrnou úspěšnost žáků ve vybraných fyzikálních úlohách. Čeští žáci dosáhli v obou ročnících výsledku lepšího než mezinárodní průměr. Chlapci byli úspěšnější než dívky. Tabulka 7-2: Celková průměrná úspěšnost ve vybraných fyzikálních úlohách Populace 1 1995-3. ročník 1995-4. ročník Celková průměrná úspěšnost v % Celková průměrná úspěšnost v % Celkem Dívky Chlapci Celkem Dívky Chlapci ČR 49,7 47,2 52,1 61,1 58,3 63,8 Mezinár. průměr 45,7 44,3 47,1 54,6 53,1 56,3 32

V tabulce 7-3 je uvedena průměrná úspěšnost žáků v úlohách jednotlivých typů. Jak žáci třetích, tak čtvrtých ročníků byli nejúspěšnější při řešení úloh s výběrem odpovědi. Nejméně úspěšní byli při řešení úloh s dlouhou otevřenou odpovědí. Chlapci si oproti dívkám vedli výrazně lépe v otevřených úlohách s krátkou odpovědí. Tabulka 7-3: Úspěšnost podle typu úlohy Populace 1 Typ úlohy Počet úloh 1995 1995-3. ročník 1995-4. ročník Průměrná úspěšnost v % Průměrná úspěšnost v % Celkem Dívky Chlapci Celkem Dívky Chlapci Volba odpovědi 31 54,7 51,2 56,9 65,0 62,4 67,1 Otevřená - krátká odpověď 5 32,9 28,6 37,7 45,2 40,2 50,3 Otevřená dlouhá odpověď 3 25,2 22,0 28,6 39,0 39,3 38,7 7.1.3 Úspěšnost podle obsahové kategorie Tabulka 7-4 zachycuje průměrnou úspěšnost žáků podle obsahového zaměření úloh. Tabulka 7-4: Úspěšnost podle obsahové kategorie Populace 1 Obsahová kategorie Počet úloh 1995 1995-3. ročník 1995-4. ročník Průměrná úspěšnost v % Průměrná úspěšnost v % Celkem Dívky Chlapci Celkem Dívky Chlapci Hmota Fyzikální vlastnosti látek 9 47,0 44,9 49,3 56,8 53,6 60,2 Energie a fyzikální jevy - celkem 17 48,6 43,7 51,0 59,5 56,9 61,5 Druhy, zdroje a přeměny energie 3 38,8 37,9 39,8 37,5 34,5 44,5 Teplo a teplota 5 39,8 38,3 41,6 56,1 54,7 57,6 Vlnění 1 78,7 79,5 77,9 89,3 90,4 88,2 Zvuk 1 42,5 46,2 38,5 50,6 51,3 49,9 Světlo 5 56,5 43,1 61,3 67,2 64,0 70,7 Magnetismus 2 53,4 48,5 58,1 71,1 64,2 66,6 Fyzikální přeměny 2 54,9 51,5 58,3 60,8 60,7 60,9 Síly a pohyb celkem 4 50,5 46,5 54,9 61,9 59,3 64,5 Čas, prostor, pohyb 1 77,1 76,8 77,4 90,1 90,6 89,6 Dynamika pohybu 2 51,5 47,9 55,6 64,6 62,5 66,8 Chování kapalin 1 21,7 13,3 30,9 28,2 21,4 34,8 Přírodní vědy, životní prostředí a přírodní zdroje 1 39,6 39,1 40,1 53,8 53,6 54,0 Země ve vesmíru 5 62,3 59,8 64,8 75,6 72,5 78,8 Povaha přírodních věd- Povaha vědeckých znalostí 2 36,7 35,3 38,2 48,9 46,4 47,8 Při hodnocení je třeba brát v úvahu různý počet úloh v jednotlivých obsahových kategoriích. Zabývat se budeme jen kategoriemi, kde byly alespoň 3 úlohy. V nejvíce zastoupených kategoriích Hmota a Energie a fyzikální jevy byla úspěšnost jak ve třetím, tak čtvrtém ročníku velmi podobná. Nejlépe si žáci obou ročníků vedli v kategorii Země ve vesmíru. V rámci obsahové kategorie Energie a fyzikální jevy byli žáci obou ročníků nejméně 33

úspěšní při řešení úloh týkajících se druhů, zdrojů a přeměn energie. Žáci 3. ročníku si pak hůře vedli také v úlohách z kategorie Teplo a teplota. Ve všech hlavních obsahových kategoriích si vedli o něco lépe chlapci než dívky. Největší rozdíl ve prospěch chlapců byl v obou ročnících u úlohy z kategorie Chování kapalin. Dívky byly úspěšnější při řešení úlohy z kategorie Vlnění a Zvuk. 7.1.4 Úspěšnost podle operační kategorie V tabulce 7-5 je uvedena průměrná úspěšnost žáků podle operačních kategorií, do kterých byly úlohy rozděleny. Při hodnocení je třeba opět brát v úvahu různý počet úloh v jednotlivých operačních kategoriích. Zabývat se budeme jen kategoriemi, kde byly alespoň 3 úlohy. Nejlépe řešili žáci obou ročníků úlohy spadající do kategorie Porozumění informaci, a to zejména informaci jednoduché. Nejméně úspěšní byli žáci v kategorii Teoretické uvažování, rozbor a řešení problémů. V této kategorii byli ve 3. ročníku chlapci výrazně úspěšnější než dívky. Tabulka 7-5: Úspěšnost podle operační kategorie Populace 1 Operační kategorie Počet úloh 1995 1995-3. ročník 1995-4. ročník Průměrná úspěšnost v % Průměrná úspěšnost v % Celkem Dívky Chlapci Celkem Dívky Chlapci Porozumění informaci 26 55,7 53,4 58,2 65,1 62,1 67,8 Jednoduchá informace 15 62,3 61,1 63,7 70,8 69,2 73,3 Složitější informace 11 46,8 43,0 50,6 57,3 52,5 60,2 Teoretické uvažování, rozbor a řešení problémů 8 34,3 25,1 38,3 47,4 45,6 49,4 Zobecňování a odvozování vědeckých principů 1 35,6 30,4 40,9 43,9 46,5 41,0 Používání vědeckých principů při kvantitativním řešení problémů 3 34,4 30,7 38,4 45,2 42,0 48,6 Používání vědeckých principů při vysvětlování 3 28,3 24,6 32,5 45,9 43,3 48,7 Vytváření, interpretace a aplikace modelů 1 50,6 48,7 52,7 62,3 62,3 62,4 Používání nástrojů a provádění rutinních a vědeckých postupů 4 43,6 42,8 44,6 59,8 57,5 62,0 Provádění rutinních experimentálních operací 1 53,6 52,2 55,1 70,4 69,2 71,6 Získávání dat 1 35,1 34,7 35,4 51,0 48,0 54,0 Interpretace dat 1 43,9 41,7 46,4 59,9 60,0 59,7 Používání přístrojů, laboratorního vybavení a počítačů 1 41,9 42,4 41,3 57,8 52,8 62,8 Zkoumání světa kolem nás - Návrh výzkumu 1 38,3 35,8 41,0 46,8 44,8 41,5 7.1.5 Shrnutí výsledků Úlohy s nejvyšší úspěšností - 3. ročník Nejvyšší úspěšnosti (90,8 %) dosáhli čeští žáci 3. ročníku v úloze E06, která se týkala teploty vesmírných těles. Druhá v pořadí byla úloha G09 týkající se vzniku duhy, kde byla úspěšnost 88,5 %. Třetí pak byla úloha A06, ve které měli žáci určit těleso s největší hmotností podle hloubky ponoru. Zde byla úspěšnost 80,3 %. 34

Úlohy s nejvyšší úspěšností - 4. ročník Ve 4. ročníku si čeští žáci vedli nejlépe v úloze G09 (vznik duhy), kde dosáhli úspěšnosti 95,0 %. Druhá byla úloha E06 (teplota vesmírných těles) s úspěšností 94,5 %. Na třetím místě byla s úspěšností 90,1 % úloha F04, kde bylo třeba seřadit vzestupně časové úseky. Úlohy s nejnižší úspěšností - 3. ročník Nejhůře si čeští žáci 3. ročníku vedli v úloze Z03, kde měli podle polohy rovnoramenné váhy určit těleso s největší hmotností (úloha je v plném znění v Příloze 1). Úplně správnou odpověď i se zdůvodněním uvedlo jen 17,8 % žáků. Druhou nejmenší úspěšnost (20,2 %) měli žáci v úloze Y01, kde měli vysvětlit, proč se při pohledu ze Země jeví Slunce i Měsíc jako stejně velké (úloha je v plném znění v Příloze 1). Třetí v pořadí pak byla úloha R01 s úspěšností 21,7 %. Žáci zde měli zakreslit hladinu vody v nakloněné konvici (úloha je v plném znění v Příloze 1). Úlohy s nejnižší úspěšností - 4. ročník Ve 4. ročníku měli žáci největší problém s úlohou R01 (hladina vody v konvici). Úspěšnost zde byla 28,2 %. Druhá nejnižší úspěšnost (30,9 %) byla v úloze G08, kde měli žáci vybrat obrázek, který správně znázorňuje plavání ledovce ve vodě. Třetí v pořadí pak byla úloha P03 s úspěšností 31,2 %, kde měli žáci vybrat, co se nepoužívá jako zdroj energie (úloha je v plném znění v Příloze 1). Úlohy s nejvyšším rozdílem v úspěšnosti ve prospěch žáků 4. ročníku Žáci 4. ročníku byli při řešení všech fyzikálních úloh úspěšnější než žáci 3. ročníku. Největší rozdíl 23,2 % byl u úlohy P05, kde se podle reakce na působení magnetu, mělo určit, která z látek je káva (úloha je v plném znění v Příloze 1). O 19,1 % byli žáci 4. ročníku úspěšnější v úloze O04, kde se měla vybrat správná odpověď na otázku, proč Měsíc svítí (úloha je v plném znění v Příloze 1). Třetí největší rozdíl (18,9 %) byl pak v již zmiňované úloze Z03, která byla pro žáky 3. ročníku nejobtížnější. Úlohy s nejmenším rozdílem v úspěšnosti žáků 3. a 4. ročníku Nejmenší rozdíl v úspěšnosti mezi žáky 3. a 4. ročníku (2,2 %) byl v úloze N04, která se týkala rozdílu v zanoření kostky ve sladké a slané vodě (úloha je v plném znění v Příloze 1). V úloze N07, kde se mělo určit, z čeho získává dívka energii na tlačení kola, byli žáci 4. ročníku úspěšnější jen o 2,5 % (úloha je v plném znění v Příloze 1). Třetí nejmenší rozdíl (3,6 %) byl pak v úloze H01 týkající se varu vody. Úlohy, kde byly dívky úspěšnější než chlapci Ve 3. i 4. ročníku byly dívky úspěšnější při řešení úloh R05 (nitkový telefon) a R04 (důvod užívání opalovacích krémů). Ve 3. ročníku pak úspěšnost dívek přesahovala chlapce alespoň o jedno procento u dalších 2 úloh (Q09, O04) a ve 4. ročníku u 3 úloh (Q07, W01, R08). Úlohy řešené nejlépe oproti mezinárodnímu průměru Žáci 3. ročníku řešili oproti mezinárodnímu průměru nejlépe následující tři úlohy. V úloze R08 (určení předmětu vytvářejícího vlastní světlo) byli úspěšnější o 15,8 %, v úloze F04 (seřazení časových úseků) byli úspěšnější o 15,6 % a v úloze R04 (důvod užívání opalovacích krémů) byli úspěšnější o 13,5 %. Žáci 4. ročníku řešili vzhledem k mezinárodnímu průměru rovněž nejlépe úlohu R08, kde byli lepší o 17,1 %. Dále pak byli lepší o 16,2 % v úloze N01 (podle teploty určit, kde sněžilo) a o 16 % v úloze F04 (seřazení časových úseků). 35

Úlohy řešené nejhůře oproti mezinárodnímu průměru Žáci 3. ročníku byli pod mezinárodním průměrem v řešení 10 úloh, žáci 4. ročníku pak při řešení 6 úloh. Horšího výsledku než mezinárodní průměr dosáhli žáci obou ročníků v úlohách R05 (nitkový telefon), X01 (chladnutí polévky s pokličkou či bez), Z03 (výběr tělesa s největší hmotností), P03 (co není zdrojem energie), a D01 (proč je nádobí z mědi). Žáci 3. ročníku pak byli horší ještě v úlohách O04 (proč v noci svítí Měsíc), Q09 (proč stoupá kapalina v teploměru), B01 (kterou směs rozdělí magnet), A06 (určení tělesa s největší hmotností podle hloubky ponoru) a O08 (jak oddělit ocelové piliny a písek). Žáci 4. ročníku pak byli horší v úloze H01 (var vody). Největší rozdíly byly u úloh R05 (3. ročník 6,4 %, 4. ročník 7,9 %) a X01 (3. ročník 6,4 %, 4. ročník 7,2 %) a u 3. ročníku v úloze O04 (7, 8 %). 7.2 2. populace 1995 a 1999 7.2.1 Výběr úloh Z přírodovědných úloh byly vybrány jednak všechny úlohy označené autory testu jako fyzikální, a pak také úlohy z dalších tematických celků, které se zabývají problematikou, která se v České republice probírá obvykle ve fyzice, nebo se fyzikálních témat nějak dotýkají. V tabulce 7-6 je uveden počet vybraných úloh z jednotlivých tematických celků a jejich zastoupení podle typu. Tabulka 7-6: Zastoupení úloh podle typu Populace 2 Typ úlohy Počet úloh Volba odpovědi Otevřená - krátká odpověď Otevřená dlouhá odpověď 1995 1999 1995 1999 1995 1999 1995 1999 Fyzika 40 39 28 28 9 11 3 0 Vědecké zkoumání a podstata přírodních věd 5 10 5 8 0 2 0 0 Životní prostředí a přírodní zdroje 1 1 1 1 0 0 0 0 Zeměpis 4 4 4 2 0 2 0 0 Chemie 1 1 1 1 0 0 0 0 Přírodopis 0 2 0 0 0 2 0 0 7.2.2 Celková úspěšnost a úspěšnost podle typu úlohy Tabulka 7-7 zachycuje celkovou průměrnou úspěšnost žáků ve vybraných fyzikálních úlohách. Čeští žáci dosáhli v obou ročnících v roce 1995 i v roce 1999 výsledku lepšího než mezinárodní průměr. Chlapci byli vždy úspěšnější než dívky. V roce 1995 byli čeští žáci 8. ročníků o 5,2 % úspěšnější než v roce 1999. 36

Tabulka 7-7: Celková průměrná úspěšnost ve vybraných fyzikálních úlohách Populace 2 1995-7. ročník 1995-8. ročník 1999 8. ročník Celková průměrná úspěšnost v % Celková průměrná úspěšnost v % Celková průměrná úspěšnost v % Celkem Dívky Chlapci Celkem Dívky Chlapci Celkem Dívky Chlapci ČR 57,3 54,7 59,8 62,9 58,7 66,9 57,7 54,5 61,0 Mezinárodní průměr 49,6 47,5 51,0 53,9 52,2 56,9 50,8 49,1 52,7 V tabulce 7-8 je uvedena průměrná úspěšnost českých žáků v úlohách jednotlivých typů. Jak žáci 7. a 8. ročníků v roce 1995, tak žáci 8. ročníků v roce 1999 byli nejúspěšnější při řešení úloh s výběrem odpovědi, které byly nejvíce zastoupené. Nejméně úspěšní byli při řešení úloh s dlouhou otevřenou odpovědí, ty však byly jen tři v roce 1995. Tabulka 7-8: Úspěšnost podle typu úlohy Populace 2 Počet úloh 1995-7. ročník 1995-8. ročník 1999 8. ročník Typ Průměrná úspěšnost v % Průměrná úspěšnost v % Průměrná úspěšnost v % úlohy 1995 1999 Celkem Dívky Chlapci Celkem Dívky Chlapci Celkem Dívky Chlapci Volba odpovědi 39 40 62,1 59,6 64,7 68,1 64,1 71,9 65,3 62,5 68,3 Otevřená - krátká odpověď 9 17 49,6 46,3 52,9 52,0 47,8 56,0 40,2 36,2 44,4 Otevřená dlouhá odpověď 3 0 16,8 16,8 16,8 28,5 20,4 35,7 - - - 7.2.3 Úspěšnost podle obsahové kategorie Tabulka 7-9 zachycuje průměrnou úspěšnost žáků podle obsahového zaměření úloh. Při hodnocení je třeba brát v úvahu různý počet úloh v jednotlivých obsahových kategoriích. Zabývat se budeme jen kategoriemi, kde byly alespoň 3 úlohy. Nejlépe si žáci obou ročníků v roce 1995 i žáci v roce 1999 vedli v kategorii Síla a pohyb. Nejhorších výsledků dosáhli žáci všech skupin v kategorii Povaha přírodních věd. V rámci nejvíce zastoupené obsahové kategorie Energie a fyzikální jevy byli žáci všech skupin nejméně úspěšní při řešení úloh týkajících se druhů, zdrojů a přeměn energie. Téměř ve všech hlavních obsahových kategoriích si vedli o něco lépe chlapci než dívky. Pouze v kategorii Povaha přírodních věd byly v roce 1999 o 0,8 % lepší dívky. Největší rozdíl ve prospěch chlapců byl ve všech skupinách u úlohy z kategorie Chování kapalin. Dívky v 7. ročníku v roce 1995 byly úspěšnější při řešení úlohy z kategorie Zvuk a kategorie Druhy sil. V 8. ročníku v roce 1995 pak byly dívky úspěšnější při řešení úloh z kategorie Magnetismus. V roce 1999 byly dívky úspěšnější při řešení úlohy z kategorie Vlnění a v již výše zmiňované kategorii Povaha přírodních věd. 37

Tabulka 7-9: Úspěšnost podle obsahové kategorie Populace 2 Obsahová kategorie Počet úloh 1995-7. ročník 1995-8. ročník 1999 8. ročník Průměrná úspěšnost v % Průměrná úspěšnost v % Průměrná úspěšnost v % 1995 1999 Celkem Dívky Chlapci Celkem Dívky Chlapci Celkem Dívky Chlapci Hmota fyzikální vlastnosti látek Struktura hmoty atomy, ionty, molekuly 2 1 27,0 24,1 29,9 30,9 30,1 31,6 29,4 24,2 34,8 2 1 61,0 59,1 62,6 65,8 62,4 69,3 71,8 70,7 73,0 Energie a fyzikální jevy - celkem 29 32 56,5 54,5 58,6 63,4 60,1 66,5 56,3 53,0 59,7 Druhy, zdroje a přeměny energie 8 8 38,1 36,5 39,8 51,2 47,3 54,8 45,5 43,0 48,2 Teplo a teplota 4 5 61,6 60,3 63,1 67,9 66,0 69,7 49,0 43,8 54,5 Vlnění 1 1 64,4 62,5 66,4 63,0 56,9 68,6 75,4 76,3 74,4 Zvuk 1 2 73,2 75,4 70,7 75,6 71,4 79,2 65,9 65,5 66,4 Světlo 10 11 55,2 53,0 57,4 60,8 57,4 64,1 58,1 54,9 61,3 Elektřina 3 3 77,4 72,7 82,0 80,7 75,9 85,5 72,0 67,2 76,9 Magnetismus 2 2 82,8 80,5 85,1 84,3 85,0 83,5 65,2 60,4 71,0 Fyzikální přeměny 4 3 62,0 61,2 62,7 67,9 64,1 71,5 64,6 63,2 66,1 Síly a pohyb celkem 7 8 70,5 66,2 74,9 73,1 65,6 80,2 69,7 66,2 73,7 Druhy sil 1 1 84,1 84,5 83,7 81,4 79,4 83,3 64,8 56,6 74,1 Čas, prostor, pohyb 3 4 63,7 59,2 68,3 68,7 62,5 74,8 71,0 70,9 71,3 Dynamika pohybu 2 2 70,9 66,9 75,3 75,2 66,9 82,5 75,5 70,6 80,8 Chování kapalin 1 1 76,6 67,3 85,4 74,1 58,5 88,9 58,4 48,4 69,1 Přírodní vědy, životní prostředí a 1 0 40,9 35,5 46,2 51,1 43,3 59,0 - - - přírodní zdroje Země ve vesmíru 3 3 57,4 52,8 62,3 59,7 53,3 65,6 54,3 48,9 60,2 Povaha přírodních věd-celkem 4 7 47,1 44,2 49,9 51,3 45,2 57,1 51,3 51,8 51,0 Vědecký výzkum 1 2 37,0 32,8 41,7 41,5 34,0 48,8 33,0 34,0 31,9 Povaha vědeckých znalostí 3 5 50,4 47,9 52,7 54,6 49,0 59,9 58,7 58,9 58,7 Vztah mezi přírodními vědami,technikou a matematikoupřínos přírodních věd pro techniku a matematiku 1 1 80,5 77,0 84,4 80,3 76,0 84,4 27,1 25,6 28,9 38

7.2.4 Úspěšnost podle operační kategorie V tabulce 7-10 je uvedena průměrná úspěšnost žáků podle operačních kategorií, do kterých byly úlohy rozděleny. Při hodnocení je třeba opět brát v úvahu různý počet úloh v jednotlivých operačních kategoriích. Zabývat se budeme jen kategoriemi, kde byly alespoň 3 úlohy. Při porovnání dvou operačních kategorií, které obsahovaly nejvíce úloh, si čeští žáci všech skupin vedli výrazně lépe v kategorii Porozumění informaci. Lépe přitom řešili úlohy týkající se složitější informace. Méně úspěšní pak byli žáci v kategorii Teoretické uvažování, rozbor a řešení problémů, a to zejména v úlohách zaměřených na používání vědeckých principů při vysvětlování. V roce 1995 byli žáci obou ročníků nejúspěšnější v řešení úloh z kategorie Používání nástrojů a provádění rutinních a vědeckých postupů, a to zejména dvou úloh na získávání dat. V roce 1999 pak byli žáci při řešení těchto úloh výrazně méně úspěšní (o více než 25 %). Při řešení úloh z kategorie Zkoumání světa kolem nás týkajících se návrhu výzkumu byli žáci v roce 1999 naopak výrazně úspěšnější než žáci v roce 1995. V roce 1995 byli chlapci ve všech operačních kategoriích úspěšnější než dívky, přičemž rozdíly ve prospěch chlapců byly vesměs vyšší v 8. ročníku. V roce 1999 byly dívky úspěšnější v úlohách zaměřených na návrh výzkumu (o 3,5 %). 39

Tabulka 7-10: Úspěšnost podle operační kategorie Populace 2 Počet úloh 1995-7. ročník 1995-8. ročník 1999 8. ročník Průměrná úspěšnost v % Průměrná úspěšnost v % Průměrná úspěšnost v % Operační kategorie 1995 1999 Celkem Dívky Chlapci Celkem Dívky Chlapci Celkem Dívky Chlapci Porozumění informaci Jednoduchá informace Složitější informace Teoretické uvažování, rozbor a řešení problémůcelkem Zobecňování a odvozování vědeckých principů Používání vědeckých principů při kvantitativním řešení problémů 32 34 64,2 61,4 66,9 70,3 66,4 74,0 64,2 60,7 68,0 18 16 61,4 59,3 63,5 67,9 65,2 70,4 63,5 59,5 67,8 14 18 67,8 64,2 71,4 73,4 68,0 78,5 64,8 61,7 68,1 13 14 40,7 38,4 43,0 47,5 41,7 52,9 44,3 39,6 49,0 1 0 52,6 49,8 55,6 58,1 52,9 63,1 - - - 7 13 46,5 44,1 49,0 54,3 48,7 59,4 44,0 39,0 49,2 Používání vědeckých principů při 5 1 31,5 30,8 32,2 35,8 31,0 40,4 47,5 47,6 47,3 vysvětlování Používání nástrojů a provádění rutinních a 3 2 78,2 76,3 80,4 77,8 74,8 80,5 45,4 44,9 46,0 vědeckých postupů - celkem Získávání dat 2 2 73,4 71,3 75,8 71,8 69,1 74,4 45,4 44,9 46,0 Interpretace dat 1 0 59,0 57,1 61,0 63,4 59,5 67,1 - - - Zkoumání světa kolem nás-celkem 3 6 34,3 32,8 35,9 36,4 33,5 39,2 56,3 56,5 56,4 Interpretace získaných dat 0 2 - - - - - - 54,2 54,3 54,1 Formulace závěrů ze získaných dat 0 2 - - - - - - 51,4 49,6 53,1 Návrh výzkumu 3 2 34,3 32,8 35,9 36,4 33,5 39,2 63,4 65,5 62,0 40

7.1.5 Shrnutí výsledků Úlohy s nejvyšší úspěšností - 7. ročník 1995 Nejvyšší úspěšnosti (92,6 %) dosáhli čeští žáci 7. ročníku v úloze G07, kde měli žáci určit správné umístění baterií ve svítilně. Druhá v pořadí byla úloha D02 týkající se magnetických vlastností látek (úloha je v plném znění v Příloze 2), kde byla úspěšnost 90,3 %. Třetí pak byla úloha H03, zabývající se svitem Měsíce. Zde byla úspěšnost 88,7 %. Úlohy s nejvyšší úspěšností - 8. ročník 1995 V 8. ročníku si čeští žáci vedli nejlépe v již zmiňované úloze D02 (magnetické vlastnosti látek), kde dosáhli úspěšnosti 94,1 %. Druhá byla úloha G07 (umístění baterií ve svítilně) s úspěšností 93,9 %. Na třetím místě byla s úspěšností 92,3 % úloha B06, kde bylo třeba určit barvu nátěru, která odráží nejvíce světla (úloha je v plném znění v Příloze 2). Úlohy s nejvyšší úspěšností - 8. ročník 1999 V roce 1999 byli čeští žáci nejúspěšnější (96,6 %) v úloze G07 (umístění baterií ve svítilně), která patřila k nejlépe řešeným i v roce 1995. Druhá v pořadí s úspěšností 94,2 % byla úloha J04 týkající se odpařování vody (úloha je v plném znění v Příloze 2). Třetí byla úloha D02 (magnetické vlastnosti látek) s úspěšností 90,7 %, ve které byli čeští žáci úspěšní i v roce 1995. Úlohy s nejnižší úspěšností - 7. ročník 1995 Nejhůře si čeští žáci 7. ročníku vedli v úloze Y01, která se týkala přeměn energie v lampě (úloha je v plném znění v Příloze 2). Správnou odpověď i se zdůvodněním uvedlo jen 4,9 % žáků. Druhou nejmenší úspěšnost měli žáci v úloze Y02, kde měli určit teplotu sněhové koule po chvíli zahřívání (úloha je v plném znění v Příloze 2). Úplně správnou odpověď i se zdůvodněním uvedlo 11,6 % žáků. Třetí v pořadí pak byla úloha P02 s úspěšností 12,3 %, která se zabývala množstvím světla dopadajícím na stěnu při různé vzdálenosti zdroje (úloha je v plném znění v Příloze 2). Úlohy s nejnižší úspěšností - 8. ročník 1995 Ve 8. ročníku měli žáci největší problém s již výše zmiňovanou úlohou Y02 (teplota sněhové koule po chvíli zahřívání). Úplně správnou odpověď i se zdůvodněním uvedlo 17,4 % žáků. Druhá nejnižší úspěšnost (22,9 %) byla v úloze P02 (množství světla dopadající na stěnu při různé vzdálenosti zdroje). Třetí v pořadí pak byla úloha H05 s úspěšností 25,1 %, týkající se původu energie obsažené v jídle (úloha je v plném znění v Příloze 2). Úlohy s nejnižší úspěšností - 8. ročník 1999 V roce 1999 řešili čeští žáci nejhůře úlohu X01, která se týkala přeměn energie v lampě (úloha je v plném znění v Příloze 2). Správnou odpověď se zdůvodněním uvedlo 7, 5 % žáků. S obdobnou úlohou měli problémy žáci i v roce 1995 (úloha Y01). Druhá nejnižší úspěšnost (18 %) byla v úloze H05 (původ energie obsažené v jídle), která byla součástí testu i v roce 1995 a i tehdy byla úspěšnost řešení nízká. Třetí v pořadí pak byla úloha W03, kde měli žáci popsat chování pružiny při zavěšování závaží na základě údajů v tabulce. Správnou odpověď uvedlo 20, 4 % žáků. 41

Rozdíly v úspěšnosti žáků 7. a 8. ročníku 1995 Úlohy s nejvyšším rozdílem v úspěšnosti ve prospěch žáků 8. ročníku 1995 Největší rozdíl 16,5 % v úspěšnosti ve prospěch žáků 8. ročníku byl shodně u úloh C12 (určení, co není fosilní palivo) a R02 (proč se košile osvícená bílým světlem jeví modrá - úloha je v plném znění v Příloze 2). O 15,4 % byli žáci 8. ročníku úspěšnější v úloze Y01 (přeměny energie v lampě - úloha je v plném znění v Příloze 2). Úlohy s nejvyšším rozdílem v úspěšnosti ve prospěch žáků 7. ročníku 1995 Žáci 7. ročníku byli v řešení 10 fyzikálních úloh úspěšnější než žáci 8. ročníku. Rozdíl ale nikde nepřesáhl 4 %. Největší rozdíl (3, 4 %) byl úloze H03 týkající se svitu Měsíce. V úloze I15, kde měli klasifikovat tvrzení o experimentu, byli žáci 7. ročníku úspěšnější o 3,0 % (úloha je v plném znění v Příloze 2). V úloze K17 týkající se působení gravitace na padající jablko byli pak úspěšnější o 2,7 % (úloha je v plném znění v Příloze 2). Rozdíly v úspěšnosti chlapců a dívek 7. a 8. ročník 1995 Chlapci byli v 7. i 8. ročníku výrazně úspěšnější v úloze N03 (vyvození závěru z pokusu) v 7. ročníku o 18,6 %, v 8. ročníku o 22,9 % a v úloze D01 (průchod světla lupou - úloha je v plném znění v Příloze 2) v 7. ročníku o 17,9 %, v 8. ročníku o 26,9 %. Třetí úlohou s nejvyšším rozdílem v úspěšnosti ve prospěch chlapců v 7. ročníku (o 18,1 %) pak byla úloha N10 (hladina vody v nakloněné konvi - úloha je v plném znění v Příloze 2) a v 8. ročníku úloha L01 (otáčivý účinek dvojice sil - úloha je v plném znění v Příloze 2), tady to bylo o 22,4 %. Dívky byly v 7. ročníku úspěšnější v 10 úlohách a v 8. ročníku v 8 úlohách. Rozdíly v úspěšnosti byly ale nižší. V 7. ročníku byl nejvyšší rozdíl (8,3 %) v úloze C12 (co není fosilní palivo) a v 8. ročníku v úloze I16 (tepelná vodivost materiálů - úloha je v plném znění v Příloze 2), zde byl rozdíl 6,1 %. Rozdíly v úspěšnosti chlapců a dívek 8. ročník 1999 Největší rozdíl v úspěšnosti ve prospěch chlapců (30,2 %) byl v úloze N10 (svit svítilen s bílým a černým reflektorem - úloha je v plném znění v Příloze 2). Druhou úlohou s největším rozdílem (20,7 %) byla úloha Q12 (hladina vody v nakloněné trubici). Třetí v pořadí s rozdílem 20,2 % byla úloha I15 (tepelná vodivost materiálů). Dívky byly úspěšnější než chlapci v 9 úlohách, v žádné ale rozdíl nepřesáhl 5 %. Nejvyšší rozdíl (4,9 %) byl v úloze P07 (proč je třeba opakovat měření - úloha je v plném znění v Příloze 2). Úlohy řešené nejlépe oproti mezinárodnímu průměru 7. a 8. ročník 1995 Žáci 7. i 8. ročníku řešili oproti mezinárodnímu průměru nejlépe stejné tři úlohy, jen pořadí v rozdílu bylo odlišné. V úloze K 17 (působení gravitace na padající jablko - úloha je v plném znění v Příloze 2) byli žáci 7. ročníku úspěšnější o 34,9 % a žáci 8. ročníku o 26,7 %. V úloze N10 (hladina vody v nakloněné konvi - úloha je v plném znění v Příloze 2) byli žáci 7. ročníku úspěšnější o 30,1 % a žáci 8. ročníku o 21,8 %. V úloze E07 (stavba atomového jádra) byli žáci 7. ročníku úspěšnější o 27,1 % a žáci 8. ročníku o 31,2 %. O 27,1 % byli žáci 7. ročníku úspěšnější i v úloze O10 (póly rozříznutého magnetu - úloha je v plném znění v Příloze 2). 42

Úlohy řešené nejlépe oproti mezinárodnímu průměru 8. ročník 1999 Žáci 8. ročníku byli oproti mezinárodnímu průměru nejúspěšnější v následujících třech úlohách. Největší rozdíl (28,7 %) byl v úloze J05 (působení gravitace na raketu - úloha je v plném znění v Příloze 2). Druhý největší rozdíl (25,4 %) byl podobně jako v roce 1995 v úloze E07 (stavba atomového jádra). Třetí v pořadí pak byla úloha F02 (proč se nosí v létě světlé šaty - úloha je v plném znění v Příloze 2) s rozdílem 20,5 %. Úlohy řešené nejhůře oproti mezinárodnímu průměru 7. a 8. ročník 1995 Čeští žáci 7. ročníku byli pod mezinárodním průměrem v řešení 10 úloh, žáci 8. ročníku při řešení 9 úloh. Žáci 7. ročníku řešili oproti mezinárodnímu průměru nejhůře (o 16 %) úlohu H05 (původ energie obsažené v jídle - úloha je v plném znění v Příloze 2). Druhý největší rozdíl (8,9 %) byl u žáků 7. ročníku v úloze Q12 (svítilna s a bez reflektoru - úloha je v plném znění v Příloze 2). Třetí nejhorší výsledek vzhledem k mezinárodnímu průměru měli žáci 7. ročníku v úloze N03 (vyvození závěru z pokusu), byli horší o 8,7 %. Žáci 8. ročníku řešili oproti mezinárodnímu průměru nejhůře (o 12,2 %) výše zmiňovanou úlohu Q12 (svítilna s a bez reflektoru - úloha je v plném znění v Příloze 2). Druhá v pořadí byla úloha K10 (návrh důkazu existence vzduchu- úloha je v plném znění v Příloze 2), zde byl rozdíl u žáků 8. ročníku 7,4 %. Třetí nejhorší výsledek vzhledem k mezinárodnímu průměru měli žáci 8. ročníku v úloze J05 (druh záření způsobujícího opálení - úloha je v plném znění v Příloze 2), byli horší o 5,2 %. Úlohy řešené nejhůře oproti mezinárodnímu průměru 8. ročník 1999 Čeští žáci 8. ročníku byli v roce 1999 pod mezinárodním průměrem v řešení 9 úloh. Rozdíl v úspěšnosti přesáhl 5 % u tří úloh. V úloze K10 (póly rozříznutého magnetu) byli horší o 9,5 %, v úloze H05 (původ energie obsažené v jídle - úloha je v plném znění v Příloze 2) byli horší o 6,5 % a v úloze G12 (výběr neobnovitelného zdroje) byli horší o 6,5 %. Srovnání výsledků žáků 8. ročníku v roce 1995 a 1999 Žáci řešili v obou letech 18 úplně stejných úloh. Úlohy s největším rozdílem ve výsledku ve prospěch žáků v roce 1999 Čeští žáci 8. ročníku v roce 1999 byli oproti žákům 8. ročníku v roce 1995 úspěšnější při řešení 5 úloh, rozdíly nepřesáhly 4 %. V úloze G10 (co by zůstalo ze židle po odstranění všech atomů) byli lepší o 3,7 %, v úloze G07 (správné umístění baterií ve svítilně) o 2,7 % a v úloze A10 (důvod špatné viditelnosti objektů v tmavé místnosti zvenčí) o 1,7 %. Úlohy s největším rozdílem ve výsledku ve prospěch žáků v roce 1995 V roce 1995 byli čeští žáci 8. ročníku oproti žákům 8. ročníku v roce 1999 úspěšnější ve 13 úlohách. Největší rozdíl (10,6 %) byl v úloze C12 (co není fosilní palivo). V úloze H05 (původ energie obsažené v jídle - úloha je v plném znění v Příloze 2) byli úspěšnější o 7,1 % a v úloze B03 (určení hustoty z objemu a hmotnosti - úloha je v plném znění v Příloze 2) o 6,3 %. 43

8 Praktické úlohy 2. populace 1995 Jednou z částí výzkumu TIMSS 1995 bylo testování praktických dovedností žáků. Toto testování probíhalo u žáků 1. a 2. populace (1. populace - žáci třetích a čtvrtých ročníků ZŠ, 2. populace - žáci sedmých a osmých ročníků ZŠ a odpovídajících ročníků víceletých gymnázií). Česká republika se zapojila jen do testování žáků 2. populace, které proběhlo ve druhé polovině školního roku 1994/95. Praktické úlohy jsou zajímavé zejména tím, že nekladou důraz na zjišťování znalostí žáků, ale zaměřují se na jejich komplexnější schopnosti a dovednosti prokazované na podkladě vlastního experimentování a dalších s ním spojených aktivit. Zadání praktických úloh proběhlo v 21 zemích na celém světě. Celkem se této části šetření zúčastnilo asi 15 000 žáků z 1 500 škol. V tabulce 8-1 je přehled zemí, které prováděly testování praktických dovedností v populaci 2 a v populaci 1 (podle [3], s.9). Tabulka 8-1: Země, které se zúčastnily testování praktických úloh: Populace 2 Populace 1 Anglie Norsko Austrálie Austrálie Portugalsko Hongkong Česká republika Rumunsko Kanada Hongkong Skotsko Kypr Írán Singapur Írán Izrael Slovinsko Izrael Kanada Španělsko Nový Zéland Kolumbie Švédsko Portugalsko Kypr Švýcarsko Slovinsko Nizozemska USA USA Nový Zéland V České republice bylo náhodně vybráno 50 škol, ve kterých proběhlo hlavní testování praktických úloh populace 2. V každé škole se testování zúčastnilo 9 žáků z 8. třídy vybrané pro zadávání písemných testů. Při výběru vzorku byla striktně dodržována mezinárodní pravidla. Celkem v České republice praktické úlohy řešilo 450 žáků.(podle [2], s.7.) Testový soubor obsahoval celkem 12 úloh. Pět úloh bylo přírodovědných (Př), pět matematických (M) a dvě smíšené (M-Př). Podle času potřebného na vypracování byly úlohy rozděleny na 2 skupiny. Šest úloh bylo krátkých (žáci měli na jejich vypracování 15 minut) a šest dlouhých (žáci měli na jejich vypracování 30 minut). Názvy úloh a rozdělení úloh podle typu je v tabulce 8-2. Tabulka 8-2: Soubor praktických úloh pro populaci 2 Název Čas Typ PULS 15min Př MAGNETY 15min Př BATERIE 15min Př GUMIČKA 30min Př ROZPOUŠTĚNÍ 30min Př STÍNY 30min M-Př MODELÍNA 30min M-Př KOSTKA 15min M KALKULAČKA 15min M SKLÁDÁNÍ A STŘÍHÁNÍ 15min M ZA ROH 30min M BALENÍ 30min M 44

Při testování byly úlohy rozmístěny na 9 stanovištích označených písmeny A, B, C, D, E, F, G, H, I. Na 3 stanovištích byly vždy dvě krátké úlohy a na 6 stanovištích jedna dlouhá úloha. Každý žák navštívil tři stanoviště vybraná podle určitého klíče a strávil tak při vypracovávání úloh celkem 90 minut čistého času. Rozmístění úloh na stanovištích: A: KOSTKA & PULS B: KALKULAČKA & MAGNETY C: STÍNY D: SKLÁDÁNÍ A STŘÍHÁNÍ & BATERIE E: GUMIČKA F: BALENÍ G: ROZPOUŠTĚNÍ H: ZA ROH I: MODELÍNA 8.1 Celkové výsledky Do testování praktických dovedností žáků 8. ročníků se kromě ČR zapojilo dalších 18 zemí. Čeští žáci dosáhli v praktických úlohách výsledku lepšího než je mezinárodní průměr, a to jak v přírodních vědách, tak v matematice. Oproti písemné části testu se však zhoršili a v přírodních vědách je předstihlo 5 zemí. Rozdíl ve výsledku v písemném testu a praktických úlohách byl v přírodních vědách největší ze všech zemí. Pořadí zemí v přírodovědných praktických úlohách spolu s průměrnou úspěšností žáků je v tabulce 8-3. Tabulka 8-3: Průměrná úspěšnost žáků v praktických úlohách (v %) (dle [3], str. 11) přírodní vědy matematika celkem Singapur 72 70 71 Anglie 71 64 67 Švýcarsko 65 66 65 Skotsko 64 61 62 Austrálie 63 66 65 Švédsko 63 65 64 Česká republika 60 62 61 Kanada 59 62 60 Nizozemsko 58 62 60 Norsko 58 65 62 Nový Zéland 58 62 60 Slovinsko 58 64 61 Rumunsko 57 66 62 Španělsko 56 52 54 USA 55 54 55 Írán 50 54 52 Kypr 49 44 46 Portugalsko 47 48 47 Kolumbie 42 37 39 Mezinárodní průměr 58 59 59 země, jejichž žáci měli v písemném testu horší výsledky než čeští žáci 45

8.2 Výsledky českých žáků v jednotlivých přírodovědných úlohách Dále uvádíme, jaké úkoly žáci v jednotlivých přírodovědných úlohách řešili, na jaké schopnosti byly úlohy zaměřeny a jak čeští žáci uspěli v jednotlivých otázkách. Přesné znění úloh je v Příloze 3. Úloha: PULS Výsledky: Úkol: Zjisti, jak se během cvičení mění hodnota tvého pulsu. Celkem 3 otázky. Úloha zjišťuje žákovu schopnost: Určit vhodné časové intervaly pro získávání dat. V příslušných časových intervalech data získat a zaznamenat. Prezentovat přehledně získané údaje. Vyhodnotit a popsat trendy či závislosti v souboru získaných dat. Interpretovat získaná data s využitím vlastních znalostí funkcí lidského těla (srdce; oběhová,dýchací a svalová soustava). Tabulka 8-4: Úloha PULS Průměrná procentuální úspěšnost v celé Průměrná procentuální úspěšnost v jednotlivých otázkách Otázka 1 Otázka 2 Otázka 3 úloze Kvalita tabulky Kvalita dat Popis změn Zdůvodnění Česká republika 46 (2,9) 45 (5,5) 38 (4,8) 72 (3,8) 27 (2,6) Mezinár. průměr 44 (0,6) 49 (0,8) 41 (0,8) 60 (1,0) 27 (0,8) Poznámka: V závorkách je uvedena výběrová chyba. Stejně je tomu i v následujících tabulkách 8-5 až 10 a 8-12. V této úloze měla Česká republika výsledky srovnatelné s mezinárodním průměrem. V kvalitě tabulky a kvalitě dat měli čeští žáci mírně horší výsledky, ale v rámci chyby průměrného výsledku. Nadprůměrného výsledku dosáhli čeští žáci v otázce popis změn, která patřila celkově k nejsnadnějším. Nejobtížnějším úkolem bylo pro žáky vysvětlení příčin pozorovaných změn. 46

Úloha: MAGNETY Úkol: Použij věci na pracovišti k tomu, abys zjistil(a), zda je silnější magnet A nebo magnet B. Celkem 2 otázky. Úloha zjišťuje žákovu schopnost: Nalézt způsob řešení problému a použít ho. Popsat způsob řešení. Podpořit své závěry důkazy. Výsledky: Tabulka 8-5: Úloha MAGNETY Průměrná procentuální Průměrná procentuální úspěšnost v jednotlivých otázkách úspěšnost v celé úloze Otázka 1 Otázka 2 Určení magnetu Popis postupu Česká republika 86 (2,3) 86 (3,3) 86 (2,2) Mezinár. průměr 90 (0,5) 92 (0,6) 88 (0,6) V této úloze měla Česká republika mírně podprůměrné výsledky. Méně úspěšní byli čeští žáci zejména při správném určení silnějšího magnetu, a to o 6 % oproti mezinárodnímu průměru. 47

Úloha: BATERIE Úkol: Zjisti, které z baterií jsou dobré (nevybité) a které jsou vybité. Celkem 4 otázky. Úloha zjišťuje žákovu schopnost: Řešit problém včetně vytvoření a použití příslušné strategie. Použít experiment k podpoře svých závěrů. Použít obecné znalosti o elektřině a bateriích k správnému spojení článků. Zformulovat hypotézu pro vysvětlení experimentálních poznatků. Srozumitelně popsat strategii a závěry. Výsledky: Tabulka 8-6: Úloha BATERIE Průměrná procentuální úspěšnost v celé Průměrná procentuální úspěšnost v jednotlivých otázkách Otázka 1 Otázka 2 Otázka 3 Otázka 4 úloze určení monočlánků popis postupu výběr obrázku zdůvodnění Česká republika 66 (2,8) 76 (4,2) 63 (4,3) 87 (4,3) 39 (2,7) Mezinár. průměr 67 (0,5) 74 (0,9) 59 (1,0) 91 (0,6) 42 (0,7) V této úloze Česká republika dosáhla celkově výsledků srovnatelných s mezinárodním průměrem. Nejmenší problém měli žáci s určením správného umístění baterií ve svítilně, největší problém jim pak činilo zdůvodnění způsobu zapojení baterií. V obou těchto úkolech byli čeští žáci mírně pod mezinárodním průměrem. 48

Úloha: GUMIČKA Úkol: Zjisti, jak se mění délka gumičky se vzrůstajícím počtem matek, které jsou na ní zavěšeny. Celkem 6 otázek. Úloha zjišťuje žákovu schopnost: Dodržovat určitý postup. Měřit s přesností danou kvalitou poskytnutého experimentálního vybavení. Vytvořit tabulku a zapsat do ní údaje. Data z tabulky zpracovat graficky. Analyzovat data, rozpoznat závislost. Udělat závěry na základě získaných dat. Získat informace z tabulky nebo grafu. Provést extrapolaci z tabulky nebo grafu, aby bylo možné předpovědět další hodnoty, které již nelze získat v rámci pokusu. Srozumitelně a vědecky zapsat získané výsledky. Výsledky: Tabulka 8-7: Úloha GUMIČKA Průměrná procentuální úspěšnost v Průměrná procentuální úspěšnost v jednotlivých otázkách Otázka 1 Otázka 2 Otázka 3 Otázka 4 Otázka 5 Otázka 6 celé úloze kvalita tabulky kvalita dat kvalita grafu určení prodloužení popis závislosti odhad délky zdůvodnění Česká republika 65 (3,6) 81 (2,3) 86 (2,6) 44 (4,1) 54 (5,8) 70 (4,3) 66 (6,6) 54 (5,9) Mezinár. průměr 63 (0,6) 85 (0,7) 88 (0,7) 50 (0,8) 47 (1,0) 64 (0,9) 59 (1,1) 49 (1,0) V této úloze je celková procentuální úspěšnost českých žáků srovnatelná s mezinárodním průměrem. Podprůměrné výsledky českých žáků jsou vidět v kvalitě tabulky a zejména v kvalitě grafu. Naopak nadprůměrných výsledků dosáhli čeští žáci při určení prodloužení gumičky, při popisu závislosti v naměřených datech a odhadu délky gumičky po přidání závaží. 49

Úloha: ROZPOUŠTĚNÍ Výsledky: Úkol: Zjisti, jaký vliv má různá teplota vody na rychlost rozpouštění acylpyrinových tablet. Celkem 5 otázek. Úloha zjišťuje žákovu schopnost: Používat teploměr k měření teploty. Používat hodinky nebo stopky pro měření času. Řešit problém. Navrhnout experiment. Provést experiment. Vytvořit tabulku a systematicky zapisovat data. Shrnovat a dělat závěry z dat. Interpretovat data, vytvořit hypotézu k jejich vysvětlení. Pro vysvětlení dat využít obecné představy o roztocích, teplu a molekulárním pohybu. Zhodnotit výsledky, metody nebo experimentální vybavení. Srozumitelně popsat získané výsledky a svá vysvětlení. Tabulka 8-8: Úloha ROZPOUŠTĚNÍ Průměrná procentuální úspěšnost v celé Průměrná procentuální úspěšnost v jednotlivých otázkách Otázka 1 Otázka 2 Otázka 3 Otázka 4 Otázka 5 úloze Plán práce kvalita tabulky kvalita dat popis vlivu teploty vysvětlení změna plánu Česká republika 59 (2,3) 60 (3,6) 71 (2,8) 63 (3,0) 86 (3,1) 28 (3,4) 48 (4,5) Mezinár. průměr 49 (0,5) 44 (0,9) 62 (0,9) 59 (0,8) 77 (0,8) 22 (0,8) 30 (0,9) V této otázce Česká republika dosáhla nadprůměrného výsledku. Průměrná procentuální úspěšnost je srovnatelná pouze u otázky kvalita dat, ve všech ostatních otázkách byli čeští žáci lepší. Nejvýraznější rozdíl byl u otázek změna plánu (18%) a plán práce (16%). 50

Úloha: STÍNY Výsledky: Úkol: Zjisti, jak se mění velikost stínu, pohybuješ-li zdrojem světla nebo kartičkou. Celkem 6 otázek. Tento úkol je velmi rozsáhlý: první část (otázky 1,2) zjišťuje žákovu schopnost: Dodržovat určitý postup. Dělat pečlivá pozorování. Měřit, kdy je třeba. Shrnout svá pozorování a umět je popsat. Vysvětlit svá pozorování a umět je popsat. Vysvětlit svá zjištění s použitím obecných znalostí o podstatě světla a vzniku stínu. Druhá část (otázky 3-6) zjišťuje žákovu schopnost: Navrhnout a provést vědecký experiment. Popsat nebo vysvětlit použitou strategii a metody. Přesně měřit. Data prezentovat systematicky a organizovaně (tabulka nebo graf). Interpretovat data a vyvodit závěry. Pokusit se zobecnit experimentální data ( napsat pravidlo ). Tabulka 8-9: Úloha STÍNY Průměrná procentuální úspěšnost v celé Průměrná procentuální úspěšnost v jednotlivých otázkách Otázka 1 Otázka 2 Otázka 3 Otázka 4 Otázka 5 Otázka 6 úloze popis změn vysvětlení záznam vzdálenosti popis postupu zápis měření obecný závěr Česká republika 37 (1,9) 87 (2,7) 48 (2,9) 32 (3,5) 27 (2,9) 8 (2,4) 19 (3,8) Mezinár. průměr 35 (0,5) 75 (0,8) 33 (0,8) 30 (0,8) 27 (0.8) 25 (0,8) 21 (0,8) V této úloze Česká republika dosáhla průměrného výsledku. Jsou zde ale velké rozdíly v jednotlivých otázkách.výrazně nadprůměrný výsledek je vidět v otázkách popis změn (12%) a vysvětlení (15%), ale naopak výrazně podprůměrný výsledek je v otázce zápis měření (-17%). Důvodem zde mohlo být i to, že podobný úkol byl již v otázce 3 a více než polovina českých žáků pak již na tuto otázku neodpovídala. 51

Úloha: MODELÍNA Úkol: Použij váhy k tomu, abys co možná nejpřesněji navážil(a) různá množství modelíny. Popiš jak si postupoval(a). Celkem 4 otázky všechny dělené na a, b. Úloha zjišťuje žákovu schopnost: Vážit na vahách. Určené množství modelíny navážit s požadovanou přesností. Vhodně použít odhad. Řešit problém, t.j. vyvinout strategii pro navážení různých množství modelíny s použitím pouze dvou závaží 20 g a 50 g. Popsat svůj způsob řešení. Výsledky: Tabulka 8-10: Úloha MODELÍNA Průměrná Průměrná procentuální úspěšnost v jednotlivých otázkách procentuální Otázka 1A Otázka 1B Otázka 2A Otázka 2B Otázka 3A Otázka 3B Otázka 4A Otázka 4B úspěšnost v celé úloze vážení způsob řešení vážení způsob řešení vážení způsob řešení vážení způsob řešení Česká republika 68 (2,6) 95 (2,1) 96 (1,9) 74 (4,1) 62 (3,5) 65 (4,1) 44 (4,1) 58 (4,9) 51 (6,0) Mezinár. průměr 60 (0,6) 93 (0,5) 86 (0,6) 63 (1,0) 52 (0,9) 61 (1,0) 37 (0,9) 47 (1,0) 44 (1,0) V této úloze Česká republika dosáhla nadprůměrného výsledku. Čeští žáci byli lepší zejména v otázkách 1B a 2B popis přípravy kousku modelíny o hmotnosti 20 g a 10 g (10%), 2A a 4A navážení kousku modelíny o hmotnosti 10 g a 35 g (11%). 52

8.3 Výsledky podle operačních kategorií V této části ukážeme, jak úspěšní byli čeští žáci v jednotlivých operačních kategoriích. Otázky praktických úloh spadaly do třech hlavních operačních kategorií: Vědecké řešení problémů, aplikace osvojených pojmů a znalostí Používání vědeckých postupů Vědecké zkoumání Rozdělení jednotlivých otázek do těchto kategorií shrnuje tabulka 8-11. Průměrná procentuální úspěšnost v jednotlivých operačních kategoriích je pak v tabulce 8-12. Tabulka 8-11: Přiřazení jednotlivých položek testovaných úloh definovaným operačním kategoriím Vědecké řešení problémů, aplikace osvojených pojmů a znalostí Používání vědeckých principů při kvantitativním řešení problémů, používání vědeckých principů při vysvětlování Úloha Otázka Puls 3 Baterie 3,4 Gumička 6 Roztoky 4 Stíny 2 Modelína 2A,3A,4A Používání vědeckých postupů Používání přístrojů,laboratorního vybavení a počítačů,provádění rutinních experimentálních operací,získávání dat, organizace a prezentace dat interpretace dat Úloha Otázka Puls 1A Gumička 1A,2,3 Roztoky 2B Stíny 5 Modelína 1A Vědecké zkoumání Návrh výzkumu, provádění výzkumu, interpretace získaných dat, formulace závěrů ze získaných dat Úloha Otázka Puls 1B,2 Magnety 1,2 Baterie 1,2 Gumička 1B,4,5 Roztoky 1,2C,3,5 Stíny 1,3,6 Tabulka 8-12: Průměrná procentuální úspěšnost žáků 8. ročníků v jednotlivých operačních kategoriích - přírodověda Celková průměrná procentuální úspěšnost v celém testu Průměrná procentuální úspěšnost v jednotlivých operačních kategoriích Vědecké řešení problémů, aplikace osvojených pojmů a znalostí (12 položek) Používání vědeckých postupů (7 položek) Vědecké zkoumání (16 položek) Česká republika 61 (1,3) 53 (2,2) 57 (2,0) 65 (1,6) Mezinár. průměr 59 (0,3) 47 (0,5) 59 (0,4) 60 (0,4) Čeští žáci byli podobně jako žáci ostatních zemí nejúspěšnější v kategorii Vědecká zkoumání. Zde dosáhli i výsledku lepšího než mezinárodní průměr. Nejhorší byla úspěšnost v kategorii Vědecké řešení problémů, aplikace osvojených pojmů a znalostí, i zde však byli čeští žáci nad mezinárodním průměrem. V kategorii Používání vědeckých postupů dosáhli čeští žáci výsledku mírně horšího než mezinárodní průměr, ovšem v rámci chyby. 53

8.4 Rozbor schopností prolínajících více úlohami Některé schopnosti a dovednosti se testovaly současně v několika přírodovědných úlohách. Několik z nich jsme vybrali a v této části ukážeme, jak v nich byli úspěšní čeští žáci. Vybrané schopnosti: schopnost navrhnout experiment schopnost sestavit tabulku pro naměřená data schopnost naměřit smysluplná data schopnost zpracovat data graficky schopnost vyvodit obecné závěry z výsledků experimentu Jako výsledek je uváděn vždy průměr procent výskytu daného prolínajícího kódu ve výsledcích jednotlivých úloh. Vzhledem k tomuto způsobu výpočtu výsledků a skutečnosti, že ne nutně se jednotlivé kódy u úloh s prolínající schopností shodovaly, je možné, že se součet procent u jednotlivých kódů nebude nutně rovnat hodnotě 100%. 8.4.1 Navržení experimentu Součástí v podstatě každé z testovaných úloh bylo navrhnutí experimentu. Pro hodnocení této prolínající schopnosti byly vybrány ty přírodovědné úlohy, ve kterých bylo navržení experimentu hodnoceno. Jedná se o úlohy: S2 Magnety S3 Baterie S5 Rozpouštění SM1 Stíny Vzhledem k tomu, že kódy pro hodnocení jednotlivých úkolů těchto úloh byly často zcela odlišné, omezíme se jen na kódy zastupující úplně správnou, částečně správnou a nesprávnou odpověď. Tabulka 8-13: Navržení experimentu úplně správně navržený experiment 50,5 % částečně správně navržený experiment 17,4 % nesprávná odpověď 20,3 % neodpovědělo 13,1 % Z výsledků v tabulce 8-13 je vidět, že polovina testovaných žáků mohla být zcela spokojena s tím, jak si navrhla experiment. Naproti tomu třetina z nich vůbec nedokázala zformulovat vhodný postup. 8.4.2 Kvalita tabulky Tabulku si měli žáci připravit pro zápis výsledků svých pokusů celkem ve třech přírodovědných úlohách. Byly to: S1 Puls S4 Gumička S5 Rozpouštění Pro uznání tabulky za správnou bylo zpravidla nutné, aby obsahovala alespoň dvě měření (dvojici příslušně spárovaných hodnot). Tabulka musela také obsahovat správné značení, tj. 54

záhlaví u dat v řádkách i sloupcích, jednotky musely být uvedeny v záhlaví tabulky či u všech naměřených hodnot. Výsledky jsou v tabulce 8-14. Tabulka 8-14: Kvalita tabulky všechny požadavky na tabulku splněny 44,8 % jiná, avšak správná odpověď 6,5 % celkově úplně správně odpovědělo 51,3 % měření zapsána, ne však formou tabulky, ostatní kritéria splněna 2,2 % požadavky splněny až na správné značení tabulky, některá chybí 17,9 % záznam v tabulce spíše verbální než numerický 2,9 % jiná částečně správná odpověď 2,5 % celkově částečně správně odpovědělo 25,5 % neúplná tabulka, chybí jedna z proměnných 8,5 % měření jsou zapsána, nejsou však spárována do příslušných dvojic 2,7 % jiná nesprávná odpověď 4,9 % celkově nesprávně odpovědělo 16,1 % neodpovědělo 7,1 % Polovina testovaných žáků dokázala úplně správně připravit a vyplnit tabulku. Čtvrtina žáků si s úkolem poradila alespoň částečně a čtvrtina tabulku nedokázala smysluplně připravit a vyplnit vůbec. 8.4.3 Kvalita získaných dat Poté, co si žáci připravili tabulku, mohli do ní zapisovat svá získaná data. Kvalita dat se hodnotila u stejných úloh jako kvalita tabulky. S1 Puls S4 Gumička S5 Rozpouštění K tomu, aby byla získaná data hodnocena jako úplně správná, bylo třeba alespoň předem určeného počtu odpovídajících si hodnot, které se musely zpravidla pohybovat v určitém rozmezí. Data měla splňovat určité závislosti. Výsledky zachycuje tabulka 8-15. Tabulka 8-15: Kvalita získaných dat celkově úplně správně odpovědělo 41,0 % správné hodnoty dat i jejich průběh, měření je však méně, než bylo potřeba 19,3 % jiná částečně správná odpověď, nesplňující jen jedno kritérium 5,1 0% celkově částečně správně odpovědělo 24,7 % zapsána pouze dvě smysluplná měření, trend dat je správný 6,5 % data nevykazují předpokládaný trend 0,9 % jiná minimálně správná odpověď 5,2 % celkově minimálně správně odpovědělo 12,6 % měření jsou zapsána pouze pro jednu z veličin 5,0 % hodnoty nejsou smysluplné 2,2 % jiná nesprávná odpověď 6,5 % celkově nesprávně odpovědělo 13,7 % neodpovědělo 8% 55

Dvě pětiny žáků dokázaly naměřit požadovaný počet smysluplných dat. Další čtvrtina žáků pak získala použitelná data pro další zpracování a hledání závěrů, kterých bylo ale méně než se požadovalo nebo nesplňovala jedno jiné kritérium. Alespoň nějaká data splňující kriterium minimální odpovědi naměřilo 14 % žáků. 22 % žáků pak nebylo schopno naměřit žádná smysluplná data nebo vůbec neodpovědělo. 8.4.4 Grafické zpracování dat Grafické zpracování dat bylo testováno pouze u jedné z přírodovědných úloh. Vzhledem k tomu, že zejména ve fyzice se s grafy často pracuje, uvádíme, jak si čeští žáci s vytvořením grafu poradili. Grafické zpracování dat bylo požadováno v úkolu 2 úlohy S4 Gumička. Na přiložený milimetrový papír měli žáci za úkol graficky znázornit získané výsledky. Byla jim doporučena forma grafu nebo sloupcového diagramu. Kritéria pro úplně správnou odpověď byla následující: vyznačení správného měřítka na osách osy správně označeny, kde bylo třeba, očekával se zápis jednotek naměřené hodnoty byly správně vyneseny pozorovaný trend je pozorovatelný i z grafického znázornění Výsledky jsou v tabulce 8-16. Tabulka 8-16: Grafické zpracování dat úplně správně odpovědělo 16,1 % všechna kritéria splněna, kromě správného označení os 25,5 % kritéria splněna, některé hodnoty nesprávně vyneseny, trend je znatelný 1,3 % kritéria splněna, v grafu zobrazena prodloužení, ne skutečná délka 1,3 % jiná částečně správná odpověď splňující tři kritéria 1,3 % celkově částečně správně odpovědělo 29,4 % graf či sloupcový diagram neúplný, trend v datech je částečně vidět 6,0 % jiná minimální odpověď 4,0 % celkově minimálně správně odpovědělo 10,0 % graf neodpovídá v tabulce uvedeným hodnotám 1,3 % nakreslené grafické znázornění je nevyhovující nebo neúplné 6,7 % jiná nesprávná odpověď 6,7 % celkově nesprávně odpovědělo 14,7 % neodpovědělo 29,8 % Jen 16 % testovaných žáků dokázalo úplně správně vytvořit graf z naměřených hodnot. Čtvrtina žáků měla problém se značením os. Nevyhovující grafické znázornění dat bylo u 15 % žáků, 30 % žáků graf vůbec nenakreslilo. 8.4.5 Schopnost formulovat obecné závěry Schopnost učinit obecné závěry z výsledků pokusu, případně na základě vlastních znalostí vysvětlit výsledky pokusu, byla testována u těchto přírodovědných úloh: S1 Puls S3 Baterie S4 Gumička S5 Rozpouštění SM1 Stíny 56

Vzhledem k tomu, že kódy pro hodnocení jednotlivých úkolů těchto úloh byly často zcela odlišné, omezíme se jen na kódy zastupující úplně správnou, částečně správnou a nesprávnou odpověď. Výsledky jsou uvedeny v tabulce 8-17. Tabulka 8-17: Formulace závěrů úplně správně vyvozené závěry 17,5 % částečně správně vyvozené závěry 29,9 % nesprávná odpověď 30,5 % neodpovědělo 22,1 % Správné závěry dokázalo na základě svých experimentů vyvodit jen 18 % českých žáků. Téměř třetina žáků uváděla nesprávné závěry a dvě pětiny buď vůbec neodpověděly nebo jejich odpověď byla nesmyslná. 8.4.6 Shrnutí Z provedeného rozboru je vidět, že většina českých žáků byla schopna navrhnout experiment, naměřit smysluplná data a zaznamenat je do tabulky. Problémy žákům činilo grafické zpracování dat a zejména vyvozování závěrů. 57

9 Závěr V rámci úkolu byly shrnuty celkové výsledky českých žáků v přírodních vědách ve výzkumu TIMSS v letech 1995 a 1999, a to pro všechny věkové kategorie. Podrobně pak byly analyzovány výsledky českých žáků 1. a 2. populace ve fyzikálních úlohách. Byly zpracovány tabulky (celkem 128) s charakteristikami jednotlivých fyzikálních úloh, výsledky českých žáků, mezinárodními průměry a komentáři. Pozornost byla věnovaná i výsledkům podle typu úlohy, výsledkům v jednotlivých obsahových celcích a operačních kategoriích. Podrobně byly rozebrány také výsledky českých žáků 8. ročníků v přírodovědných praktických úlohách. Z provedených analýz vyplývají následující skutečnosti: Celkové výsledky 1. populace Žáci 1. populace dosáhli v přírodních vědách velmi dobrých výsledků. Žáci 3. ročníku se umístili na 8. místě z 26 zemí, statisticky významně lepšího výsledku dosáhli žáci 3 zemí (Korea, Japonsko, USA). Žáci 4. ročníků se umístili na 7. místě, statisticky významně lepší byli žáci 2 zemí (Korea, Japonsko). Čeští chlapci dosáhli v přírodních vědách statisticky významně lepších výsledků než děvčata. Řadíme se k zemím, kde byl rozdíl ve výsledcích chlapců a děvčat největší. Pro žáky obou ročníků byly nejméně obtížné úlohy z přírodopisu, nejobtížnější byly v průměru úlohy z oblasti životního prostředí a podstaty přírodních věd. Úspěšnost v úlohách z fyziky a chemie byla v obou ročnících nad mezinárodním průměrem a nelišila se významně od výsledku v celém přírodovědném testu. Čeští žáci 4. ročníku si relativně nejlépe vedli v úlohách věnovaných používání nástrojů a provádění rutinních a vědeckých postupů, a naopak nejnižší relativní úspěšnost měli v úlohách zjišťujících porozumění složitější informaci. Celkové výsledky 2. populace Výsledky žáků 2. populace v přírodních vědách byly v obou šetřeních statisticky významně lepší než mezinárodní průměr. Žáci 7. ročníku se v roce 1995 umístili na třetím místě mezi 41 zeměmi. Statisticky významně lepšího výsledku nedosáhla žádná země, srovnatelného výsledku dosáhlo 8 zemí. Žáci 8. ročníku byli na druhém místě. Statisticky významně lepšího výsledku dosáhli žáci Singapuru, srovnatelného výsledku dosáhlo dalších 6 zemí. V roce 1999 se žáci 8. ročníku umístili na 8 místě mezi 38 zeměmi. Statisticky významně lepšího výsledku dosáhli žáci Tchaj-wanu, srovnatelného výsledku dosáhlo dalších 12 zemí. Výsledky v přírodovědném testu v roce 1999 se oproti roku 1995 zhoršily, zhoršení bylo druhé největší po Bulharsku, přesto nebylo statisticky významné. Ke statisticky významnému zhoršení došlo jen ve skupině úloh z fyziky Čeští chlapci dosáhli v roce 1995 i 1999 statisticky významně lepších výsledků než děvčata. V roce 1999 jsme byly zemí, kde byl tento rozdíl největší. Ač chlapci dosáhli v matematickém i přírodovědném testu lepších výsledků, jejich školní výsledky tomu neodpovídají. V obou obdobích byly pro žáky nejméně obtížné úlohy z přírodopisu, k nejobtížnějším patřily úlohy z oblasti životního prostředí a podstaty přírodních věd. Úspěšnost v úlohách z fyziky byla v obou obdobích nad mezinárodním průměrem. V roce 1995 se výsledek ve fyzice v obou ročnících nelišil významně od výsledku v celém přírodovědném testu. V roce 1999 byli čeští žáci ve fyzice jedenáctí v pořadí, 58

statisticky významně lepšího výsledku dosáhli žáci 3 zemí (Singapur, Tchaj-wan, Japonsko), srovnatelného výsledku žáci dalších 14 zemí. Čeští žáci 8. ročníků v roce 1995 byli poměrně úspěšní při řešení úloh v operačních kategoriích porozumění jednoduché informaci, používání vědeckých principů při kvantitativním řešení problémů, interpretace dat a porozumění složitější informaci. Méně úspěšní pak byli v operačních kategoriích používání vědeckých principů při vysvětlování a návrh výzkumu. U všech typů úloh dosáhli čeští žáci 8. ročníků v obou testovacích obdobích výsledků lepších než mezinárodní průměr. Nejvyšší úspěšnosti dosahovali všichni žáci v úlohách s výběrem odpovědi. V roce 1995 byli čeští žáci výrazně méně úspěšní v úlohách s dlouhou otevřenou odpovědí, v roce 1999 pak v úlohách s krátkou otevřenou odpovědí. Celkové výsledky 3. populace V přírodovědné části testu matematické a přírodovědné gramotnosti byli čeští žáci na 14. místě z 21 zemí. Statisticky významně lepších výsledků dosáhli žáci 9 zemí, statisticky významně horších výsledků žáci Jihoafrické republiky a Kypru. V České republice byly velké rozdíly mezi nejlepšími a nejslabšími žáky. Výsledky testu přitom souvisely s typem studia. Čeští žáci gymnázií se umístili mezi žáky akademických programů ostatních zemí celkově na 4. místě. Čeští učňové patřili svými výsledky naopak k nejhorším (pátí od konce). Rozdíl ve výsledku mezi těmito skupinami byl ze všech zemí největší. Porovnáme-li výsledky 8. ročníků ZŠ a posledních ročníků SŠ v přírodních vědách v roce 1995, je patrné výrazné zhoršení středoškoláků. Jednou z příčin tohoto zhoršení může být odlišná skladba testů (pokleslo zastoupení úloh z chemie a zvýšil se podíl úloh vyžadujících uvažování a řešení problémových úloh na úkor úloh vyžadujících porozumění informaci). Další z příčin může být to, že v českém školství je velký podíl učňovských škol, kde je kladen malý důraz na všeobecnou složku vzdělávání. Ve fyzikálním testu se čeští žáci umístili na 14. místě ze 16 zemí. Statisticky významně horších výsledků dosáhli jen žáci USA, statisticky významně lepší výsledky měli žáci 11 zemí. Pokud bychom vybrali jen gymnazisty, kteří maturují z fyziky, umístili by se v celkovém pořadí všech zúčastněných zemí na 3. místě. Ve všech zemích dosahovali jak v testu gramotnosti, tak ve fyzikálním testu chlapci lepších výsledků než dívky. Česká republika patřila k zemím s největším rozdílem mezi chlapci a děvčaty, v obou případech byl rozdíl třetí nejvyšší. Fyzikální úlohy 1. populace Čeští žáci dosáhli ve vybraných 39 fyzikálních úlohách v obou ročnících výsledku lepšího než mezinárodní průměr. Chlapci byli úspěšnější než dívky. Čeští žáci obou ročníků byli nejúspěšnější při řešení úloh s výběrem odpovědi. Nejméně úspěšní byli při řešení úloh s dlouhou otevřenou odpovědí. Chlapci si oproti dívkám vedli výrazně lépe v otevřených úlohách s krátkou odpovědí. Nejlépe si žáci obou ročníků vedli v obsahové kategorii Země ve vesmíru. V nejvíce zastoupených obsahových kategoriích Hmota a Energie a fyzikální jevy byla úspěšnost v obou ročnících velmi podobná. V rámci obsahové kategorie Energie a fyzikální jevy byli žáci obou ročníků nejméně úspěšní při řešení úloh týkajících se druhů, zdrojů a přeměn energie. Žáci 3. ročníku si pak hůře vedli také v úlohách z kategorie Teplo a teplota. 59

Ve všech hlavních obsahových kategoriích si vedli o něco lépe chlapci než dívky. Největší rozdíl ve prospěch chlapců byl v obou ročnících u úlohy z kategorie Chování kapalin. Dívky byly úspěšnější při řešení úlohy z kategorie Vlnění a Zvuk. Co se týče operačních kategorií řešili žáci obou ročníků nejlépe úlohy spadající do kategorie Porozumění informaci, a to zejména informaci jednoduché. Nejméně úspěšní byli žáci v kategorii Teoretické uvažování, rozbor a řešení problémů. V této kategorii byli ve 3. ročníku chlapci výrazně úspěšnější než dívky. Žáci 3. ročníku byli pod mezinárodním průměrem v řešení 10 z 39 úloh, žáci 4. ročníku při řešení 6 úloh. Největší rozdíly byly u úloh R05 (nitkový telefon) a X01 (chladnutí polévky s pokličkou či bez) a u 3. ročníku v úloze O04 (proč v noci svítí Měsíc). Rozdíl se pohyboval mezi 6 až 8 %. Nejlépe oproti mezinárodnímu průměru řešili čeští žáci obou ročníků úlohy R08 (určení předmětu vytvářejícího vlastní světlo) a F04 (seřazení časových úseků). Žáci 3. ročníků pak ještě úlohu R04 (důvod užívání opalovacích krémů) a žáci 4. ročníků úlohu N01 (podle teploty určit, kde sněžilo). Rozdíl v úspěšnosti se pohyboval mezi 14 až 17 %. Nejúspěšnější byli čeští žáci obou ročníků v úlohách G09 (vznik duhy) a E06 (teplota vesmírných těles). Žáci 3. ročníků pak ještě v úloze A06 (určení tělesa s největší hmotností podle hloubky ponoru) a žáci 4. ročníků v úloze F04 (seřazení časových úseků). Čeští žáci 3. ročníku byli nejméně úspěšní v úloze Z03 (podle polohy rovnoramenné váhy určit těleso s největší hmotností). Druhou nejmenší úspěšnost měli tito žáci v úloze Y01 (proč se při pohledu ze Země jeví Slunce i Měsíc jako stejně velké). Třetí v pořadí pak byla úloha R01 (zakreslení hladiny vody v nakloněné konvici), což byla úloha, která činila největší problém žákům 4. ročníku. Druhou nejnižší úspěšnost měli žáci 4. ročníku v úloze G08 (výběr obrázku správně znázorňujícího plavání ledovce ve vodě). Třetí v pořadí byla úloha P03 (co se nepoužívá jako zdroj energie). Čeští žáci 4. ročníku byli při řešení všech fyzikálních úloh úspěšnější než žáci 3. ročníku. Největší rozdíl (23 %) byl u úlohy P05 (podle reakce na působení magnetu, určit, která z látek je káva). O 19 % byli žáci 4. ročníku úspěšnější v úloze O04 (proč svítí Měsíc) a v úloze Z03 (podle polohy rovnoramenné váhy určit těleso s největší hmotností), která byla pro žáky 3. ročníku nejobtížnější. Ve 3. i 4. ročníku byly dívky úspěšnější při řešení úloh R05 (nitkový telefon) a R04 (důvod užívání opalovacích krémů). Ve 3. ročníku pak úspěšnost dívek přesahovala chlapce alespoň o jedno procento u dalších 2 úloh (Q09, O04) a ve 4. ročníku u 3 úloh (Q07, W01, R08). Fyzikální úlohy 2. populace Čeští žáci dosáhli ve vybraných fyzikálních úlohách v obou šetřeních v roce 1995 (51 úloh) i v roce 1999 (57 úloh) výsledku lepšího než mezinárodní průměr. Chlapci byli vždy úspěšnější než dívky. V roce 1995 byli čeští žáci 8. ročníků o 5,2 % úspěšnější než v roce 1999. V obou šetřeních byli čeští žáci 2. populace nejúspěšnější při řešení úloh s výběrem odpovědi, které byly také nejvíce zastoupené. Nejméně úspěšní byli při řešení úloh s dlouhou otevřenou odpovědí, ty však byly jen tři v roce 1995. Nejlépe si žáci obou ročníků v roce 1995 i žáci v roce 1999 vedli v obsahové kategorii Síla a pohyb. Nejhorších výsledků dosáhli žáci všech skupin v kategorii Povaha přírodních věd. V rámci nejvíce zastoupené obsahové kategorie Energie a fyzikální 60

jevy byli žáci všech skupin nejméně úspěšní při řešení úloh týkajících se druhů, zdrojů a přeměn energie (stejně tomu bylo u 1. populace). Téměř ve všech hlavních obsahových kategoriích si vedli o něco lépe chlapci než dívky. Pouze v kategorii Povaha přírodních věd byly v roce 1999 o 0,8 % lepší dívky. Největší rozdíl ve prospěch chlapců byl ve všech skupinách u úlohy z kategorie Chování kapalin (stejně tomu bylo u 1. populace). Dívky v 7. ročníku v roce 1995 byly úspěšnější při řešení úlohy z kategorie Zvuk a kategorie Druhy sil. V 8. ročníku v roce 1995 byly dívky úspěšnější při řešení úloh z kategorie Magnetismus. V roce 1999 byly dívky úspěšnější při řešení úlohy z kategorie Vlnění a v již výše zmiňované kategorii Povaha přírodních věd. Při porovnání dvou operačních kategorií, které obsahovaly nejvíce úloh, si čeští žáci všech skupin vedli výrazně lépe v kategorii Porozumění informaci. Lépe přitom řešili úlohy týkající se složitější informace. Méně úspěšní pak byli žáci v kategorii Teoretické uvažování, rozbor a řešení problémů, a to zejména v úlohách zaměřených na používání vědeckých principů při vysvětlování. V roce 1995 byli žáci obou ročníků nejúspěšnější v řešení úloh z kategorie Používání nástrojů a provádění rutinních a vědeckých postupů, a to zejména dvou úloh na získávání dat. V roce 1999 pak byli žáci při řešení těchto úloh výrazně méně úspěšní (o více než 25 %). Při řešení úloh z kategorie Zkoumání světa kolem nás týkajících se návrhu výzkumu byli žáci v roce 1999 naopak výrazně úspěšnější než žáci v roce 1995. V roce 1995 byli chlapci ve všech operačních kategoriích úspěšnější než dívky, přičemž rozdíly ve prospěch chlapců byly vesměs vyšší v 8. ročníku. V roce 1999 byly dívky úspěšnější v úlohách zaměřených na návrh výzkumu (o 3,5 %). Čeští žáci 7. ročníku byli v roce 1995 pod mezinárodním průměrem v řešení 10 úloh, žáci 8. ročníku při řešení 9 úloh. V obou ročnících patřila k úlohám s největším rozdílem úloha Q12 (svítilna s a bez reflektoru). V 7. ročníku to pak byla ještě úloha H05 (původ energie obsažené v jídle) a úloha N03 (vyvození závěru z pokusu), v 8. ročníku úloha K10 (návrh důkazu existence vzduchu) a úloha J05 (druh záření způsobujícího opálení). V roce 1999 byli čeští žáci 8. ročníku pod mezinárodním průměrem rovněž v řešení 9 úloh. Největší rozdíl byl u úloh K10 (póly rozříznutého magnetu), H05 (původ energie obsažené v jídle) a G12 (výběr neobnovitelného zdroje). Žáci 7. i 8. ročníku v roce 1995 řešili oproti mezinárodnímu průměru nejlépe stejné tři úlohy - K 17 (působení gravitace na padající jablko), N10 (hladina vody v nakloněné konvi) a E07 (stavba atomového jádra). V 7. ročníku to pak byla ještě úloha O10 (póly rozříznutého magnetu), kde byl stejný rozdíl jako v úloze E07. V roce 1999 řešili žáci oproti mezinárodnímu průměru nejlépe úlohu J05 (působení gravitace na raketu) obdobnou úloze K17 z roku 1995 a stejnou úlohu E07. Třetí v pořadí pak byla úloha F02 (proč se nosí v létě světlé šaty). Nejúspěšnější byli čeští žáci v obou šetřeních v úlohách G07 (správné umístění baterií ve svítilně) a D02 (magnetické vlastnosti látek). V roce 1995 v 7. ročníku to byla ještě úloha H03 (svit Měsíce) a v 8. ročníku úloha B06 (barva nátěru, která odráží nejvíce světla). V roce 1999 patřila k nejúspěšnějším ještě úloha J04 (odpařování vody). V roce 1995 si čeští žáci obou ročníků nejhůře vedli v úlohách Y02 (teplota sněhové koule po chvíli zahřívání) a P02 (množství světla dopadajícího na stěnu při různé vzdálenosti zdroje). Žáci 7. ročníku pak měli největší problém ještě s úlohou Y01 (přeměny energie v lampě), obdobnou úlohu (X01) řešili nejhůře i čeští žáci v roce 1999. Žáci 8. ročníků v obou šetřeních měli rovněž problém s úlohou H05 (původ energie obsažené v jídle). V roce 1999 patřila k nejhůře řešeným ještě úloha W03 (popis chování pružiny při zavěšování závaží na základě údajů v tabulce). 61

Žáci 7. ročníku v roce 1995 byli v řešení 10 fyzikálních úloh úspěšnější než žáci 8. ročníku. Rozdíl ale nikde nepřesáhl 4 %. Největší rozdíl (3, 4 %) byl úloze H03 týkající se svitu Měsíce. Největší rozdíl v úspěšnosti (16,5 %)ve prospěch žáků 8. ročníku byl shodně u úloh C12 (určení, co není fosilní palivo) a R02 (proč se košile osvícená bílým světlem jeví modrá). V roce 1995 byli čeští žáci 8. ročníku oproti žákům 8. ročníku v roce 1999 úspěšnější ve 13 z 18 společných úloh. Největší rozdíl (10,6 %) byl v úloze C12 (co není fosilní palivo), dále v úloze H05 (původ energie obsažené v jídle) a v úloze B03 (určení hustoty z objemu a hmotnosti). Čeští žáci 8. ročníku v roce 1999 byli oproti žákům 8. ročníku v roce 1995 úspěšnější při řešení 5 úloh, rozdíly nepřesáhly 4 %. Dívky byly v roce 1995 v 7. ročníku úspěšnější než chlapci v 10 úlohách a v 8. ročníku v 8 úlohách. V 7. ročníku byl nejvyšší rozdíl (8,3 %) v úloze C12 (co není fosilní palivo) a v 8. ročníku v úloze I16 (tepelná vodivost materiálů), zde byl rozdíl 6,1 %. V roce 1999 byly dívky úspěšnější než chlapci v 9 úlohách, v žádné ale rozdíl nepřesáhl 5 %. Nejvyšší rozdíl (4,9 %) byl v úloze P07 (proč je třeba opakovat měření). Chlapci byli v roce 1995 v 7. i 8. ročníku výrazně úspěšnější než dívky v úloze N03 (vyvození závěru z pokusu) 7. ročník o 18,6 %, 8. ročník o 22,9 % a v úloze D01 (průchod světla lupou) 7. ročník o 17,9 %, 8. ročník o 26,9 %. Třetí úlohou s nejvyšším rozdílem v úspěšnosti ve prospěch chlapců v 7. ročníku (o 18,1 %) pak byla úloha N10 (hladina vody v nakloněné konvi) a v 8. ročníku úloha L01 (otáčivý účinek dvojice sil), tady to bylo o 22,4 %. V roce 1999 byl největší rozdíl v úspěšnosti ve prospěch chlapců (30,2 %) v úloze N10 (svit svítilen s bílým a černým reflektorem). Druhou úlohou s největším rozdílem (20,7 %) byla úloha Q12 (hladina vody v nakloněné trubici). Třetí v pořadí s rozdílem 20,2 % byla úloha I15 (tepelná vodivost materiálů), v obdobné úloze byly v roce 1995 naopak lepší dívky. Praktické úlohy Čeští žáci 8. ročníků dosáhli v praktických úlohách výsledku lepšího než je mezinárodní průměr, a to jak v přírodních vědách, tak v matematice. Oproti písemné části testu se však zhoršili a v přírodních vědách je předstihlo 5 zemí. Rozdíl ve výsledku v písemném testu a praktických úlohách byl v přírodních vědách největší ze všech zemí. Co se týče sledovaných operačních kategorií byli čeští žáci podobně jako žáci ostatních zemí nejúspěšnější v kategorii Vědecká zkoumání. Zde dosáhli výsledku lepšího než mezinárodní průměr. Nejhorší byla úspěšnost v kategorii Vědecké řešení problémů, aplikace osvojených pojmů a znalostí, i zde však byli čeští žáci nad mezinárodním průměrem. V kategorii Používání vědeckých postupů dosáhli čeští žáci výsledku mírně horšího než mezinárodní průměr, ovšem v rámci chyby. Navrhnout vhodně experiment byla schopna polovina testovaných českých žáků, třetina vůbec nedokázala zformulovat vhodný postup. Připravit a vyplnit tabulku dokázala úplně správně polovina testovaných českých žáků. Čtvrtina žáků si s úkolem poradila alespoň částečně a čtvrtina tabulku nedokázala smysluplně připravit a vyplnit vůbec. Dvě pětiny českých žáků dokázaly naměřit požadovaný počet smysluplných dat. Další čtvrtina žáků pak získala použitelná data pro další zpracování a hledání závěrů, kterých bylo ale méně než se požadovalo nebo nesplňovala jedno jiné kritérium. Alespoň nějaká data splňující kriterium minimální odpovědi naměřilo 14 % žáků. 62

22 % žáků pak nebylo schopno naměřit žádná smysluplná data nebo vůbec neodpovědělo. Jen 16 % testovaných žáků dokázalo úplně správně vytvořit graf z naměřených hodnot (ten byl ovšem součástí pouze jedné z úloh). Čtvrtina žáků měla problém se značením os. Nevyhovující grafické znázornění dat bylo u 15 % žáků, 30 % žáků graf vůbec nenakreslilo. Správné závěry dokázalo na základě svých experimentů vyvodit jen 18 % českých žáků. Téměř třetina žáků uváděla nesprávné závěry a dvě pětiny buď vůbec neodpověděly nebo jejich odpověď byla nesmyslná. V rámci projektu byly analyzovány výsledky z šetření výzkumu TIMSS 1995 a 1999. Po zveřejnění výsledků výzkumu TIMSS 2007 (prosinec 2008) budou obdobně zpracována data i z tohoto šetření a provedeno srovnání výsledků. To umožní sledovat trend ve výsledcích českých žáků v přírodních vědách a zejména změny ve vědomostech a dovednostech v oblasti fyziky. 63

Literatura [1] KELBLOVÁ, L. A KOL.: Čeští žáci v mezinárodním srovnání. ÚIV, Praha 2006 [2] PALEČKOVÁ, J., TOMÁŠEK, V., STRAKOVÁ, J.: Třetí mezinárodní výzkum matematického a přírodovědného vzdělávání. Výsledky žáků 7. a 8. ročníků přírodovědné předměty. Praha, ÚIV, 1997. [3] PALEČKOVÁ, J., TOMÁŠEK, V., STRAKOVÁ, J.: Třetí mezinárodní výzkum matematického a přírodovědného vzdělávání. Praktické úlohy. Výsledky žáků 8. ročníků. Praha, ÚIV, 1998. [4] PALEČKOVÁ, J., TOMÁŠEK, V.: Posun ve znalostech čtrnáctiletých žáků v matematice a přírodních vědách. Zpráva o výsledcích mezinárodního výzkumu TIMSS. Praha, ÚIV, 2001. [5] PALEČKOVÁ, J., TOMÁŠEK, V.: Učení pro zítřek. Praha, ÚIV, 2005. [6] STRAKOVÁ, J., TOMÁŠEK, V., PALEČKOVÁ, J.: Třetí mezinárodní výzkum matematického a přírodovědného vzdělávání. Souhrnné výsledky žáků 8. ročníků. Praha, VÚP, 1996. [7] STRAKOVÁ, J., PALEČKOVÁ, J., TOMÁŠEK, V.: Třetí mezinárodní výzkum matematického a přírodovědného vzdělávání. Souhrnné výsledky žáků 4. ročníků. Praha, VÚP, 1997. [8] STRAKOVÁ, J., TOMÁŠEK, V., PALEČKOVÁ, J.: Třetí mezinárodní výzkum matematického a přírodovědného vzdělávání. Výsledky žáků posledních ročníků středních škol. Praha, VÚP, 1998. [9] STRAKOVÁ, J., KAŠPÁRKOVÁ, L.: Matematická a přírodovědná gramotnost v Třetím mezinárodním výzkumu matematického a přírodovědného vzdělávání. Praha, ÚIV, 1999. [10] STRAKOVÁ, J. a kol.: Vědomosti a dovednosti pro život. Čtenářská, matematická a přírodovědná gramotnost patnáctiletých žáků. Praha, ÚIV, 2002. [11] TOMÁŠEK, V., STRAKOVÁ, J., PALEČKOVÁ, J.: Třetí mezinárodní výzkum matematického a přírodovědného vzdělávání. Výsledky žáků 3. a 4. ročníků matematika, přírodověda. Praha, ÚIV, 1998. [12] SEKCE MĚŘENÍ VÝSLEDKŮ VDĚLÁVÁNÍ, ÚIV: Třetí mezinárodní výzkum matematického a přírodovědného vzdělávání Replikace 1999. Úlohy z matematiky a přírodních věd pro žáky 8. ročníků. Praha, ÚIV, TAURIS, 2001. [13] MANDÍKOVÁ, D.: Výsledky českých žáků v přírodních vědách v mezinárodních výzkumech TIMSS a PISA, In: Sborník ze semináře Projektová výuka fyziky ve ŠVP, JČMF, Praha 2007. 18 s. ISBN 978-80-7015-121-1 [14] Science Achievement in the Primary School Years (TIMSS). USA, ISC Boston College 1997. [15] Science Achievement in the Middle School Years (TIMSS). USA, ISC Boston College 1996. [16] TIMSS 1999 International Science Report. USA, ISC Boston College 2000. [17] PALEČKOVÁ, J. a kol.: Hlavní zjištění výzkumu PISA 2006. Poradí si žáci s přírodními vědami? ÚIV, Praha 2007. [18] MANDÍKOVÁ, D., PALEČKOVÁ, J., TOMÁŠEK, V.: Praktické úlohy TIMSS. VÚP, Praha 1996. [19] ŠRUBAŘ, R.: Experimentální dovednosti žáků. Diplomová práce. MFF UK, Praha 1996. [20] PALEČKOVÁ, J., TOMÁŠEK, V., STRAKOVÁ, J.: Třetí mezinárodní výzkum matematického a přírodovědného vzdělávání. Test z matematiky a fyziky pro středoškoláky. Praha, ÚIV, 1999. 64

Další informace a materiály k výzkumům TIMSS, PISA a SITES lze nalézt na adresách: Mezinárodní stránky: http://timss.bc.edu/ (TIMSS) http://www.pisa.oecd.org (PISA) http://sitesm2.org/ (SITES) Národní stránky: http://www.uiv.cz/rubrika/420 (TIMSS) http://www.uiv.cz/rubrika/67 (PISA) http://www.uiv.cz/rubrika/341 (SITES) 65

9 Seznam tabulek Tabulka 2-1: Počty položek s výběrem odpovědi, s otevřenou krátkou a dlouhou odpovědí v matematických a přírodovědných částech testů v letech 1995 a 1999... 6 Tabulka 2-2: Složení testových sešitů v jednotlivých testech... 6 Tabulka 3-1: Zastoupení testových úloh v jednotlivých přírodovědných tematických celcích a operačních kategoriích pro 1. populaci v roce 1995 (dle [7], str. 8)... 8 Tabulka 3-2: Zastoupení testových úloh v jednotlivých přírodovědných tematických celcích a operačních kategoriích pro 2. populaci v roce 1995 (dle [15], příloha A, A-7))... 9 Tabulka 3-3: Zastoupení testových úloh v jednotlivých přírodovědných tematických celcích a operačních kategoriích pro 3. populaci v testu přírodovědné gramotnosti v roce 1995 (dle [8], str. 24)... 9 Tabulka 3-4: Zastoupení testových úloh v jednotlivých přírodovědných tematických celcích a operačních kategoriích pro 2. populaci v roce 1999 (dle [16], str. 347)... 10 Tabulka 4-1: Přehled výzkumů v přírodních vědách uskutečněných v ČR od roku 1995... 11 Tabulka 4-2: Časové porovnání výsledků 8. ročníků a patnáctiletých žáků v přírodních vědách prostřednictvím umístění zemí vůči mezinárodnímu průměru (uvedeny jsou pouze země, které se účastnily všech pěti výzkumů) (dle [1] a [17])... 12 Tabulka 4-3: Výsledky českých žáků různých typů škol ve výzkumech PISA 2000, 2003 a 2006 (dle [1] str. 80 a [17], str. 14)... 13 Tabulka 4-4: Výsledky testu a školní známky chlapců a děvčat ve 2. populaci v roce 1999 (dle [4], s. 25)... 14 Tabulka 4-5: Posuny ve výsledcích žáků v přírodních vědách mezi 1. a 2. populací základní školy (dle [1] str. 21)... 14 Tabulka 4-6: Obliba fyziky u českých žáků v letech 1995 a 1999 (v %) (dle [1] str. 75)... 15 Tabulka 4-7: % žáků využívajících počítač ve výuce v roce 1998 (dle [1] str. 111 a 137)... 15 Tabulka 4-8: Počet žáků na jeden počítač na SŠ v roce 1998 (dle [1] str. 137)... 16 Tabulka 4-9: % žáků škol, které v roce 1998 vlastnily výukové programy pro uvedené předměty (dle [1] str. 111 a 137)... 16 Tabulka 5-1:- Výsledky... 17 Tabulka 5-2: Výsledky... 17 Tabulka 5-3: Průměrná úspěšnost žáků 1. populace v přírodovědném testu a ve fyzice a chemii v roce 1995 (v %) (dle [14] str. 45, 46)... 18 Tabulka 5-4: Průměrná úspěšnost žáků 1. populace v jednotlivých oblastech přírodovědy v České republice v roce 1995 (v %) (dle [14] str. 45, 46)... 18 Tabulka 5-5: Výsledky... 20 Tabulka 5-6: Výsledky... 20 Tabulka 5-7: Průměrná úspěšnost žáků 2. populace v přírodovědném testu a ve fyzice v roce 1995 (v %) (podle [15] str.41, 42)... 21 Tabulka 5-8: Průměrná úspěšnost žáků 2. populace v jednotlivých oblastech přírodovědy v České republice v roce 1995 (v %) (dle [15] str. 41, 42 a 44)... 22 Tabulka 5-9: Výsledky žáků posledních ročníků SŠ v testu přírodovědné gramotnosti ([8], s. 31-32)... 23 Tabulka 5-10: Výsledky žáků posledních ročníků SŠ v testu matematické a přírodovědné gramotnosti podle typu studia ([8], s. 33)... 23 Tabulka 5-11: Výsledky žáků posledních ročníků SŠ ve fyzikálním testu (dle [13], str. 8)... 24 Tabulka 5-12: Výsledky žáků posledních ročníků SŠ s výukou fyziky ve fyzikálním testu v jednotlivých testovaných oblastech fyziky (dle [8], str. 81)... 24 66

Tabulka 5-13: Porovnání výsledků žáků 4. a 8. ročníků v přírodovědných předmětech (dle [7], str. 23)... 25 Tabulka 5-14: Rozdíly ve výsledcích žáků 4. a 8. ročníků, přírodověda, 1995 (dle [7], str. 24)... 26 Tabulka 5-15: Porovnání výsledků žáků 8. ročníků a žáků posledních ročníků SŠ v přírodovědných předmětech v roce 1995, (v odchylce od mezinárodního průměru) (dle [8], str. 36)... 27 Tabulka 5-16: Výsledky TIMSS 1999-... 28 Tabulka 5-17: Výsledky TIMSS 1999... 28 Tabulka 6-1: Relativní úspěšnost žáků 4. ročníků v roce 1995 vybraných zemí na základních oblastech operací, přírodověda (dle [11], str. 59)... 29 Tabulka 6-2: Úspěšnost žáků 8. ročníků v roce 1995 při řešení úloh s různými typy odpovědí (%) (dle [2] str. 32)... 30 Tabulka 6-3: Úspěšnost žáků 8. ročníků v roce 1999 při řešení úloh s různými typy odpovědí... 31 Tabulka 7-1: Zastoupení úloh podle typu... 32 Tabulka 7-2: Celková průměrná úspěšnost ve vybraných fyzikálních úlohách Populace 1. 32 Tabulka 7-3: Úspěšnost podle typu úlohy Populace 1... 33 Tabulka 7-4: Úspěšnost podle obsahové kategorie Populace 1... 33 Tabulka 7-5: Úspěšnost podle operační kategorie Populace 1... 34 Tabulka 7-6: Zastoupení úloh podle typu Populace 2... 36 Tabulka 7-7: Celková průměrná úspěšnost ve vybraných fyzikálních úlohách Populace 2. 37 Tabulka 7-8: Úspěšnost podle typu úlohy Populace 2... 37 Tabulka 7-9: Úspěšnost podle obsahové kategorie Populace 2... 38 Tabulka 7-10: Úspěšnost podle operační kategorie Populace 2... 40 Tabulka 8-1: Země, které se zúčastnily testování praktických úloh:... 44 Tabulka 8-2: Soubor praktických úloh pro populaci 2... 44 Tabulka 8-3: Průměrná úspěšnost žáků v praktických úlohách (v %) (dle [3], str. 11)... 45 Tabulka 8-4: Úloha PULS... 46 Tabulka 8-5: Úloha MAGNETY... 47 Tabulka 8-6: Úloha BATERIE... 48 Tabulka 8-7: Úloha GUMIČKA... 49 Tabulka 8-8: Úloha ROZPOUŠTĚNÍ... 50 Tabulka 8-9: Úloha STÍNY... 51 Tabulka 8-10: Úloha MODELÍNA... 52 Tabulka 8-11: Přiřazení jednotlivých položek testovaných úloh definovaným operačním kategoriím... 53 Tabulka 8-12: Průměrná procentuální úspěšnost žáků 8. ročníků v jednotlivých operačních kategoriích - přírodověda... 53 Tabulka 8-13: Navržení experimentu... 54 Tabulka 8-14: Kvalita tabulky... 55 Tabulka 8-15: Kvalita získaných dat... 55 Tabulka 8-16: Grafické zpracování dat... 56 Tabulka 8-17: Formulace závěrů... 57 67

Příloha 1 Populace 1 TIMSS 1995 Tabulky s charakteristikami, celkovými výsledky a komentáři k jednotlivým fyzikálním úlohám. Poznámka: U úloh, které byly uvolněny ke zveřejnění, jsou též zadání a podrobné výsledky, u úloh s otevřenými odpověďmi pak též pokyny pro hodnocení. 68

Úlohy vybrané z oblasti Fyzika a chemie Úloha: Hustota a hmotnost Kód úlohy A06 Charakteristika úlohy Určení tělesa s nejvyšší hmotností podle hloubky ponoru Uvolnění úlohy Ne Typ úlohy Výběr odpovědi Obsahová kategorie Hmota - Fyzikální vlastnosti látek Operační kategorie Jednoduchá informace Obtížnost úlohy 374 Úloha použita v letech 1995 Úloha použita pro populaci 1 (3. a 4. ročník ZŠ) Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1995 / 3.ročník ČR [%] 80,3 79,2 81,5 1995 / 3.ročník mezinárodní [%] 81,4 80,9 82,0 1995 / 4.ročník ČR [%] 89,3 87,6 91,2 1995 / 4.ročník mezinárodní [%] 86,3 85,8 86,8 Komentář a zhodnocení výsledků: Úloha nečinila českým žákům problém, většina z nich volila správnou odpověď. Nejčastější chybnou odpovědí (3.r 9,6 %, 4.r 5,3 %) byla volba nejméně zanořeného tělesa. 69

Úloha: Magnetismus Kód úlohy B01 Charakteristika úlohy Kterou směs rozdělí silný magnet? Uvolnění úlohy Ne Typ úlohy Výběr odpovědi Obsahová kategorie Energie a fyzikální jevy - Magnetismus Operační kategorie Složitější informace Obtížnost úlohy 466 Úloha použita v letech 1995 Úloha použita pro populaci 1 (3. a 4. ročník ZŠ) Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1995 / 3.ročník ČR [%] 64,2 60,9 67,5 1995 / 3.ročník mezinárodní [%] 66,0 63,5 68,4 1995 / 4.ročník ČR [%] 76,4 73,2 80,1 1995 / 4.ročník mezinárodní [%] 74,6 72,4 76,6 Komentář a zhodnocení výsledků: Správně odpověděly necelé dvě třetiny žáků 3. ročníku, jejich výsledek byl 2 % pod mezinárodním průměrem. Ve 4. ročníku odpověděly správně tři čtvrtiny žáků a ti se dostali naopak 2 % nad mezinárodní průměr. 70

Úloha: Hmotnost Kód úlohy C05 Charakteristika úlohy Jaký bude rozdíl hmotnosti cihly položené na váhy různým způsobem Uvolnění úlohy Ne Typ úlohy Výběr odpovědi Obsahová kategorie Hmota - Fyzikální vlastnosti látek Operační kategorie Jednoduchá informace Obtížnost úlohy 484 Úloha použita v letech 1995 Úloha použita pro populaci 1 (3. a 4. ročník ZŠ) Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1995 / 3.ročník ČR [%] 69,9 69,9 70,0 1995 / 3.ročník mezinárodní [%] 61,6 62,6 60,7 1995 / 4.ročník ČR [%] 84,4 83,2 85,8 1995 / 4.ročník mezinárodní [%] 71,6 72,5 70,7 Komentář a zhodnocení výsledků: Správně odpovědělo 70 % žáků 3. ročníku. Nejčastější chybnou představou (12 %) bylo, že hmotnost cihly bude větší, když bude na vahách ležet nejmenší plochou. U žáků 4. ročníku tato představa již nebyla tak výrazná. Zvýšilo se také procento správně odpovídajících na 84 % a výsledek byl poměrně vysoko nad mezinárodním průměrem. 71

Úloha: Tepelná vodivost mědi Kód úlohy D01 Charakteristika úlohy Proč se nádobí často vyrábí z mědi? Uvolnění úlohy Ne Typ úlohy Výběr odpovědi Obsahová kategorie Energie a fyzikální jevy Teplo a teplota Hmota Fyzikální vlastnosti látek Operační kategorie Jednoduchá informace Obtížnost úlohy 532 Úloha použita v letech 1995 Úloha použita pro populaci 1 (3. a 4. ročník ZŠ) Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1995 / 3.ročník ČR [%] 48,6 47,9 49,2 1995 / 3.ročník mezinárodní [%] 52,0 52,4 51,6 1995 / 4.ročník ČR [%] 63,6 62,6 64,6 1995 / 4.ročník mezinárodní [%] 65,2 66,5 63,9 Komentář a zhodnocení výsledků: Jedna z mála úloh, kde čeští žáci obou ročníků dosáhli úspěšnosti nižší než mezinárodní průměr. 72

Úloha: Bubliny Kód úlohy E05 Charakteristika úlohy Co je uvnitř bublin? Uvolnění úlohy Ne Typ úlohy Výběr odpovědi Obsahová kategorie Hmota - fyzikální vlastnosti látek Operační kategorie Jednoduchá informace Obtížnost úlohy 514 Úloha použita v letech 1995 Úloha použita pro populaci 1 (3. a 4. ročník ZŠ) Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1995 / 3.ročník ČR [%] 65,3 61,3 69,7 1995 / 3.ročník mezinárodní [%] 57,1 55,0 59,2 1995 / 4.ročník ČR [%] 72,4 69,8 75,4 1995 / 4.ročník mezinárodní [%] 68,1 66,9 69,4 Komentář a zhodnocení výsledků: Nejčastější chybnou představou, podobně jako v jiných zemích, bylo, že v bublinách je buď mýdlo nebo nic (v obou případech přes 10 % žáků obou ročníků). 73

Úloha: Měření času Kód úlohy F04 Charakteristika úlohy Seřazení časových úseků Uvolnění úlohy Ne Typ úlohy Výběr odpovědi Obsahová kategorie Čas, prostor a pohyb Operační kategorie Jednoduchá informace Obtížnost úlohy 475 Úloha použita v letech 1995 Úloha použita pro populaci 1 (3. a 4. ročník ZŠ) Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1995 / 3.ročník ČR [%] 77,1 76,8 77,4 1995 / 3.ročník mezinárodní [%] 61,5 60,5 62,6 1995 / 4.ročník ČR [%] 90,1 90,6 89,6 1995 / 4.ročník mezinárodní [%] 74,1 73,8 74,3 Komentář a zhodnocení výsledků: Řešení úlohy nečinilo českým žákům problém. V případě 4. ročníku je to třetí nejlépe řešená fyzikální úloha. 74

Úloha: Hustota Kód úlohy G08 Charakteristika úlohy Který obrázek nejlépe znázorňuje plavání ledovce ve vodě Uvolnění úlohy Ne Typ úlohy Výběr odpovědi Obsahová kategorie Hmota Fyzikální vlastnosti látek Operační kategorie Složitější informace Obtížnost úlohy 696 Úloha použita v letech 1995 Úloha použita pro populaci 1 (3. a 4. ročník ZŠ) Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1995 / 3.ročník ČR [%] 26,9 27,3 26,5 1995 / 3.ročník mezinárodní [%] 25,4 25,4 25,3 1995 / 4.ročník ČR [%] 30,9 29,3 32,6 1995 / 4.ročník mezinárodní [%] 26,7 26,2 27,1 Komentář a zhodnocení výsledků: Úloha patřila i v mezinárodním měřítko k těm obtížným. Čeští žáci 4. ročníku v ní dosáhli druhé nejnižší úspěšnosti z fyzikálních úloh. 75

Úloha: Duha Kód úlohy G09 Charakteristika úlohy Která kombinace faktorů může způsobit duhu? Uvolnění úlohy Ne Typ úlohy Výběr odpovědi Obsahová kategorie Energie a fyzikální jevy Světlo Operační kategorie Jednoduchá informace Obtížnost úlohy 357 Úloha použita v letech 1995 Úloha použita pro populaci 1 (3. a 4. ročník ZŠ) Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1995 / 3.ročník ČR [%] 88,5 89,9 87,1 1995 / 3.ročník mezinárodní [%] 80,8 81,9 79,7 1995 / 4.ročník ČR [%] 95,0 94,2 95,8 1995 / 4.ročník mezinárodní [%] 87,0 87,8 86,3 Komentář a zhodnocení výsledků: Úloha patřila k méně obtížným. Čeští žáci v ní dosáhli vysoké úspěšnosti. Pro žáky 4. ročníků to byla nejlépe řešená fyzikální úloha a v případě 3. ročníku byla druhá nejlépe řešená. 76

Úloha: Var vody Kód úlohy H01 Charakteristika úlohy Co se děje s vodou, když vře? Uvolnění úlohy Ne Typ úlohy Výběr odpovědi Obsahová kategorie Fyzikální přeměny Fyzikální změny Operační kategorie Jednoduchá informace Obtížnost úlohy 424 Úloha použita v letech 1995 Úloha použita pro populaci 1 (3. a 4. ročník ZŠ) Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1995 / 3.ročník ČR [%] 74,1 72,6 75,6 1995 / 3.ročník mezinárodní [%] 70,3 69,1 71,6 1995 / 4.ročník ČR [%] 77,7 74,9 80,8 1995 / 4.ročník mezinárodní [%] 81,0 79,8 82,2 Komentář a zhodnocení výsledků: Úlohu řešily správně přibližně tři čtvrtiny českých žáků. V případě 4. ročníku byl výsledek pod mezinárodním průměrem. 77

Úloha: Hustota Kód úlohy N04 Charakteristika úlohy Jak se bude chovat plovoucí kostka v mořské vodě oproti vodě sladké? Uvolnění úlohy Ano Typ úlohy Výběr odpovědi Obsahová kategorie Hmota - Fyzikální vlastnosti látek Operační kategorie Složitější informace Obtížnost úlohy 665 Úloha použita v letech 1995 Úloha použita pro populaci 1 (3. a 4. ročník ZŠ) Zadání úlohy: Obrázek ukazuje dřevěnou kostku plovoucí v říční vodě. Který z následujících obrázků znázorňuje, co by se stalo, kdybychom umístili tutéž kostku do slané mořské vody? dřevěná kostka říční voda Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1995 / 3.ročník ČR [%] 32,5 31,2 34,0 1995 / 3.ročník mezinárodní [%] 29,7 26,6 32,8 1995 / 4.ročník ČR [%] 34,7 30,8 38,8 1995 / 4.ročník mezinárodní [%] 33,8 30,0 37,4 78

Podrobné výsledky (Zastoupení jednotlivých typů odpovědí v %): Výzkum v roce / populace N A B C D Ost. 1995 / 3.ročník ČR [%] 411 29,4 6,5 16,6 32,5 15,0 1995 / 3.ročník mezinárodní [%] 32,7 12,1 15,5 29,7 10,0 1995 / 4.ročník ČR [%] 411 29,2 6,7 21,7 34,7 7,6 1995 / 4.ročník mezinárodní [%] 32,7 11,5 16,1 33,8 5,8 Komentář a zhodnocení výsledků: Úloha patřila i v mezinárodním měřítku k obtížnějším. Správně ji řešila jen přibližně třetina českých žáků a byl zde nejmenší rozdíl mezi úspěšností obou ročníků. Téměř 30 % žáků v obou ročnících se domnívalo, že kostka ve slané vodě klesne ke dnu, to byla i nejčastější chybná odpověď v mezinárodním měřítku. Druhou nejčastější představou bylo, že se nic nezmění. 79

Úloha: Energie Kód úlohy N07 Charakteristika úlohy Z čeho získává člověk energii na tlačení předmětu? Uvolnění úlohy Ano Typ úlohy Výběr odpovědi Obsahová kategorie Energie a fyzikální jevy - Druhy, zdroje a přeměny energie Operační kategorie Jednoduchá informace Obtížnost úlohy 571 Úloha použita v letech 1995 Úloha použita pro populaci 1 (3. a 4. ročník ZŠ) Zadání úlohy: Kamila tlačí kolo do kopce. Odkud získává energii potřebnou k tlačení kola? A. Z potravy, kterou snědla. B. Z dřívějšího tělesného cvičení. C. Ze země, po níž chodí. D. Z kola, které tlačí. Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1995 / 3.ročník ČR [%] 51,5 51,6 51,5 1995 / 3.ročník mezinárodní [%] 44,9 45,9 43,6 1995 / 4.ročník ČR [%] 54,0 51,2 56,9 1995 / 4.ročník mezinárodní [%] 52,0 50,5 53,5 Podrobné výsledky (Zastoupení jednotlivých typů odpovědí v %): Výzkum v roce / populace N A B C D Ost. 1995 / 3.ročník ČR [%] 411 51,5 27,3 8,4 7,9 4,8 1995 / 3.ročník mezinárodní [%] 44,9 29,4 9,2 12,5 4,0 1995 / 4.ročník ČR [%] 411 54,0 29,7 9,3 6,1 0,9 1995 / 4.ročník mezinárodní [%] 52,0 26,1 9,4 10,4 2,0 80

Komentář a zhodnocení výsledků: V úloze byl druhý nejmenší rozdíl v úspěšnosti mezi oběma ročníky. Typickou chybnou představou žáků 3. i 4. ročníku bylo, že dívka získává energii z dřívějšího tělesného cvičení, a to jak u českých žáků, tak u žáků ostatních zemí. Ve čtvrtém ročníku tato představa u žáků 4. ročníku ještě mírně posílila. 81

Úloha: Hmotnost Kód úlohy N09 Charakteristika úlohy Podle obrázků vah určit těleso s nejmenší hmotností Uvolnění úlohy Ano Typ úlohy Výběr odpovědi Obsahová kategorie Síly a pohyb - Dynamika pohybu Operační kategorie Provádění rutinních experimentálních operací Obtížnost úlohy 529 Úloha použita v letech 1995 Úloha použita pro populaci 1 (3. a 4. ročník ZŠ) Zadání úlohy: Která z kostek X, Y, Z má NEJMENŠÍ hmotnost? A. X B. Y C. Z D. Všechny tři kostky mají stejnou hmotnost. Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1995 / 3.ročník ČR [%] 53,6 52,2 55,1 1995 / 3.ročník mezinárodní [%] 52,5 51,0 54,1 1995 / 4.ročník ČR [%] 70,4 69,2 71,6 1995 / 4.ročník mezinárodní [%] 62,5 60,2 64,7 82

Podrobné výsledky (Zastoupení jednotlivých typů odpovědí v %): Výzkum v roce / populace N A B C D Ost. 1995 / 3.ročník ČR [%] 411 53,6 10,0 26,9 4,9 4,6 1995 / 3.ročník mezinárodní [%] 52,5 13,9 23,8 5,2 4,6 1995 / 4.ročník ČR [%] 411 70,4 6,7 20,3 1,6 1,1 1995 / 4.ročník mezinárodní [%] 62,5 11,2 19,8 4,4 2,1 Komentář a zhodnocení výsledků: Žáci 4. ročníku byli při řešení úlohy výrazně úspěšnější. Nejčastější chybnou odpovědí v obou ročnících i v mezinárodním měřítku byla volba kostky, která má hmotnost největší. 83

Úloha: Rameno síly Kód úlohy O01 Charakteristika úlohy Jak může vyvážit dvojnásobně těžká sestra svého bratra na houpačce Uvolnění úlohy Ano Typ úlohy Výběr odpovědi Obsahová kategorie Síly a pohyb - Dynamika pohybu Operační kategorie Používání vědeckých principů při kvantitativním řešení problémů Obtížnost úlohy 606 Úloha použita v letech 1995 Úloha použita pro populaci 1 (3. a 4. ročník ZŠ) Zadání úlohy: Dívka se chtěla houpat se svým malým bratrem. Který obrázek ukazuje, jak nejlépe může dívka, která má hmotnost 50 kg, vyvážit svého bratra, který má hmotnost 25 kg? A B C D 84

Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1995 / 3.ročník ČR [%] 49,4 43,5 56,1 1995 / 3.ročník mezinárodní [%] 37,7 35,0 40,5 1995 / 4.ročník ČR [%] 58,8 55,8 62,0 1995 / 4.ročník mezinárodní [%] 45,5 42,0 49,1 Podrobné výsledky (Zastoupení jednotlivých typů odpovědí v %): Výzkum v roce / populace N A B C D Ost. 1995 / 3.ročník ČR [%] 412 14,4 10,6 20,6 49,4 5,0 1995 / 3.ročník mezinárodní [%] 19,0 14,8 20,6 37,7 7,9 1995 / 4.ročník ČR [%] 411 11,0 6,6 21,5 58,8 2,2 1995 / 4.ročník mezinárodní [%] 16,6 12,5 21,0 45,5 4,3 Komentář a zhodnocení výsledků: Úspěšnost českých žáků byla výrazně vyšší než mezinárodní průměr. Všeobecně nejčastější chybnou odpovědí byla volba symetrického případu, kdy těžší sestra sedí na konci a bratr s poloviční hmotností uprostřed ramene houpačky. 85

Úloha: Odraz paprsku zrcadlem Kód úlohy O05 Charakteristika úlohy Který obrázek ukazuje správně odraz paprsku v rovinném zrcadle Uvolnění úlohy Ano Typ úlohy výběr odpovědi Obsahová kategorie Energie a fyzikální jevy - Světlo Operační kategorie Vytváření, interpretace a aplikace modelů Obtížnost úlohy 551 Úloha použita v letech 1995 Úloha použita pro populaci 1 (3. a 4. ročník ZŠ) Zadání úlohy: Paprsek světla dopadá na zrcadlo tak, jak to ukazuje obrázek. Který z následujících obrázků nejlépe ukazuje, jak bude vypadat paprsek odražený zrcadlem? Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1995 / 3.ročník ČR [%] 50,6 48,7 52,7 1995 / 3.ročník mezinárodní [%] 49,2 49,0 49,3 1995 / 4.ročník ČR [%] 62,3 62,3 62,4 1995 / 4.ročník mezinárodní [%] 56,4 57,1 55,7 86

Podrobné výsledky (Zastoupení jednotlivých typů odpovědí v %): Výzkum v roce / populace N A B C D Ost. 1995 / 3.ročník ČR [%] 412 50,6 16,6 11,8 9,8 11,2 1995 / 3.ročník mezinárodní [%] 49,2 16,9 12,3 12,2 9,4 1995 / 4.ročník ČR [%] 411 62,3 12,9 11,5 10,9 2,4 1995 / 4.ročník mezinárodní [%] 56,4 15,3 12,3 11,6 4,5 Komentář a zhodnocení výsledků: Správnou představu o odrazu světla na rovinném zrcadle mělo 50 % žáků 3. ročníků a 62 % žáků 4. ročníků. 87

Úloha: Magnetismus Kód úlohy O08 Charakteristika úlohy Jak oddělit směs ocelových pilin a písku? Uvolnění úlohy Ano Typ úlohy Výběr odpovědi Obsahová kategorie Hmota - Fyzikální vlastnosti látek Operační kategorie Složitější informace Obtížnost úlohy 566 Úloha použita v letech 1995 Úloha použita pro populaci 1 (3. a 4. ročník ZŠ) Zadání úlohy: V krabici je směs ocelových pilin a písku. Jaký je nejjednodušší způsob oddělení ocelových pilin od písku? A. nalít na směs vodu B. použít zvětšovací sklo C. použít magnet D. směs zahřívat Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1995 / 3.ročník ČR [%] 45,8 38,9 53,7 1995 / 3.ročník mezinárodní [%] 46,0 43,0 48,8 1995 / 4.ročník ČR [%] 59,1 48,9 69,9 1995 / 4.ročník mezinárodní [%] 55,4 53,6 57,5 Podrobné výsledky (Zastoupení jednotlivých typů odpovědí v %): Výzkum v roce / populace N A B C D Ost. 1995 / 3.ročník ČR [%] 412 18,5 8,0 45,8 20,1 7,7 1995 / 3.ročník mezinárodní [%] 21,2 10,9 46,0 16,0 5,8 1995 / 4.ročník ČR [%] 411 21,6 4,0 59,1 13,9 1,5 1995 / 4.ročník mezinárodní [%] 18,5 8,0 55,4 15,1 2,8 88

Komentář a zhodnocení výsledků: Výsledky českých žáků odpovídají mezinárodnímu průměru. 20 % žáků 3. ročníku se domnívalo, že směs písku a pilin můžeme oddělit tak, že ji zahřejeme, ve 4. ročníku to bylo 14 % žáků. 18,5 % žáků 3. ročníku by na směs nalilo vodu, ve 4. ročníku toto procento ještě stouplo na 22 %. 89

Úloha: Energie Kód úlohy P03 Charakteristika úlohy Co se nepoužívá jako energie? Uvolnění úlohy Ano Typ úlohy výběr odpovědi Obsahová kategorie Energie a fyzikální jevy - Druhy, zdroje a přeměny energie Operační kategorie Jednoduchá informace Obtížnost úlohy 666 Úloha použita v letech 1995 Úloha použita pro populaci 1 (3. a 4. ročník ZŠ) Zadání úlohy: Co se NEPOUŽÍVÁ jako zdroj energie? A. padající voda B. železná ruda C. Slunce D. nafta Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1995 / 3.ročník ČR [%] 24,4 24,7 24,1 1995 / 3.ročník mezinárodní [%] 28,9 25,9 31,7 1995 / 4.ročník ČR [%] 31,2 21,8 41,3 1995 / 4.ročník mezinárodní [%] 34,6 31,2 37,9 Podrobné výsledky (Zastoupení jednotlivých typů odpovědí v %): Výzkum v roce / populace N A B C D Ost. 1995 / 3.ročník ČR [%] 402 37,1 24,4 20,7 12,0 5,7 1995 / 3.ročník mezinárodní [%] 26,0 28,9 18,0 22,7 4,4 1995 / 4.ročník ČR [%] 408 35,5 31,2 16,0 15,6 1,8 1995 / 4.ročník mezinárodní [%] 27,3 34,6 15,7 20,1 2,3 90

Komentář a zhodnocení výsledků: Úloha patřila k obtížnějším. Čeští žáci obou ročníků ji řešili hůře než mezinárodní průměr. Žáci 4. ročníku v ní dosáhli třetího nejhoršího výsledku. Více než třetina českých žáků obou ročníků se domnívala, že se jako zdroj energie nepoužívá padající voda. 21 % žáků 3. ročníku a 16 % žáků 4. ročníku uvedlo jako odpověď Slunce. 91

Úloha: Hmotnost Kód úlohy P04 Charakteristika úlohy Jak se změní váha při přemístění předmětů na ní? Uvolnění úlohy Ano Typ úlohy Otevřená krátká odpověď Obsahová kategorie Hmota - Fyzikální vlastnosti látek Operační kategorie Používání vědeckých principů při kvantitativním řešení problémů Obtížnost úlohy 672 Úloha použita v letech 1995 Úloha použita pro populaci 1 (3. a 4. ročník ZŠ) Zadání úlohy: Líza dala na váhy s jednou miskou závaží a nádobu s vodou tak, jak to ukazuje první obrázek. Pak nádobku s vodou posunula a závaží dala do ní, jak to ukazuje druhý obrázek. Co nyní ukáží váhy? Dokresli do kruhu ve druhém obrázku šipku, znázorňující tvou odpověď. Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1995 / 3.ročník ČR [%] 36,0 34,3 37,6 1995 / 3.ročník mezinárodní [%] 27,0 25,4 28,4 1995 / 4.ročník ČR [%] 42,9 37,6 48,5 1995 / 4.ročník mezinárodní [%] 34,1 31,6 36,7 92

Podrobné výsledky (Zastoupení jednotlivých typů odpovědí v %): Výzkum v roce / populace N 10 70 71 79 90 99 1995 / 3.ročník ČR [%] 402 36,0 22,4 18,7 7,3 1,6 14,1 1995 / 3.ročník mezinárodní [%] 27,0 32,4 15,2 6,2 3,4 15,9 1995 / 4.ročník ČR [%] 408 42,9 21,2 22,7 6,9 1,2 5,2 1995 / 4.ročník mezinárodní [%] 34,1 29,4 18,0 5,4 2,2 11,0 Komentář a zhodnocení výsledků: Úloha patřila k těm s vyšší obtížností. Správně ji vyřešilo 36 % českých žáků 3. ročníku a 43 % žáků 4. ročníku. Nejčastější chybnými odpověďmi bylo v obou ročnících shodně kolem 20 % uvádění buď vyšší nebo nižší hmotnosti. 93

Úloha: Magnetismus Kód úlohy P05 Charakteristika úlohy Poznat podle reakce na magnet, která z látek by mohla být kávou Uvolnění úlohy Ano Typ úlohy Výběr odpovědi Obsahová kategorie Energie a fyzikální jevy - Magnetismus Operační kategorie Složitější informace Obtížnost úlohy 601 Úloha použita v letech 1995 Úloha použita pro populaci 1 (3. a 4. ročník ZŠ) Zadání úlohy: Každý ze tří magnetů byl ponořen do látky pod ním. Která z látek by mohla být káva? A. pouze látka A B. pouze látka B C. pouze látka C D. pouze látky A a B Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1995 / 3.ročník ČR [%] 42,6 36,1 48,6 1995 / 3.ročník mezinárodní [%] 41,4 38,8 44,0 1995 / 4.ročník ČR [%] 65,8 55,2 77,4 1995 / 4.ročník mezinárodní [%] 49,9 47,0 53,0 94

Podrobné výsledky (Zastoupení jednotlivých typů odpovědí v %): Výzkum v roce / populace N A B C D Ost. 1995 / 3.ročník ČR [%] 402 5,7 22,9 42,6 24,1 5,0 1995 / 3.ročník mezinárodní [%] 6,1 22,4 41,4 25,8 4,3 1995 / 4.ročník ČR [%] 408 3,6 13,8 65,8 16,1 0,7 1995 / 4.ročník mezinárodní [%] 5,3 20,2 49,9 22,4 2,2 Komentář a zhodnocení výsledků: V této úloze byli čeští žáci 4. ročníku o 23 % úspěšnější než žáci 3. ročníku, mezi fyzikálními úlohami je to největší rozdíl. 95

Úloha: Rychlost Kód úlohy P07 Charakteristika úlohy Co se pohybuje nejrychleji Uvolnění úlohy Ano Typ úlohy výběr odpovědi Obsahová kategorie Energie a fyzikální jevy - Světlo Operační kategorie Složitější informace Obtížnost úlohy 632 Úloha použita v letech 1995 Úloha použita pro populaci 1 (3. a 4. ročník ZŠ) Zadání úlohy: Co se pohybuje nejrychleji? A. vlak B. letadlo C. zvuk D. světlo Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1995 / 3.ročník ČR [%] 37,7 23,2 52, 0 1995 / 3.ročník mezinárodní [%] 31,2 22,9 39,3 1995 / 4.ročník ČR [%] 53,2 41,6 65,9 1995 / 4.ročník mezinárodní [%] 41,4 31,6 51,0 Podrobné výsledky (Zastoupení jednotlivých ty pů odpově dí v %): Výzkum v roce / populace N A B C D Ost. 1995 / 3.ročník ČR [%] 402 14,1 23,3 22, 2 37,7 2,8 1995 / 3.ročník mezinárodní [%] 13,9 27,2 24,4 31,2 3,2 1995 / 4.ročník ČR [%] 408 4,7 15,6 25,7 53,2 0,8 1995 / 4.ročník mezinárodní [%] 8,0 20,8 28,0 41,4 1,7 96

Komentář a zhodnocení výsledků: Při řešení úlohy byli čeští chlapci výrazně úspěšnější než dívky. Rovněž je zde poměrně velký rozdíl ve výsledku 3. a 4. ročníku. Žáci 3. ročníku volili ve 22 % jako nejrychlejší zvuk, ve 4. ročníku ho volilo dokonce 26 % žáků. 23 % žáků 3. ročníku se domnívalo, že letadlo se pohybuje rychleji než světlo. 97

Úloha: Odraz v zrcadle Kód úlohy Q08 Charakteristika úlohy Stanovení polohy obrazu tužky vytvořeného rovinným zrcadlem Uvolnění úlohy Ano Typ úlohy Otevřená krátká odpověď Obsahová kategorie Energie a fyzikální jevy - Světlo Operační kategorie Složitější informace Obtížnost úlohy 599 Úloha použita v letech 1995 Úloha použita pro populaci 1 (3. a 4. ročník ZŠ) Zadání úlohy: Obrázek znázorňuje tužku ležící na desce před zrcadlem. Nakresli obraz tužky, jak bys ho viděl(a) v zrcadle. Jako pomoc využij síť linek na desce. Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1995 / 3.ročník ČR [%] 44,2 42,7 45,8 1995 / 3.ročník mezinárodní [%] 36,9 35,6 38,1 1995 / 4.ročník ČR [%] 56,3 50,7 61,8 1995 / 4.ročník mezinárodní [%] 47,1 44,9 49,2 98

Podrobné výsledky (Zastoupení jednotlivých typů odpovědí v %): Výzkum v roce / populace N 10 11 12 70 71 72 73 79 90 99 1995 / 3.ročník ČR [%] 404 34,7 0,0 9,4 4,0 1,8 25,8 2,7 2,8 0,7 18,2 1995 / 3.ročník mezinárodní [%] 31,5 0,6 4,8 3,2 1,3 24,9 2,2 5 2,4 24,1 1995 / 4.ročník ČR [%] 397 46,3 0,0 9,9 3,8 2,2 20,5 2 6,2 1,8 7,3 1995 / 4.ročník mezinárodní [%] 41,6 0,8 4,7 4,3 1,1 23,2 2,2 5,1 1,5 15,4 Komentář a zhodnocení výsledků: Obraz tužky v rovinném zrcadle dokázalo správně zakreslit 44 % českých žáků 3. ročníku a 56 % žáků 4. ročníku. V převážné většině chybných odpovědí byl obraz tužky kreslen blíže k zrcadlu. 99

Úloha: Teplotní roztažnost Kód úlohy Q09 Charakteristika úlohy Proč stoupá kapalina v teploměru ponořeném do horké vody? Uvolnění úlohy Ano Typ úlohy Výběr odpovědi Obsahová kategorie Teplo a teplota Operační kategorie Používání přístrojů, laboratorního vybavení a počítačů Obtížnost úlohy 568 Úloha použita v letech 1995 Úloha použita pro populaci 1 (3. a 4. ročník ZŠ) Zadání úlohy: Karel dal teploměr do sklenice s horkou vodou. Proč kapalina uvnitř teploměru stoupá? A. Vytlačuje ji gravitace. B. Uvolňují se z ní vzduchové bubliny. C. Roztahuje se teplem z vody. D. Tlak vzduchu nad vodou vytlačuje kapalinu v teploměru nahoru. Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1995 / 3.ročník ČR [%] 41,9 42,4 41,3 1995 / 3.ročník mezinárodní [%] 45,3 44,1 46,1 1995 / 4.ročník ČR [%] 57,8 52,8 62,8 1995 / 4.ročník mezinárodní [%] 56,2 54,3 57,8 Podrobné výsledky (Zastoupení jednotlivých typů odpovědí v %): Výzkum v roce / populace N A B C D Ost. 1995 / 3.ročník ČR [%] 404 6, 9 4,6 41, 9 38, 8 7,9 1995 / 3.ročník mezinárodní [%] 13,9 10,1 45,3 22,1 8,6 1995 / 4.ročník ČR [%] 397 5,4 2,8 57,8 30,7 3,3 1995 / 4.ročník mezinárodní [%] 11,7 6,8 56,2 20,8 4,5 100

Komentář a zhodnocení výsledků: Čeští žáci 3. ročníku byli v této úloze horší než mezinárodní průměr. Jako nejčastější chybnou odpověď uváděli žáci obou ročníků, že tlak vzduchu nad vodou vytlačuje kapalinu v teploměru nahoru ve 3. ročníku to bylo 39 % a ve 4. ročníku 31 % žáků. 101

Úloha: Hladina kapaliny Kód úlohy R01 Charakteristika úlohy Zakreslit hladinu vody v nakloněné konvi Uvolnění úlohy Ano Typ úlohy Otevřená krátká odpověď Obsahová kategorie Síly a pohyb - Chování kapalin Operační kategorie Složitější informace Obtížnost úlohy 755 Úloha použita v letech 1995 Úloha použita pro populaci 1 (3. a 4. ročník ZŠ) Zadání úlohy: Konvice je téměř naplněna vodou, jak naznačuje přerušovaná čára v obrázku. Konvici nakloníme tak, že voda právě začne odkapávat ze zúžené trubice. Nakresli čáru znázorňující nyní polohu hladiny vody v konvici. Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1995 / 3.ročník ČR [%] 21,7 13,3 30,9 1995 / 3.ročník mezinárodní [%] 15,5 11,0 19,7 1995 / 4.ročník ČR [%] 28,2 21,4 34,8 1995 / 4.ročník mezinárodní [%] 21,3 16,1 26,3 102

Podrobné výsledky (Zastoupení jednotlivých typů odpovědí v %): Výzkum v roce / populace N 10 70 71 72 73 79 90 99 1995 / 3.ročník ČR [%] 405 21,7 0,6 42,7 4,4 4,5 3,8 3,2 19,1 1995 / 3.ročník mezinárodní [%] 15,5 3,8 40,9 4,1 4,5 6,3 2,5 22,4 1995 / 4.ročník ČR [%] 400 28,2 0,7 46,7 4,3 7,9 1,7 1,2 9,4 1995 / 4.ročník mezinárodní [%] 21,3 3,7 41,0 5,0 6,3 5,7 1,8 15,3 * Přibližně je definováno s tolerancí 10. Komentář a zhodnocení výsledků: Úloha má vysokou obtížnost. Čeští žáci 4. ročníku v ní byli nejméně úspěšní (28 %), žáci 3. ročníku v ní měli třetí nejnižší úspěšnost (22 %). Nejčastější chybou bylo zakreslování hladiny vody rovnoběžně se dnem konvičky. Poměrně velké procento žáků úlohu neřešilo. 103

Kód úlohy R05 Charakteristika úlohy Jak závisí, přenos zvuku na tom, zda je niť napjatá či není Uvolnění úlohy Ano Typ úlohy Výběr odpovědi Obsahová kategorie Energie a fyzikální jevy - Zvuk Operační kategorie Složitější informace Obtížnost úlohy 550 Úloha použita v letech 1995 Úloha použita pro populaci 1 (3. a 4. ročník ZŠ) Zadání úlohy: Obrázek ukazuje Richarda a jeho přátele, jak si hrají s niťovým telefonem. Sally právě mluví. Richard a Tomáš se jí snaží poslouchat. Který z nich může Sally slyšet? A. Oba ji slyší stejně zřetelně. B. Žádný z nich Sally neslyší. C. Zřetelně slyší Sally jen Tomáš. D. Zřetelně slyší Sally jen Richard. E. Oba slyší Sally stejně slabě. Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1995 / 3.ročník ČR [%] 42,5 46,2 38,5 1995 / 3.ročník mezinárodní [%] 48,9 48,5 49,2 1995 / 4.ročník ČR [%] 50,6 51,3 49,9 1995 / 4.ročník mezinárodní [%] 58,5 58,2 58,9 104

Podrobné výsledky (Zastoupení jednotlivých typů odpovědí v %): Výzkum v roce / populace N A B C D E Ost. 1995 / 3.ročník ČR [%] 405 11,6 10,6 11,8 42,5 15,3 8,1 1995 / 3.ročník mezinárodní [%] 12,2 5,6 12,1 48,9 13,2 8,0 1995 / 4.ročník ČR [%] 400 8,6 12,8 11,8 50,6 11,9 4,2 1995 / 4.ročník mezinárodní [%] 9,1 5,2 12,1 58,5 12,1 3,1 Komentář a zhodnocení výsledků: Čeští žáci obou ročníku dosáhli v této úloze nejhoršího výsledku oproti mezinárodnímu průměru. 105

Úloha: Světlo Kód úlohy R08 Charakteristika úlohy Který předmět vytváří své vlastní světlo Uvolnění úlohy Ano Typ úlohy Výběr odpovědi Obsahová kategorie Energie a fyzikální jevy - Světlo Operační kategorie Jednoduchá informace Obtížnost úlohy 560 Úloha použita v letech 1995 Úloha použita pro populaci 1 (3. a 4. ročník ZŠ) Zadání úlohy: Který z uvedených předmětů vytváří vlastní světlo? A. zrcadlo B. hořící svíčka C. diamantový prsten D. zvětšovací sklo Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1995 / 3.ročník ČR [%] 61,7 54,8 69,1 1995 / 3.ročník mezinárodní [%] 45,9 43,9 47,8 1995 / 4.ročník ČR [%] 69,3 71,0 67,6 1995 / 4.ročník mezinárodní [%] 52,2 50,4 53,9 Podrobné výsledky (Zastoupení jednotlivých t ypů odpov ědí v %): Výzkum v roce / populace N A B C D Ost. 1995 / 3.ročník ČR [%] 405 14,1 61,7 5,5 4,7 14,0 1995 / 3.ročník mezinárodní [%] 16,4 45,9 14,3 11,6 11,8 1995 / 4.ročník ČR [%] 400 13,6 69,3 5,3 5,3 6,5 1995 / 4.ročník mezinárodní [%] 15,2 52,2 14,4 13,0 5,2 106

Komentář a zhodnocení výsledků: V této úloze dosáhli čeští žáci obou ročníků nejlepších výsledků oproti mezinárodnímu průměru. Žáci 3. ročníku byli lepší o 15,8 %, žáci 4. ročníku o 17,1 %. 107

Úloha: Energie Kód úlohy R09 Charakteristika úlohy Výhoda sluneční energie. Uvolnění úlohy Ano Typ úlohy Výběr odpovědi Obsahová kategorie Energie a fyzikální jevy - Druhy, zdroje a přeměny energie Operační kategorie Jednoduchá informace Obtížnost úlohy 606 Úloha použita v letech 1995 Úloha použita pro populaci 1 (3. a 4. ročník ZŠ) Zadání úlohy: Jednou z výhod sluneční energie je, že A. neznečišťuje životní prostředí. B. není obnovitelná. C. je využitelná v každém podnebí. D. je kdykoliv dostupná. Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1995 / 3.ročník ČR [%] 40,4 37,3 43,8 1995 / 3.ročník mezinárodní [%] 35,3 34,4 36,2 1995 / 4.ročník ČR [%] 52,1 50,9 53,3 1995 / 4.ročník mezinárodní [%] 43,5 41,4 45,5 Podrobné výsledky (Zastoupení jednotlivých t ypů odpově dí v %): Výzkum v roce / populace N A B C D Ost. 1995 / 3.ročník ČR [%] 405 40,4 10,8 16,0 12,2 20,6 1995 / 3.ročník mezinárodní [%] 35,3 10,4 18,0 20,9 15,4 1995 / 4.ročník ČR [%] 400 52,1 7,9 19,8 10,4 9,7 1995 / 4.ročník mezinárodní [%] 43,5 9,9 20,2 18,7 7,6 108

Komentář a zhodnocení výsledků: Nejčastější chybnou odpovědí čes kých žáků v obou ročnících bylo, že výhodou sluneční energie je, že je využitelná v každém podnebí. U žáků 4. ročníku to byla výrazně nejčastější chybná odpověď (20 %). U žáků 3. ročníku spadalo 21 % odpovědí do kategorie ostatní. 109

Úloha: Rozpouštění látek Kód úlohy W01 Charakteristika úlohy Rozpustí se rychleji kostkový či práškový cukr? Uvolnění úlohy Ne Typ úlohy Otevřená dlouhá odpověď Obsahová kategorie Fyzikální přeměny - vysvětlení fyzikálních změn Operační kategorie Teoretické uvažování, rozbor a řešení problémů - zobecňování a odvozování vědeckých principů Obtížnost úlohy 641 Úloha použita v letech 1995 Úloha použita pro populaci 1 (3. a 4. ročník ZŠ) Zadání úlohy: Obrázek ukazuje dva druhy cukru - kostkový cukr a krystalový cukr v sáčcích. Jedna kostka cukru má stejnou hmotnost jako cukr v jednom sáčku. Který z těchto dvou druhů cukru se bude rychleji rozpouštět ve vodě? Odpověď zdůvodni. kostky cukru krystalový cukr v sáčcích Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr V1 průměr V2 dívky chlapci 1995 / 3.ročník ČR [%] 75,4 35,6 30,4 40,9 1995 / 3.ročník mezinárodní [%] 64,8 26,5 27, 9 25,3 1995 / 4.ročník ČR [%] 79,5 43,9 46,5 41,0 1995 / 4.ročník mezinárodní [%] 74,6 36,9 38,7 35,1 V1 úplně a částečně správné odpovědi, V2 úpln ě správné odpovědi Podrobné výsledky (Zastoupení jednotlivých typů odpovědí v %): Výzkum v roce / populace N 20 21 29 10 11 19 70 71 72 73 79 90 99 1995 / 3.ročník ČR [%] 806 29,9 2,6 3,1 27,0 8,6 4,1 5,1 0,6 0,2 1,2 3,7 0,6 13,1 1995 / 3.ročník mezinárodní [%] 16,5 8,7 1,3 21,6 14,2 2,5 7,8 1 0,9 4,2 5,7 1,9 13,6 1995 / 4.ročník ČR [%] 824 36,7 4,4 2,8 21,6 10,7 3,3 4 0,7 0,6 2,2 5,6 1 6,5 1995 / 4.ročník mezinárodní [%] 22,9 12,3 1,8 17,9 17,3 2,5 5,9 1,2 1,3 4,2 5,2 0,9 6,7 110

Komentář a zhodnocení výsledků: Úlohu řešilo úplně správně 36 % žáků 3. ročníku a 44 % žáků 4. ročníku. Jako nejčastější správnou odpověď žáci uváděli, že sáčkový cukr je v menších kouscích. Částečně správnou odpověď pak uvedlo 40 % žáků 3. ročníku a 36 % žáků 4. ročníku. Ti nejčastěji správně uvedli, že se rychleji rozpustí sáčkový cukr, ale odpověď nezdůvodnili. 111

Úloha: Tepelná výměna Kód úlohy X01 Charakteristika úlohy Zůstane teplejší polévka pod pokličkou nebo bez ní? Uvolnění úlohy Ano Typ úlohy Otevřená dlouhá odpověď Obsahová kategorie Energie a fyzikální jevy -Teplo a teplota Operační kategorie Používání vědeckých principů při vysvětlování Obtížnost úlohy 626 Úloha použita v letech 1995 Úloha použita pro populaci 1 (3. a 4. ročník ZŠ) Zadání úlohy: Anna a Matouš měli zcela stejné misky s polévkou o stejné teplotě. Anna přikryla svou misku pokličkou. Která z polévek by podle tvého názoru zůstala déle teplá? Odpověď zdůvodni. Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr V1 průměr V2 dívky chlapci 1995 / 3.ročník ČR [%] 87,0 22,3 21,2 23,6 1995 / 3.ročník mezinárodní [%] 87,6 28,7 29,0 28,5 1995 / 4.ročník ČR [%] 96,3 39,3 38,9 39,9 1995 / 4.ročník mezinárodní [%] 93,4 46,5 47,4 45,8 V1 úplně a částečně správné odpovědi, V2 úplně správné odpovědi Podrobné výsledky (Zastoupení jednotlivých typů odpovědí v %): Výzkum v roce / populace N 20 21 22 29 10 11 12 19 70 71 79 90 99 1995 / 3.ročník ČR [%] 824 21,6 0,0 0,0 0,7 29,3 3,1 31,4 0,9 0,8 0,7 0,3 1,1 10,2 1995 / 3.ročník mezinárodní [%] 25,9 0,6 0,3 1,9 30,5 4,4 23,1 0,9 1,2 1,9 0,9 0,5 7,9 1995 / 4.ročník ČR [%] 821 37,6 0,0 0,0 1,7 29,1 2,4 24,7 0,8 0,5 0 0,2 0,5 2,5 1995 / 4.ročník mezinárodní [%] 42,8 0,6 0,4 2,7 27,6 3,9 14,7 0,7 1 1 0,5 0,2 3,9 112

Poznámka: Kódy 21, 22 nebyly v manuálu z 16.6.1995, který byl k dispozici uvedeny. Komentář a zhodnocení výsledků: Úlohu řešilo úplně správně 22 % žáků 3. ročníku a 39 % žáků 4. ročníku, což bylo méně než mezinárodní průměr. V podstatě všechna zdůvodnění odpovídala výše popsanému kódu 20. Částečně správnou odpověď pak uvedlo 65 % žáků 3. ročníku a 57 % žáků 4. ročníku. Ti nejčastěji správně uvedli, že polévka Anny zůstane déle teplá a vysvětlení se týkalo pokličky nebo odpověď nezdůvodnili. 113

Úloha: Rameno síly Kód úlohy Z03 Charakteristika úlohy Vybrat ze seskupení kvádrů na rovnoramenné páce to, které váží nejvíce a vysvětlit proč. Uvolnění úlohy Ano Typ úlohy Otevřená dlouhá odpověď Obsahová kategorie Hmota - Fyzikální vlastnosti látek Operační kategorie Používání vědeckých principů při kvantitativním řešení problémů Obtížnost úlohy 640 Úloha použita v letech 1995 Úloha použita pro populaci 1 (3. a 4. ročník ZŠ) Zadání úlohy: Byly porovnány hmotnosti tří kvádrů. Který ze tří kvádrů má nejvě tší hmotnost (A,B nebo C)? Odpověď zdůvodni. Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr V1 průměr V2 dívky chlapci 1995 / 3.ročník ČR [%] 39,8 17,8 14,4 21,4 1995 / 3.ročník mezinárodní [%] 53,0 23,9 21,7 26,0 1995 / 4.ročník ČR [%] 58,7 33,9 32,6 35,2 1995 / 4.ročník mezinárodní [%] 63,7 36,7 33,7 39,8 V1 úplně a částečně správné odpovědi, V2 úplně správné odpovědi 114

Podrobné výsledky (Zastoupení jednotlivých typů odpovědí v %): Výzkum v roce / populace N 20 10 11 12 19 70 71 72 73 79 90 99 1995 / 3.ročník ČR [%] 806 17,8 13,8 5,5 0,1 2,6 6,8 1,9 10,5 1,1 14,8 1,6 23,6 1995 / 3.ročník mezinárodní [%] 23,9 19,2 8,6 0,2 1,1 12 3,6 7,4 0,4 3,9 1,5 18,3 1995 / 4.ročník ČR [%] 808 33,9 16,6 5,9 0,7 1,5 5,8 3,2 7,2 1,3 9,8 1,2 12,8 1995 / 4.ročník mezinárodní [%] 36,7 19,0 6,7 0,2 1,2 10,3 2,9 6,8 0,6 3,6 1 11,0 Komentář a zhodnocení výsledků: Úlohu řešilo úplně správně jen 18 % žáků 3. ročníku a 34 % žáků 4. ročníku. V obou případech to bylo méně než mezinárodní průměr. V případě 3. ročníku to byla úloha s nejnižší úspěšností. Rozdíl v úspěšnosti mezi oběma ročníky byl třetí nejvyšší. Částečně správnou odpověď uvedlo 22 % žáků 3. ročníku a 25 % žáků 4. ročníku. Ve většině z nich byl určen správný kvádr, ale zdůvodnění bylo neodpovídající. Poměrně hodně žáků úlohu neřešilo. 115

Úlohy vybrané z dalších oblastí Úloha: ŽIVOTNÍ PROSTŘEDÍ A PODSTATA PŘÍRODNÍCH VĚD -obnovitelné zdroje Kód úlohy C07 Charakteristika úlohy Výběr obnovitelného zdroje ze seznamu. Uvolnění úlohy Ne Typ úlohy Výběr odpovědi Obsahová kategorie Přírodní vědy, životní prostředí a přírodní zdroje Operační kategorie Jednoduchá informace Obtížnost úlohy 607 Úloha použita v letech 1995 Úloha použita pro populaci 1 (3. a 4. ročník ZŠ) Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1995 / 3.ročník ČR [%] 39,6 39,1 40,1 1995 / 3.ročník mezinárodní [%] 37,9 36,5 39,4 1995 / 4.ročník ČR [%] 53,8 53,6 54,0 1995 / 4.ročník mezinárodní [%] 46,2 44,2 48,1 Komentář a zhodnocení výsledků: Úlohu řešilo správně 40 % č eských žáků 3. ročníků a 54 % žáků 4. ročníků. Ve 3. ročníku uváděla pětina žáků jako obnovitelný zdroj kotel na uhlí. 116

Úloha: ŽIVOTNÍ PROSTŘEDÍ A PODSTATA PŘÍRODNÍCH VĚD - pozorování Kód úlohy Q07 Charakteristika úlohy Který výrok nepopisuje pozorování? Uvolnění úlohy Ano Typ úlohy Výběr odpovědi Obsahová kategorie Povaha přírodních věd - Povaha vědeckých znalostí Operační kategorie Zkoumání světa kolem nás - Návrh výzkumu Obtížnost úlohy 625 Úloha použita v letech 1995 Úloha použita pro populaci 1 (3. a 4. ročník ZŠ) Zadání úlohy: Čtyři děti mají hmatem a čichem prozkoumat předmět v tašce, ale nesmějí se na něj podívat. Které z následujících tvrzení NEPOPISUJE toto pozorování? A. Předmět je na jedné straně plochý a na druhé kulatý. B. Voní to jako peprmintový bonbón. C. Má to na sobě nějaký hrbol. D. Doufám, že je to bonbón. Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1995 / 3.ročník ČR [%] 38,3 35,8 41,0 1995 / 3.ročník mezinárodní [%] 34,3 35,7 33,0 1995 / 4.ročník ČR [%] 46,8 44,8 41,5 1995 / 4.ročník mezinárodní [%] 43,1 44,4 49,2 Podrobné výsledky (Zastoupení jednotlivých typů odpově dí v %): Výzkum v roce / populace N A B C D Ost. 1995 / 3.ročník ČR [%] 404 19,3 18,6 14,2 38,3 9,6 1995 / 3.ročník mezinárodní [%] 20,3 21,8 15,5 34,3 8,1 1995 / 4.ročník ČR [%] 399 24,8 12,8 11,5 46,8 4,1 1995 / 4.ročník mezinárodní [%] 19,0 19,6 13,7 43,1 4,6 117

Komentář a zhodnocení výsledků: Úlohu řešilo správně 38 % českých žáků 3. ročník u a 47 % žáků 4. ročníku, což je mírně nad mezinárodním průměrem. Nesprávné odpovědi byly v případě 3. roč níku poměrně rovnoměrně rozloženy mezi všechny možno sti, ve 4. ročníku převažovala odpověď A, kterou volila téměř čtvrtina žáků. 118

Úloha: ŽIVOTNÍ PROSTŘEDÍ A PODSTATA PŘÍRODNÍCH VĚD - experiment Kód úlohy R02 Charakteristika úlohy Návrh začátku postupu pro zjištění, která ze žárovek svítí nejjasněji Uvolnění úlohy Ano Typ úlohy Výběr odpovědi Obsahová kategorie Povaha přírodních věd - Povaha vědeckých znalostí Operační kategorie Používání nástrojů a požívání rutinních a vědeckých postupů - Získávání dat Obtížnost úlohy 633 Úloha použita v letech 1995 Úloha použita pro populaci 1 (3. a 4. ročník ZŠ) Zadání úlohy: Děti se snažily zjistit, která ze tří žárovek svítí nejjasněji. Které z dětí navrhuje nejlepší ZAČÁTEK postupu nalezení správné odpovědi? A. Jedna žárovka se mi zdá jasn ější, takže už znám odpověď. B. Všechny žárovky se mi zdají stejně jasné, takže nelze odpovědět. C. Pomohlo by nám, kdybychom znali způsob, jak změřit jas žárovky. D. Můžeme hlasovat. Každý dá svůj hlas žárovce, o níž si myslí, že svítí nejjasněji. Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1995 / 3.ročník ČR [%] 35,1 34,7 35,4 1995 / 3.ročník mezinárodní [%] 32,6 32,5 32,7 1995 / 4.ročník ČR [%] 51,0 48,0 54,0 1995 / 4.ročník mezinárodní [%] 43,3 42,8 43,7 Podrobné výsledky (Zastoupení jednotlivých t ypů odpov ědí v %): Výzkum v roce / populace N A B C D Ost. 1995 / 3.ročník ČR [%] 405 13,3 22,6 35,1 18,4 10,7 1995 / 3.ročník mezinárodní [%] 14,2 19,9 32,6 24,9 8,4 1995 / 4.ročník ČR [%] 400 7,9 19,4 51,0 16,0 5,6 1995 / 4.ročník mezinárodní [%] 10,9 17,8 43,3 23,9 4,2 119

Komentář a zhodnocení výsledků: Úlohu řešilo správně 35 % českých žáků 3. roč níku a 51 % žáků 4. ročníku. Mezi chybnými odpověďmi měla nejvyšší zastoupení v obou ročnících možnost B. 18 % žák ů 3. ročníku a 16 % žáků 4. ročník u by o nejjasnější žárovce hlasovalo. 120

Úloha: ZEMĚPIS - Vesmírná tělesa Kód úlohy E06 Charakteristika úlohy Které z vyjmenovaných těles je nejteplejší? Uvolnění úlohy Ne Typ úlohy výběr odpovědi Obsahová kategorie Země ve vesmíru Operační kategorie Jednoduchá informace Obtížnost úlohy 278 Úloha použita v letech 1995 Úloha použita pro populaci 1 (3. a 4. ročník ZŠ) Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1995 / 3.ročník ČR [%] 90,8 90,0 91,8 1995 / 3.ročník mezinárodní [%] 88,7 88,1 89,3 1995 / 4.ročník ČR [%] 94,5 94,6 94,4 1995 / 4.ročník mezinárodní [%] 92,5 92,8 92,2 Komentář a zhodnocení výsledků: Úloha patřila k méně obtížným. Čeští žáci obou ročníků ji ř ešili s vysokou úspěšností. Ve 3. ročníku byla nejvyšší a ve 4. ročníku druhá nejvyšší ze všech vybraných fyzikálních úloh. 121

Úloha: ZEMĚPIS - Oběh Země Kód úlohy F02 Charakteristika úlohy Kolem čeho oběhne Země jednou každý rok? Uvolnění úlohy Ne Typ úlohy Výběr odpovědi Obsahová kategorie Země ve vesmíru Operační kategorie Jednoduchá informace Obtížnost úlohy 496 Úloha použita v letech 1995 Úloha použita pro populaci 1 (3. a 4. ročník ZŠ) Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1995 / 3.ročník ČR [%] 66,8 64,4 69,3 1995 / 3.ročník mezinárodní [%] 60,0 57,1 63,0 1995 / 4.ročník ČR [%] 83,5 82,7 84,3 1995 / 4.ročník mezinárodní [%] 68,3 66,2 70,4 Komentář a zhodnocení výsledků: Správné řešení uvedlo 67 % českých žáků 3. ročníku. 17 % žáků tohoto ročníku se domnívalo, že Země obíhá kolem ostatních planet Ve 4. ročníku řešilo úlohu správně 84 % žáků, což bylo o 15 % více než mezinárodní průměr. 122

Úloha: ZEMĚPIS - Vrh stínu Kód úlohy G07 Charakteristika úlohy Jak bude vypadat stín stromu v pravé poledne? Uvolnění úlohy Ne Typ úlohy Výběr odpovědi Obsahová kategorie Země ve vesmíru Operační kategorie Složitější informace Obtížnost úlohy 467 Úloha použita v letech 1995 Úloha použita pro populaci 1 (3. a 4. ročník ZŠ) Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1995 / 3.ročník ČR [%] 77,7 74,2 81,1 1995 / 3.ročník mezinárodní [%] 65,0 61,5 68,6 1995 / 4.ročník ČR [%] 85,8 84,3 87,5 1995 / 4.ročník mezinárodní [%] 72,6 69,3 75,9 Komentář a zhodnocení výsledků: Úloha patřila k méně obtížným. Čeští žáci obou ročníků ji ř ešili s vysokou úspěšností, která byla výrazně nad mezinárodním průměrem. 123

Úloha: ZEMĚPIS - Tabulka teplot a srážek Kód úlohy N01 Charakteristika úlohy Určit, kde sněžilo podle hodnot z tabulky. Uvolnění úlohy Ano Typ úlohy Výběr odpovědi Obsahová kategorie Zemětvorné procesy - počasí a podnebí Energie fyzikální jevy Teplo a teplota Operační kategorie Používání nástrojů a požívání rutinních a vědeckých postupů - Interpretace dat Obtížnost úlohy 632 Úloha použita v letech 1995 Úloha použita pro populaci 1 (3. a 4. ročník ZŠ) Zadání úlohy: Tabulka uvádí teploty a množství srážek (déšť nebo sníh), které spadly během jednoho dne ve čtyřech různých městech. Město A Město B Město C Město D nejnižší teplota 13 C -9 C 22 C -12 C nejvyšší teplota 25 C -1 C 30 C -4 C množství srážek (déšť nebo sníh) 0 cm 5 cm 2,5 cm 0 cm Ve kterém městě sněžilo? A. Ve městě A B. Ve městě B C. Ve městě C D. Ve městě D Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1995 / 3.ročník ČR [%] 43,9 41,7 46,4 1995 / 3.ročník mezinárodní [%] 31,7 30,4 32,9 1995 / 4.ročník ČR [%] 59,9 60,0 59,7 1995 / 4.ročník mezinárodní [%] 43,7 42,1 45,3 124

Podrobné výsledky (Zastoupení jednotlivých typů odpověd í v %): Výzkum v roce / populace N A B C D Ost. 1995 / 3.ročník ČR [%] 411 3,5 43,9 18,8 22,5 11,3 1995 / 3.ročník mezinárodní [%] 10,0 31,7 32,2 17,1 9,0 1995 / 4.ročník ČR [%] 412 2,4 59,9 12,7 20,7 4,2 1995 / 4.ročník mezinárodní [%] 7,0 43,7 25,9 16,1 7,3 Komentář a zhodnocení výsledků: Úlohu řešilo správně 44 % českých žáků 3. roč níku a 60 % žáků 4. ročníku. Nejvíce chybných odpovědí v obou ročnících (23 % ve 3. a 21 % ve 4. ročníku) uvádělo město D, kde sice mrzlo, al e srážky byly nulové. 19 % žáků 3. ročníku volilo město C, kde srážky sice byly, ale při teplotě mezi 22 C 30 C určitě ne sněhové. 125

Úloha: ZEMĚPIS - Odraz světla Kód úlohy O04 Charakteristika úlohy Proč měsíc v noci svítí? Uvolnění úlohy Ano Typ úlohy Výběr odpovědi Obsahová kategorie Země ve vesmíru - Země jako součást sluneční soustavy Operační kategorie Jednoduchá informace Obtížnost úlohy 485 Úloha použita v letech 1995 Úloha použita pro populaci 1 (3. a 4. ročník ZŠ) Zadání úlohy: Měsíc sám žádné světlo nevytváří a přesto v noci svítí. Proč? A. Měsíc odráží sluneční světlo. B. Měsíc se velmi rychle otáčí kolem své osy. C. Měsíc je pokryt tenkou vrstvou ledu. D. Na Měsíci je mnoho kráterů. Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1995 / 3.ročník ČR [%] 55,9 56,4 55,3 1995 / 3.ročník mezinárodní [%] 63,7 62,9 64,7 1995 / 4.ročník ČR [%] 75,7 69,4 82,3 1995 / 4.ročník mezinárodní [%] 69,7 69,2 70,4 Podrobné výsledky (Zastoupení jednotlivých t ypů odpov ědí v %): Výzkum v roce / populace N A B C D Ost. 1995 / 3.ročník ČR [%] 412 55,9 16,1 10,3 13,7 4,0 1995 / 3.ročník mezinárodní [%] 63,7 7,9 7,2 16,6 4,5 1995 / 4.ročník ČR [%] 411 75,7 9,5 5,7 7,5 1,6 1995 / 4.ročník mezinárodní [%] 69,7 7,8 5,5 14,5 2,5 126

Komentář a zhodnocení výsledků: Proč svítí v noci Měsíc, uvedlo správně 56 % českýc h žáků 3. ročníku, což bylo méně než mezinárodní průměr. Ve 4. ročníku správně odpovědělo 76 % žáků. Rozdíl oproti 3. ročníku byl v této úloze druhý nejvyšší. 127

Úloha: Kód úlohy Charakteristika úlohy Uvolnění úlohy Typ úlohy Obsahová kategorie Operační kategorie Obtížnost úlohy 629 Úloha použita v letech 1995 Úloha použita pro populaci 1 (3. a 4. ročník ZŠ) ZEMĚPIS - Podmínky na vrcholcích hor O09 Proč je na vysoko položených místech sníh, i když jinde už ne Ano Otevřená krátká odpověď Charakteristické rysy Země, geografická sféra atmosféra Energie fyzikální jevy Teplo a teplota Teoretické uvažování, rozbor a řešení problémů - použití vědeckých principů při vysvětlování Zadání úlohy: Na vrcholcích hor bývá sníh, i když na níže položených částech hor již roztál. Vysvětli, proč tomu tak je. Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1995 / 3.ročník ČR [%] 42,5 38,3 47,3 1995 / 3.ročník mezinárodní [%] 31,3 29,3 33,3 1995 / 4.ročník ČR [%] 60,1 59,4 60,9 1995 / 4.ročník mezinárodní [%] 45,9 44,9 47,0 Podrobné výsledky (Zastoupení jednotlivých typů odpově dí v %): Výzkum v roce / populace N 10 11 19 70 71 72 73 76 79 90 99 1995 / 3.ročník ČR [%] 412 38,5 0,7 3,3 5,8 7, 4 4,0 0,0 1,7 10,0 3,7 25,0 1995 / 3.ročník mezinárodní [%] 27,1 1,5 2,7 3,1 11,2 2,8 0,8 1,8 23,5 3,0 22,5 1995 / 4.ročník ČR [%] 411 54,0 2,4 3,7 5,2 5,6 5,5 0,5 2,6 10,7 1,9 7,9 1995 / 4.ročník mezinárodní [%] 40,6 1,8 3,4 3,2 9,7 3,2 0,7 1,5 19,4 1,8 14,5 128

Komentář a zhodnocení výsledků: Úlohu řešilo správně 43 % českých žáků 3.ročníku a 60 % žáků 4. ročníku, což bylo v obou případech výrazně nad mezinárodním průměrem. Čtvrtina žáků 3. ročníku úlohu neřešila. 129

Úloha: ZEMĚPIS - Optika Kód úlohy Y01 Charakteristika úlohy Proč se Měsíc i Slunce jeví při pohledu ze Země stejně velké? Uvolnění úlohy Ano Typ úlohy Otevřená krátká odpověď Obsahová kategorie Země jako součást sluneční soustavy Operační kategorie Použití vědeckých principů při vysvětlování Obtížnost úlohy 693 Úloha použita v letech 1995 Úloha použita pro populaci 1 (3. a 4. ročník ZŠ) Zadání úlohy: Slunce je větší než Měsíc. Když se však na ně díváme ze Země, zdá se nám, že Slunce i Měsíc jsou přibližně stejně velké. Proč je tomu tak? Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1995 / 3.ročník ČR [%] 20,2 14,2 26,7 1995 / 3.ročník mezinárodní [%] 21,1 17,6 24,5 1995 / 4.ročník ČR [%] 38,3 31,7 45,3 1995 / 4.ročník mezinárodní [%] 30,5 25,9 35,1 Podrobné výsledky (Zastoupení jednotlivých typů odpově dí v %): Výzkum v roce / populace N 10 19 70 71 72 73 74 76 79 90 99 1995 / 3.ročník ČR [%] 814 19,3 0,9 2, 8 1,3 19,7 0,7 1,8 3,5 21,0 2,9 26,3 1995 / 3.ročník mezinárodní [%] 20,2 0,9 3, 1 1,5 20,3 1,6 2,1 3,5 23,6 3,2 20,0 1995 / 4.ročník ČR [%] 817 37,5 0,8 2,7 1,7 17,9 0,5 3,4 3,1 19,3 2,4 10,8 1995 / 4.ročník mezinárodní [%] 29,4 1,1 3,2 1,5 21,4 1,7 2,5 2,9 21,4 2,2 12,6 130

Poznámka: Kódy 72-74 nebyly v manuálu z 16.6.1995, který byl k dispozici uvedeny. Komentář a zhodnocení výsledků: Úloha patřila v mezinárodním měřítku k obtížným. Úspěšnost řešení byla poměrně nízká, v případě českých žáků 3. ročníku druhá nejnižší. Kolem 20 % chybných odpovědí v obou ročnících spadalo do kategorie ostatní, 26 % žáků 3. ročníku úlohu neřešilo. 131

Úloha: PŘÍRODOPIS - Sluneční záření Kód úlohy R04 Charakteristika úlohy Nejdůležitější důvod používání opalovacích krémů. Uvolnění úlohy Ano Typ úlohy Výběr odpovědi Obsahová kategorie Biologie člověka a jeho zdraví nemoci Energie fyzikální jevy Vlnění Operační kategorie složitější informace Obtížnost úlohy 458 Úloha použita v letech 1995 Úloha použita pro populaci 1 (3. a 4. ročník ZŠ) Zadání úlohy: Jaký je NEJDŮLEŽITĚJŠÍ důvod, proč lidé používají při pobytu na slunci opalovací krém? A. Krém chrání kůži před nebezpečným zářením ze Slunce. B. Při použití krému kůže více zhnědne. C. Krém způsobuje, že kůže je hladká. D. Krém kůži ochlazuje. Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1995 / 3.ročník ČR [%] 78,7 79,5 77,9 1995 / 3.ročník mezinárodní [%] 65,2 67,0 63,4 1995 / 4.ročník ČR [%] 89,3 90,4 88,2 1995 / 4.ročník mezinárodní [%] 75,7 77,6 73,8 Podrobné výsledky (Zastoupení jednotlivých typů odpověd í v %): Výzkum v roce / populace N A B C D Ost. 1995 / 3.ročník ČR [%] 405 78,7 4,9 2,5 6,1 7,9 1995 / 3.ročník mezinárodní [%] 65,2 12,1 7,5 6,7 8,4 1995 / 4.ročník ČR [%] 400 89,3 3,0 1,7 3,1 2,9 1995 / 4.ročník mezinárodní [%] 75,7 9,3 5,4 5,8 3,8 132

Komentář a zhodnocení výsledků: S řešením úlohy čeští žáci neměli problém, úspěšnost v obou ročnících byla výrazně nad mezinárodním průměrem. Je to jedna ze dvou úloh, kde byly dívky obou ročníků úspěšnější než chlapci. 133

Příloha 2 Populace 2 TIMSS 1995 TIMSS-R 1999 Tabulky s charakteristikami, celkovými výsledky a komentáři k jednotlivým fyzikálním úlohám. Poznámka: U úloh, které byly uvolněny ke zveřejnění, jsou též zadání a podrobné výsledky, u úloh s otevřenými odpověďmi pak též pokyny pro hodnocení. 134

Úlohy vybrané z oblasti Fyzika TIMSS 1995 Úloha: Tepelná vodivost Kód úlohy I16 Charakteristika úlohy Určení materiálu, který se při kontaktu s horkou vodou zahřeje nejdříve. Uvolnění úlohy Ano Typ úlohy Výběr odpovědi Obsahová kategorie Energie a fyzikální jevy - teplo a teplota Operační kategorie Jednoduchá informace Obtížnost úlohy 341 Úloha použita v letech 1995 Úloha použita pro populaci 2 (7. a 8. ročník ZŠ) Zadání úlohy: Kovovou, dřevěnou a plastovou lžíci vložíme do horké vody. Která ze lžic se nám po15 sekundách bude jevit na dotek nejteplejší? A. kovová lžíce C. plastová lžíce B. dřevěná lžíce D. všechny tři lžíce se nám budou zdát stejně teplé Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1995 / 7.ročník ČR [%] 77,9 75,8 80,3 1995 / 7.ročník mezinárodní [%] 80,2 80,1 80,4 1995 / 8.ročník ČR [%] 86,2 89,1 83,2 1995 / 8.ročník mezinárodní [%] 83,3 83,7 83,0 Podrobné výsledky (Zastoupení jednotlivých typů odpovědí v %): Výzkum v roce / populace N A B C D Ost. 1995 / 7.ročník ČR [%] 420 77,9 2,8 14,1 3,2 1,9 1995 / 7.ročník mezinárodní [%] 80,2 3,2 9,9 4,2 2,5 1995 / 8.ročník ČR [%] 430 86,2 1,5 9,5 1,8 1,0 1995 / 8.ročník mezinárodní [%] 83,3 2,8 8,2 3,6 2,2 Komentář a zhodnocení výsledků: Úlohu řešilo správně 78 % českých žáků 7. ročníků, což bylo mírně pod mezinárodním průměrem. V 8. ročníku řešilo úlohu správně 86 % českých žáků, což bylo naopak mírně nad mezinárodním průměrem. V 8. ročníku byly dívky úspěšnější než chlapci. Nejčastější chybnou odpovědí byla volba plastové lžíce jako té, která se v daném čase nejvíce zahřeje. 135

Úloha: Sluneční záření Kód úlohy J05 Charakteristika úlohy Který druh záření způsobuje opálení Uvolnění úlohy Ano Typ úlohy Výběr odpovědi Obsahová kategorie Energie a fyzikální jevy - Vlnění Operační kategorie Jednoduchá informace Obtížnost úlohy 495 Úloha použita v letech 1995 Úloha použita pro populaci 2 (7. a 8. ročník ZŠ) Zadání úlohy: Který druh slunečního záření způsobuje opálení? A. viditelné B. ultrafialové C. infračervené D. rentgenové E. radiové vlny Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1995 / 7.ročník ČR [%] 64,4 62,5 66,4 1995 / 7.ročník mezinárodní [%] 59,0 55,7 62,5 1995 / 8.ročník ČR [%] 63,0 56,9 68,6 1995 / 8.ročník mezinárodní [%] 68,2 66,0 70,5 Podrobné výsledky (Zastoupení jednotlivých typů odpovědí v %): Výzkum v roce / populace N A B C D E Ost. 1995 / 7.ročník ČR [%] 431 12,0 64,4 20,1 1,6 1,1 0,7 1995 / 7.ročník mezinárodní [%] 10,4 59,0 12,7 10,8 4,9 2,3 1995 / 8.ročník ČR [%] 417 15,1 63,0 19,4 0,3 1,3 1,0 1995 / 8.ročník mezinárodní [%] 8,7 68,2 10,7 7,5 3,3 1,6 Komentář a zhodnocení výsledků: Druh záření určilo správně 64 % českých žáků 7. ročníků a 68 % žáků 8. ročníků. V případě 8. ročníku byl výsledek pod mezinárodním průměrem. Pětina žáků obou ročníků se domnívala, že opálení způsobuje infračervené záření. 136

Úloha: Důkaz existence vzduchu Kód úlohy K10-1995 Charakteristika úlohy Návrh důkazu existence vzduchu Uvolnění úlohy Ano Typ úlohy Otevřená krátká odpověď Obsahová kategorie Hmota - Fyzikální vlastnosti látek Operační kategorie Návrh výzkumu Obtížnost úlohy 676 Úloha použita v letech 1995 Úloha použita pro populaci 2 (7. a 8. ročník ZŠ) Zadání úlohy: Vzduch je bezbarvý, bez zápachu a bez chuti. Popište jeden způsob, kterým lze prokázat, že existuje. Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1995 / 7.ročník ČR [%] 27,1 23,7 30,4 1995 / 7.ročník mezinárodní [%] 33,0 33,8 32,2 1995 / 8.ročník ČR [%] 26,1 28,7 23,3 1995 / 8.ročník mezinárodní [%] 33,1 33,4 32,9 Podrobné výsledky (Zastoupení jednotlivých typů odpovědí v %): Výzkum v roce / populace N 10 11 12 13 14 15 19 70 72 76 79 90 99 1995 / 7.ročník ČR [%] 424 12,4 0,1 0,1 8,5 1,7 3,9 0,4 54,3 2,1 0,8 6,9 1,2 7,6 1995 / 7.ročník mezinárodní [%] 20,4 0,7 0,9 4,5 0,7 2,1 3,6 27,2 3 0,8 13,3 2,6 20,1 1995 / 8.ročník ČR [%] 421 11,7 0,2 1,6 6,4 1,5 3,6 0,9 59,1 1,1 0 5,2 0,6 8,0 1995 / 8.ročník mezinárodní [%] 17,8 0,8 1,1 4,9 1,1 3 4,3 29,4 3,2 1,1 12,8 2,1 18,4 137

Kód Odpověď Správná odpověď 10 V odpovědi je zmíněno, že můžeme cítit nebo pozorovat následky pohybu vzduchu. (Vítr, vlající vlajky, šíření zápachu) 11 Uvádí, že (lehké) předměty padají k zemi pomalu. (Odpor vzduchu způsobuje, že věci padají pomalu.) 12 Poukazuje na skutečnost, že vzduch lze vážit. 13 Uvádí, že balony, pneumatiky atd. mohou být naplněny vzduchem. 14 Poukazuje na tlak vzduchu. (Barometry ukazují, že vzduch existuje.) 15 Poukazuje na skutečnost, že vzduch můžeme vidět. (Bubliny vzduchu ve vodě.) 19 Jiná správná odpověď. Nesprávná odpověď 70 Dýcháme vzduch. 72 Poukazuje na možnost pozorovat vodní páru. (Při vydechování v chladných dnech.) 76 Pouze opakuje informaci uvedenou v otázce. 79 Jiná nesprávná odpověď. Nezodpovězeno 90 Přeškrtnutá, vygumovaná, nečitelná nebo neinterpretovatelná odpověď. 99 PRÁZDNÉ Komentář a zhodnocení výsledků: Úspěšnost českých žáků byla v této úloze nízká a v obou ročnících pod mezinárodním průměrem. Správnou odpověď uvedlo 27 % žáků 7. ročníků a ještě o procento méně žáků 8. ročníků. Nejčastější nesprávnou odpovědí bylo, že vzduch dýcháme. 138

Úloha: Elektrická vodivost předmětů Kód úlohy K13 Charakteristika úlohy Po vložení kterých předmětů do obvodu bude žárovka svítit Uvolnění úlohy Ano Typ úlohy Výběr odpovědi Obsahová kategorie Energie a fyzikální jevy - elektřina Operační kategorie Složitější informace Obtížnost úlohy 429 Úloha použita v letech 1995 Úloha použita pro populaci 2 (7. a 8. ročník ZŠ) Zadání úlohy: Následující obrázky ukazují monočlánek a žárovku, které jsou připojeny vodiči k různým předmětům. Které žárovky budou svítit? A. pouze 1 a 2 B. pouze 2 a 3 C. pouze 3 a 4 D. pouze 1, 2 a 3 E. pouze 2, 3 a 4 vzduch žárovka 1 žárovka 2 ocelový hřebík žárovka 3 žárovka 4 měděná mince kousek gumy Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1995 / 7.ročník ČR [%] 86,6 82,4 90,6 1995 / 7.ročník mezinárodní [%] 68,7 63,0 74,7 1995 / 8.ročník ČR [%] 88,9 84,5 93,5 1995 / 8.ročník mezinárodní [%] 76,8 71,6 82,4 139

Podrobné výsledky (Zastoupení jednotlivých typů odpovědí v %): Výzkum v roce / populace N A B C D E Ost. 1995 / 7.ročník ČR [%] 424 3,4 86,6 3,3 2,2 3,4 1,1 1995 / 7.ročník mezinárodní [%] 8,4 68,7 6,9 5,7 7,7 2,6 1995 / 8.ročník ČR [%] 421 3,1 88,9 2,6 1,7 2,9 0,8 1995 / 8.ročník mezinárodní [%] 5,7 76,8 5,1 4,6 6,1 1,8 Komentář a zhodnocení výsledků: Úloha nečinila českým žákům problémy, v obou ročnících byl jejich výsledek vysoko nad mezinárodním průměrem. 140

Úloha: Odpařování v závislosti na ploše Kód úlohy K14 Charakteristika úlohy Ze které nádoby se na slunci odpaří nejvíce vody Uvolnění úlohy Ano Typ úlohy Výběr odpovědi Obsahová kategorie Fyzikální přeměny - vysvětlení fyzikálních změn Operační kategorie Složitější informace Obtížnost úlohy 383 Úloha použita v letech 1995 Úloha použita pro populaci 2 (7. a 8. ročník ZŠ) Zadání úlohy: Žák nalil 100 ml vody do každé z otevřených nádob na obrázku a nechal je stát den na slunci. Ze které nádoby se pravděpodobně vypařilo nejvíce vody? A. B. C. D. Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1995 / 7.ročník ČR [%] 77,8 76,7 78,8 1995 / 7.ročník mezinárodní [%] 75,7 75,9 75,5 1995 / 8.ročník ČR [%] 87,1 83,3 91,0 1995 / 8.ročník mezinárodní [%] 81,2 80,9 81,5 141

Podrobné výsledky (Zastoupení jednotlivých typů odpovědí v %): Výzkum v roce / populace N A B C D Ost. 1995 / 7.ročník ČR [%] 424 16,7 1,8 0,9 77,8 2,7 1995 / 7.ročník mezinárodní [%] 10,4 4,7 2,9 75,7 6,3 1995 / 8.ročník ČR [%] 421 9,2 2,1 0,2 87,1 1,4 1995 / 8.ročník mezinárodní [%] 8,0 3,6 2,3 81,2 4,9 Komentář a zhodnocení výsledků: Úlohu řešilo správně 78 % českých žáků 7. ročníků a 87 % žáků 8. ročníků. Nejčastější chybnou odpovědí v obou ročnících byla volba nádoby s nejužším hrdlem. 142

Úloha: Působení gravitace na padající jablko Kód úlohy K17 Charakteristika úlohy Působení gravitace na padající jablko v jednotlivých fázích pohybu Uvolnění úlohy Ano Typ úlohy Výběr odpovědi Obsahová kategorie Síly a pohyb - druhy sil Operační kategorie Jednoduchá informace Obtížnost úlohy 571 Úloha použita v letech 1995 Úloha použita pro populaci 2 (7. a 8. ročník ZŠ) Zadání úlohy: Obrázek znázorňuje jablko padající ze stromu na zem. Ve které ze tří zakreslených poloh působí na jablko gravitační síla? A. pouze v poloze 2 B. pouze v poloze 1 a 2 C. pouze v poloze 1 a 3 D. v polohách 1, 2 i 3 poloha 1 poloha 2 poloha 3 Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1995 / 7.ročník ČR [%] 84,1 84,5 83,7 1995 / 7.ročník mezinárodní [%] 49,2 47,6 50,9 1995 / 8.ročník ČR [%] 81,4 79,4 83,3 1995 / 8.ročník mezinárodní [%] 54,6 53,0 56,3 Podrobné výsledky (Zastoupení jednotlivých typů odpovědí v %): Výzkum v roce / populace N A B C D Ost. 1995 / 7.ročník ČR [%] 424 1,3 11,8 1,7 84,1 1,2 1995 / 7.ročník mezinárodní [%] 9,3 27,6 11,2 49,2 2,7 1995 / 8.ročník ČR [%] 418 1,8 13,4 2,9 81,4 0,5 1995 / 8.ročník mezinárodní [%] 7,1 27,2 9,1 54,6 1,9 Komentář a zhodnocení výsledků: 143

Úspěšnost českých žáků byla v této úloze vysoká a výrazně nad mezinárodním průměrem. Nejčastější chybnou odpovědí byla B, která odpovídá představě, že na těleso v klidu gravitační síla nepůsobí. Úloha: Působení dvou sil na tyč Kód úlohy L01-1995 Charakteristika úlohy Díky působení kterých dvou sil se bude tyč otáčet Uvolnění úlohy Ano Typ úlohy Výběr odpovědi Obsahová kategorie Síly a pohyb - dynamika pohybu Operační kategorie Složitější informace Obtížnost úlohy 600 Úloha použita v letech 1995 Úloha použita pro populaci 2 (7. a 8. ročník ZŠ) Zadání úlohy: 144

Stejnorodá tyč je upevněna na otočném čepu v jejím středu. Na tyč působí v jednotlivých případech vždy dvě síly ve stejné rovině. Každá síla má velikost 10 N (newtonů). Ve kterém případě se bude tyč otáčet? A. 10 N 10 N 10 N B. C. 10 N 10 N 10 N Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1995 / 7.ročník ČR [%] 63,5 55,9 71,9 1995 / 7.ročník mezinárodní [%] 43,5 39,0 48,0 1995 / 8.ročník ČR [%] 68,6 56,6 79,0 1995 / 8.ročník mezinárodní [%] 48,6 44,1 53,3 D. E. 10 N 10 N 10 N 10 N Podrobné výsledky (Zastoupení jednotlivých typů odpovědí v %): Výzkum v roce / populace N A B C D E Ost. 1995 / 7.ročník ČR [%] 410 18,0 5,1 8,7 2,9 63,5 1,8 1995 / 7.ročník mezinárodní [%] 18,5 9,3 15,0 7,0 43,5 6,6 1995 / 8.ročník ČR [%] 418 14,8 3,0 6,6 4,5 68,6 2,6 1995 / 8.ročník mezinárodní [%] 17,7 10,0 13,5 6,6 48,6 3,7 10 N Komentář a zhodnocení výsledků: Úlohu řešilo správně 64 % českých žáků 7. ročníku a 69 % žáků 8. ročníku, což bylo v obou případech o 20 % nad mezinárodním průměrem. Chlapci byli výrazně úspěšnější než dívky. Nejčastěji volenou chybnou odpovědí byla situace, kdy dvojice sil působí v ose otáčení kolmo na tyč. 145

Úloha: Účinnost stroje Kód úlohy L04-1995 Charakteristika úlohy Určení účinnosti stroje z plochy a spotřeby Uvolnění úlohy Ano Typ úlohy Otevřená dlouhá odpověď Obsahová kategorie Energie a fyzikální jevy - druhy, zdroje a přeměny energie Operační kategorie Používání vědeckých principů při kvantitativním řešení problémů Obtížnost úlohy 688 Úloha použita v letech 1995 Úloha použita pro populaci 2 (7. a 8. ročník ZŠ) Zadání úlohy: Tabulka ukazuje obsah plochy, kterou mohou čisticí stroje A a B vyčistit za hodinu, a objem benzínu, který přitom spotřebují. Obsah plochy vyčištěné za 1 hodinu Benzín spotřebovaný za 1 hodinu Stroj A 2 hektary 3/4 litru Stroj B 1 hektar 1/2 litru Který stroj je účinnější při přeměně energie benzínu na užitečnou práci? Odpověď zdůvodněte. Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1995 / 7.ročník ČR [%] 34,1 34,8 33,3 1995 / 7.ročník mezinárodní [%] 28,1 27,1 29,0 1995 / 8.ročník ČR [%] 47,7 37,5 56,6 1995 / 8.ročník mezinárodní [%] 36,1 34,6 37,8 Podrobné výsledky (Zastoupení jednotlivých typů odpovědí v %): Výzkum v roce / populace N 10 11 19 70 71 72 73 74 75 76 79 90 99 1995 / 7.ročník ČR [%] 412 24,1 0,9 9,1 20,3 3,7 2,6 0,3 8,1 5,4 7 5,1 0,5 9,9 1995 / 7.ročník mezinárodní [%] 15,1 6,0 6,9 18,1 4,8 0,9 0,3 4,7 8,4 6,8 7,3 2,0 13,0 1995 / 8.ročník ČR [%] 418 29,6 6,1 12,0 17,3 3,1 0,2 0,3 3,5 7,5 6,8 4,3 0,2 9,2 1995 / 8.ročník mezinárodní [%] 20,3 7,7 8,1 16,5 3,7 0,8 0,4 4,8 8,3 6,5 6,4 1,6 15,1 146

Kód Odpověď Správná odpověď 10 A. Protože spotřebuje méně benzínu na 1 hektar. 11 A. Protože 3/8 < ½ NEBO podobné vysvětlení. 19 A. Jiná správná odpověď. Nesprávná odpověď 70 A. Uvádí, že za hodinu vyčistí větší plochu. 71 A. Jiné nesprávné vysvětlení. 72 A. Bez vysvětlení. 73 B. S vysvětlením. 74 B. Bez vysvětlení. 75 Tvrzení, že A a B jsou stejné s vysvětlením. 76 Tvrzení, že A a B jsou stejné bez vysvětlení. 79 Jiná nesprávná odpověď. Nezodpovězeno 90 Přeškrtnutá, vygumovaná, nečitelná nebo neinterpretovatelná odpověď. 99 PRÁZDNÉ Komentář a zhodnocení výsledků: Úloha patřila v mezinárodním měřítku k obtížnějším. Úspěšně ji řešilo 34 % českých žáků 7. ročníku a 48 % žáků 8. ročníku, což bylo v obou případech nad mezinárodním průměrem. V 7. ročníku byly o 1,5 % úspěšnější dívky, zatímco v 8. ročníku byli výrazně úspěšnější chlapci (o 19 %). 147

Úloha: Šíření zvuku ve vesmíru Kód úlohy L07 Charakteristika úlohy Proč se nešíří zvuk ve vesmíru Uvolnění úlohy Ano Typ úlohy Výběr odpovědi Obsahová kategorie Energie a fyzikální jevy - zvuk Operační kategorie Složitější informace Obtížnost úlohy 473 Úloha použita v letech 1995 Úloha použita pro populaci 2 (7. a 8. ročník ZŠ) Zadání úlohy: Posádky dvou lodí na moři se mohou navzájem dorozumívat pokřikem. Proč se tak nemohou ve stejné vzdálenosti dorozumívat posádky dvou kosmických lodí ve vesmíru? A. Zvuk se ve vesmíru více odráží. B. Uvnitř kosmických lodí je příliš velký tlak. C. Kosmické lodě se pohybují rychleji než zvuk. D. Ve vesmíru není vzduch, jímž by se mohl zvuk šířit. Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1995 / 7.ročník ČR [%] 73,2 75,4 70,7 1995 / 7.ročník mezinárodní [%] 66,8 64,3 69,1 1995 / 8.ročník ČR [%] 75,6 71,4 79,2 1995 / 8.ročník mezinárodní [%] 70,3 67,8 73,2 Podrobné výsledky (Zastoupení jednotlivých typů odpovědí v %): Výzkum v roce / populace N A B C D Ost. 1995 / 7.ročník ČR [%] 412 2,4 8,5 15,0 73,2 0,8 1995 / 7.ročník mezinárodní [%] 7,9 10,5 11,9 66,8 2,9 1995 / 8.ročník ČR [%] 418 4,1 3,1 15,9 75,6 1,4 1995 / 8.ročník mezinárodní [%] 6,7 9,7 11,1 70,3 2,2 Komentář a zhodnocení výsledků: 148

S úlohou si správně poradily zhruba tři čtvrtiny českých žáků obou ročníků. V 7. ročníku byly dívky úspěšnější než chlapci. Nejčastěji uváděným chybným důvodem (15 % žáků), proč se nešíří ve vesmíru zvuk, bylo, že se kosmické lodě pohybují rychleji než zvuk. Úloha: Napětí a proud Kód úlohy M12 Charakteristika úlohy Doplnění tabulky naměřených hodnot proudu a napětí Uvolnění úlohy Ano Typ úlohy Otevřená krátká odpověď Obsahová kategorie Energie a fyzikální jevy - elektřina Operační kategorie Používání vědeckých principů při kvantitativním řešení problémů Obtížnost úlohy 571 Úloha použita v letech 1995 Úloha použita pro populaci 2 (7. a 8. ročník ZŠ) Zadání úlohy: Několik žáků použilo ampérmetr A pro měření elektrického proudu v obvodu při různých napětích. Tabulka ukazuje některé získané výsledky. Doplňte ji. napětí (volty) proud (miliampéry) 1,5 10 3,0 20 6,0 napětí proud Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1995 / 7.ročník ČR [%] 52,9 45,7 60,2 1995 / 7.ročník mezinárodní [%] 46,8 40,9 52,5 1995 / 8.ročník ČR [%] 59,2 53,1 65,2 1995 / 8.ročník mezinárodní [%] 53,7 48,0 59,4 Podrobné výsledky (Zastoupení jednotlivých typů odpovědí v %): Výzkum v roce / populace N 10 70 79 90 99 1995 / 7.ročník ČR [%] 415 52,9 29,5 12,1 0,2 5,3 149

1995 / 7.ročník mezinárodní [%] 46,8 27,4 10,6 0,7 14,5 1995 / 8.ročník ČR [%] 405 59,2 28,6 8,7 0 3,6 1995 / 8.ročník mezinárodní [%] 53,7 26,1 9,1 0,4 10,7 Kód Odpověď Úloha: S022022 Správná odpověď 10 40 Nesprávná odpověď 70 30 79 Jiná nesprávná odpověď. Nezodpovězeno 90 Přeškrtnutá, vygumovaná, nečitelná nebo neinterpretovatelná odpověď. 99 PRÁZDNÉ Komentář a zhodnocení výsledků: Správnou hodnotu proudu doplnilo 53 % českých žáků 7. ročníku a 59 % žáků 8. ročníku. Chlapci byli úspěšnější než dívky. 150

Úloha: Odraz v zrcadle Kód úlohy M14-1995 Charakteristika úlohy Zakreslení polohy obrazu tužky v rovinném zrcadle Uvolnění úlohy Ano Typ úlohy Otevřená krátká odpověď Obsahová kategorie Energie a fyzikální jevy - světlo Operační kategorie Složitější informace Obtížnost úlohy 454 Úloha použita v letech 1995 Úloha použita pro populaci 2 (7. a 8. ročník ZŠ) Zadání úlohy: Obrázek znázorňuje tužku ležící na poličce před zrcadlem. Nakreslete obraz tužky, jak byste ho viděli v zrcadle. Použijte k tomu síť čar na poličce. Zrcadlo Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1995 / 7.ročník ČR [%] 68,6 67,5 69,7 1995 / 7.ročník mezinárodní [%] 66,4 65,6 67,2 1995 / 8.ročník ČR [%] 72,7 71,6 73,9 151

1995 / 8.ročník mezinárodní [%] 68,9 68,2 69,7 Podrobné výsledky (Zastoupení jednotlivých typů odpovědí v %): Výzkum v roce / populace N 10 11 12 70 71 72 73 79 90 99 1995 / 7.ročník ČR [%] 415 66,1 0,3 2,2 12,7 0,6 9,4 1,0 2,4 0,8 4,5 1995 / 7.ročník mezinárodní [%] 63,6 0,4 2,4 7,6 0,9 12,8 1,2 4,2 0,7 6,3 1995 / 8.ročník ČR [%] 405 69,1 0,6 0,3 12,3 0,8 9,6 2,5 1,2 0 0,8 1995 / 8.ročník mezinárodní [%] 65,8 0,9 2,2 8,0 0,8 10,8 0,9 4,3 0,7 5,7 Komentář a zhodnocení výsledků: Obraz tužky zakreslilo správně 69 % českých žáků 7. ročníku a 73 % žáků 8. ročníku. Nejčastější chybou bylo zakreslení hrotu tužky na druhé straně. 152

Úloha: Rameno síly Kód úlohy N08 Charakteristika úlohy Jak může vyvážit dvojnásobně těžká sestra svého bratra na houpačce Uvolnění úlohy Ano Typ úlohy výběr odpovědi Obsahová kategorie Síly a pohyb - dynamika pohybu Operační kategorie Používání vědeckých principů při kvantitativním řešení problémů Obtížnost úlohy 458 Úloha použita v letech 1995 Úloha použita pro populaci 2 (7. a 8. ročník ZŠ) Zadání úlohy: Dívka se chtěla houpat se svým malým bratrem. Který obrázek ukazuje, jak nejlépe může dívka, která má hmotnost 50 kg,vyvážit svého bratra, který má hmotnost 25 kg? Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1995 / 7.ročník ČR [%] 78,3 77,9 78,6 1995 / 7.ročník mezinárodní [%] 67,7 64,7 70,8 153

1995 / 8.ročník ČR [%] 81,7 77,1 86,0 1995 / 8.ročník mezinárodní [%] 71,5 67,1 75,7 Podrobné výsledky (Zastoupení jednotlivých typů odpovědí v %): Výzkum v roce / populace N A B C D Ost. 1995 / 7.ročník ČR [%] 408 2,4 1,1 15,1 78,3 3,1 1995 / 7.ročník mezinárodní [%] 5,0 5,6 19,2 67,7 0,2 1995 / 8.ročník ČR [%] 401 0,8 1,3 15,2 81,7 1,1 1995 / 8.ročník mezinárodní [%] 4,0 4,6 17,9 71,5 2,0 Komentář a zhodnocení výsledků: S úlohou si poradilo úspěšně 78 % českých žáků 7. ročníku a 82 % žáků 8. ročníku. Nejčastější chybou (15 % žáků) byla volba opačné situace, kdy těžší dívka sedí na konci ramene houpačky a lehčí chlapec v polovině. 154

Úloha: Hladina kapaliny Kód úlohy N10-1995 Charakteristika úlohy Určení hladiny vody v nakloněné konvi Uvolnění úlohy Ano Typ úlohy Otevřená krátká odpověď Obsahová kategorie Síly a pohyb - chování kapalin Operační kategorie Složitější informace Obtížnost úlohy 569 Úloha použita v letech 1995 Úloha použita pro populaci 2 (7. a 8. ročník ZŠ) Zadání úlohy: Konvice je naplněná vodou tak, jak znázorňuje následující obrázek. Konvici nakloníme tak, že voda právě začne odkapávat z trubice. Nakreslete čáru znázorňující nyní polohu hladiny vody v konvici. Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1995 / 7.ročník ČR [%] 76,6 67,3 85,4 1995 / 7.ročník mezinárodní [%] 46,5 37,9 55,1 1995 / 8.ročník ČR [%] 74,1 58,5 88,9 1995 / 8.ročník mezinárodní [%] 52,1 43,0 60,9 Podrobné výsledky (Zastoupení jednotlivých typů odpovědí v %): Výzkum v roce / populace N 10 70 71 72 73 79 90 99 155

1995 / 7.ročník ČR [%] 411 76,6 0,4 14,2 2,7 4,7 0,7 0 0,7 1995 / 7.ročník mezinárodní [%] 46,5 2,1 24,1 4,4 10,5 5,3 0,6 6,5 1995 / 8.ročník ČR [%] 401 74,1 0,2 15,2 3,4 5,4 0,5 0 1,1 1995 / 8.ročník mezinárodní [%] 52,1 2,2 20,0 3,8 10,5 4,6 0,6 6,1 * Přibližně je definováno s tolerancí 10. Komentář a zhodnocení výsledků: Hladinu v nakloněné konvici nakreslilo správně 77 % českých žáků 7. ročníku, což bylo o 3 % více než v 8. ročníku. V obou ročnících byl výsledek českých žáků vysoko nad mezinárodním průměrem. Chlapci byli úspěšnější než dívky. Nejčastější chybou bylo nakreslení hladiny rovnoběžně se dnem konvice. 156

Úloha: Magnetismus Kód úlohy O10 Charakteristika úlohy Zakreslení nových pólů na rozříznutém magnetu Uvolnění úlohy Ano Typ úlohy Otevřená krátká odpověď Obsahová kategorie Energie a fyzikální jevy - magnetismus Operační kategorie Jednoduchá informace Obtížnost úlohy 564 Úloha použita v letech 1995 Úloha použita pro populaci 2 (7. a 8. ročník ZŠ) Zadání úlohy: Tyčový magnet rozřízneme pilkou na kov na dvě poloviny. Vyznačte polaritu uříznutých konců tak, že do čtverečků na obrázku dopište N nebo S. S Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1995 / 7.ročník ČR [%] 75,3 71,1 79,5 1995 / 7.ročník mezinárodní [%] 48,2 46,5 50,0 1995 / 8.ročník ČR [%] 74,4 76,4 72,4 1995 / 8.ročník mezinárodní [%] 55,3 54,1 56,7 157

Podrobné výsledky (Zastoupení jednotlivých typů odpovědí v %): Výzkum v roce / populace N 10 19 70 71 72 79 90 99 1995 / 7.ročník ČR [%] 412 75,3 0,0 14,2 1,0 0,2 2 1,3 6,1 1995 / 7.ročník mezinárodní [%] 47,4 0,9 17,9 0,9 0,8 5,5 1,5 25,1 1995 / 8.ročník ČR [%] 412 74,4 0,0 16,7 0,8 0 0,9 0 7,1 1995 / 8.ročník mezinárodní [%] 54,3 1,0 18,5 0,8 0,5 4 1 19,9 Komentář a zhodnocení výsledků: Póly magnetu zakreslilo správně 75 % českých žáků 7. ročníku a o 1 % méně žáků 8. ročníku. V obou případech byl výsledek vysoko nad mezinárodním průměrem. V 8. ročníku byly dívky úspěšnější než chlapci. Nejčastější chybou bylo opačné zakreslení pólů. 158

Úloha: Kruhový pohyb Kód úlohy O13 Charakteristika úlohy Jak se bude pohybovat kulička, která opustila zakřivený žlábek Uvolnění úlohy Ano Typ úlohy Výběr odpovědi Obsahová kategorie Síly a pohyb - čas, prostor a pohyb Operační kategorie Složitější informace Obtížnost úlohy 534 Úloha použita v letech 1995 Úloha použita pro populaci 2 (7. a 8. ročník ZŠ) Zadání úlohy: Zakřivený žlábek je položen na vodorovném stole, jak to znázorňuje obrázek. Kuličku v bodě P postrčíme do žlábku tak, že opustí žlábek v místě Q. A. B. P P Q Q Na následujících obrázcích je znázorněn stůl a žlábek při pohledu shora. Který z obrázků ukazuje, jak se bude kulička pohybovat poté, co vyběhne ze žlábku v bodě Q? C. D. P P Q Q 159

Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1995 / 7.ročník ČR [%] 66,1 58,4 73,7 1995 / 7.ročník mezinárodní [%] 53,6 48,6 58,5 1995 / 8.ročník ČR [%] 75,0 67,1 82,8 1995 / 8.ročník mezinárodní [%] 59,0 53,8 64,2 Podrobné výsledky (Zastoupení jednotlivých typů odpovědí v %): Výzkum v roce / populace N A B C D Ost. 1995 / 7.ročník ČR [%] 412 8,4 15,3 66,1 9,1 1,1 1995 / 7.ročník mezinárodní [%] 9,6 13,8 53,6 18,8 4,4 1995 / 8.ročník ČR [%] 412 8,8 8,9 75,0 7,1 0,3 1995 / 8.ročník mezinárodní [%] 10,1 12,5 59,0 15,3 3,1 Komentář a zhodnocení výsledků: Správnou trajektorii vybralo 66 % českých žáků 7. ročníku a 75 % žáků 8. ročníku. Výsledek byl v obou případech nad mezinárodním průměrem. Dívky byly úspěšnější než chlapci. V 7. ročníku převažovala nesprávná odpověď B (15 %), v 8. ročníku byly nesprávné odpovědi rozloženy do všech možností. 160

Úloha: Rovnoměrný pohyb Kód úlohy P01-1995 Charakteristika úlohy Výpočet vzdálenosti uražené přímočarým rovnoměrným pohybem z údajů v grafu pohybu Uvolnění úlohy Ano Typ úlohy Výběr odpovědi Obsahová kategorie Síly a pohyb - čas, prostor a pohyb Operační kategorie Interpretace dat Obtížnost úlohy 358 Úloha použita v letech 1995 Úloha použita pro populaci 2 (7. a 8. ročník ZŠ) Zadání úlohy: 161

Graf ukazuje dráhu, kterou urazil mravenec pohybující se po přímce. dráha (cm) Jakou dráhu urazí mravenec za 30 sekund, bude-li se pohybovat stále stejnou rychlostí? 7 6 A. 5 cm B. 6 cm 5 C. 20 cm D. 30 cm 4 Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1995 / 7.ročník ČR [%] 87,9 86,4 89,5 1995 / 7.ročník mezinárodní [%] 78,0 76,8 79,2 1995 / 8.ročník ČR [%] 89,7 86,3 92,8 1995 / 8.ročník mezinárodní [%] 82,5 81,7 83,5 3 2 1 0 5 10 15 20 25 čas (sekundy) Podrobné výsledky (Zastoupení jednotlivých typů odpovědí v %): Výzkum v roce / populace N A B C D Ost. 1995 / 7.ročník ČR [%] 417 6,6 87,9 3,0 2,3 0,2 1995 / 7.ročník mezinárodní [%] 7,5 78,0 7,3 5,8 1,3 1995 / 8.ročník ČR [%] 422 4,6 89,7 2,0 2,7 1,1 1995 / 8.ročník mezinárodní [%] 6,2 82,5 5,8 4,3 1,2 Komentář a zhodnocení výsledků: Dráhu z grafu určilo správně 88 % českých žáků 7. ročníku a 90 % žáků 8. ročníku. Úloha patřila v mezinárodním měřítku k méně obtížným. 162

Úloha: Světelný zdroj Kód úlohy P02-1995 Charakteristika úlohy Souvislost mezi vzdáleností světelného zdroje a množstvím světla dopadajícím na stěnu Uvolnění úlohy Ano Typ úlohy Otevřená krátká odpověď Obsahová kategorie Energie a fyzikální jevy - světlo Operační kategorie Používání vědeckých principů při vysvětlování Obtížnost úlohy 770 Úloha použita v letech 1995 Úloha použita pro populaci 2 (7. a 8. ročník ZŠ) 163

Zadání úlohy: Svítí-li kapesní svítilna na stěnu zblízka, vytváří se na stěně menší kroužek světla, než když je svítilna od stěny dále. Dopadá na stěnu více světla, když je svítilna od stěny dále? Ano Ne (Zaškrtněte jednu možnost.) Odpověď zdůvodněte. Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1995 / 7.ročník ČR [%] 12,3 13,5 11,0 1995 / 7.ročník mezinárodní [%] 18,4 17,2 19,5 1995 / 8.ročník ČR [%] 22,9 20,9 24,9 1995 / 8.ročník mezinárodní [%] 22,7 20,3 25,1 Podrobné výsledky (Zastoupení jednotlivých typů odpovědí v %): Výzkum v roce / populace N 10 11 12 19 70 71 72 73 79 90 99 1995 / 7.ročník ČR [%] 417 3,1 7,0 1,7 0,5 42,7 15 4 8,7 16,7 0 0,7 1995 / 7.ročník mezinárodní [%] 4,0 8,1 1,6 4,7 31,4 15,1 7 7,6 15,8 0,6 4,1 1995 / 8.ročník ČR [%] 422 4,7 12,2 3,2 2,7 34,4 19,9 6,5 4,2 11,9 0 0,1 1995 / 8.ročník mezinárodní [%] 5,0 10,8 1,8 5,1 30,3 13,9 6,8 7,5 14,6 0,4 3,7 164

Komentář a zhodnocení výsledků: Úloha patřila k velmi obtížným. V 7. ročníku ji řešilo správně jen 12 % českých žáků, což bylo o 6 % pod mezinárodním průměrem. Dívky byly úspěšnější než chlapci. V 8. ročníku byla úspěšnost 23 %, což odpovídalo mezinárodnímu průměru. Nejčastější chybnou odpovědí bylo, že při větší vzdálenosti dopadne na stěnu více světla, protože osvítí větší plochu. 165

Úloha: Zvětšování objemu plynu v nádobě se zahřívanou vodou Kód úlohy P05 Charakteristika úlohy Vysvětlit zvětšení objemu plynu v nádobě se zahřívanou vodou Uvolnění úlohy Ano Typ úlohy Otevřená krátká odpověď Obsahová kategorie Fyzikální přeměny - fyzikální změny Operační kategorie Používání vědeckých principů při vysvětlování Obtížnost úlohy 549 Úloha použita v letech 1995 Úloha použita pro populaci 2 (7. a 8. ročník ZŠ) Zadání úlohy: Voda ve zkumavce je zahřívána, jak to ukazuje obrázek. Při zahřívání vody se balónek nafukuje. Vysvětlete proč. Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1995 / 7.ročník ČR [%] 68,6 66,0 71,3 1995 / 7.ročník mezinárodní [%] 51,8 48,6 54,9 1995 / 8.ročník ČR [%] 69,9 64,9 74,7 1995 / 8.ročník mezinárodní [%] 57,7 54,5 61,1 Podrobné výsledky (Zastoupení jednotlivých typů odpovědí v %): Výzkum v roce / populace N 10 11 19 70 71 76 79 90 99 1995 / 7.ročník ČR [%] 417 3,0 59,3 6,2 4,9 1,1 1,5 20,3 0 3,6 1995 / 7.ročník mezinárodní [%] 8,5 36,4 6,9 5,9 2,3 3,1 23,1 1 12,9 1995 / 8.ročník ČR [%] 422 4,2 59,6 6,1 4,4 0,5 0,2 22,9 0,4 1,8 1995 / 8.ročník mezinárodní [%] 10,2 40,4 7,1 5,9 2,5 2,4 21 0,7 9,6 166

Komentář a zhodnocení výsledků: Úlohu řešilo správně 69 % českých žáků 7. ročníku a 70 % žáků 8. ročníku, což bylo v obou případech nad mezinárodním průměrem. Pětina odpovědí spadala do kategorie nečitelných či neinterpretovatelných. 167

Úloha: Odraz světla Kód úlohy Q12 1995 Charakteristika úlohy Vzdálenou stěnu osvítí více svítilna bez reflektoru nebo s ním? Uvolnění úlohy Ano Typ úlohy Otevřená krátká odpověď Obsahová kategorie Energie a fyzikální jevy - světlo Operační kategorie Používání vědeckých principů při vysvětlování Obtížnost úlohy 608 Úloha použita v letech 1995 Úloha použita pro populaci 2 (7. a 8. ročník ZŠ) Zadání úlohy: Jiří a Stela si každý vyrobili svou kapesní svítilnu ze stejných baterií a žárovek. Stelina svítilna má nasazen reflektor, zatímco Jiřího svítilna ne. Která svítilna osvítí více stěnu vzdálenou od nich 5 metrů? (zaškrtněte jednu možnost) Jiřího Stelina Odpověď zdůvodněte. Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1995 / 7.ročník ČR [%] 32,0 28,9 35,2 1995 / 7.ročník mezinárodní [%] 40,9 38,7 43,2 1995 / 8.ročník ČR [%] 34,5 26,5 42,1 1995 / 8.ročník mezinárodní [%] 46,7 43,5 50,1 Podrobné výsledky (Zastoupení jednotlivých typů odpovědí v %): Výzkum v roce / populace N 10 11 12 19 70 71 72 73 76 79 90 99 1995 / 7.ročník ČR [%] 418 13,2 6,2 5,5 7,1 1,8 2,5 3,1 14 17,4 16,7 0,1 12,4 1995 / 7.ročník mezinárodní [%] 22,2 2,6 7,4 8,8 2,4 2,1 3,2 13,6 13,2 16,1 0,4 8,2 1995 / 8.ročník ČR [%] 421 17,8 3,3 8,2 5,2 2,9 0,4 4,2 13,8 17 20,9 1 5,3 1995 / 8.ročník mezinárodní [%] 24,6 3,1 9,1 9,9 2,4 2 2,9 12,5 11 15,6 0,4 6,5 168

Komentář a zhodnocení výsledků: V úloze byli čeští žáci méně úspěšní. Správně ji řešilo 32 % žáků 7. ročníků, což bylo 9 % pod mezinárodním průměrem. V 8. ročníku byla úspěšnost 35 %, což bylo 12 % pod mezinárodním průměrem. V 8. ročníku byli chlapci výrazně úspěšnější než dívky. Nejvíce chybných odpovědí v obou ročnících bylo takových, že se buď jen opakovala informace ze zadání nebo se nedaly zařadit. 169

Úloha: Teplotní roztažnost Kód úlohy Q13-1995 Charakteristika úlohy Proč se víčko od okurek uvolní při ponoření do horké vody Uvolnění úlohy Ano Typ úlohy Výběr odpovědi Obsahová kategorie Fyzikální přeměny - fyzikální změny Operační kategorie Jednoduchá informace Obtížnost úlohy 528 Úloha použita v letech 1995 Úloha použita pro populaci 2 (7. a 8. ročník ZŠ) Zadání úlohy: Pevně držící kovové víčko na sklenici s naloženými okurkami můžeme uvolnit, když sklenici s víčkem ponecháme v horké vodě. Víčko se uvolní, protože horkou vodou se A.smrští sklenice. B. smrští kovové víčko. C. roztáhne sklenice i kovové víčko. D. kovové víčko roztáhne více než se roztáhne sklenice. Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1995 / 7.ročník ČR [%] 68,3 69,5 67,0 1995 / 7.ročník mezinárodní [%] 52,4 52,7 52,2 1995 / 8.ročník ČR [%] 80,0 78,3 81,5 1995 / 8.ročník mezinárodní [%] 59,1 58,4 59,9 Podrobné výsledky (Zastoupení jednotlivých typů odpovědí v %): Výzkum v roce / populace N A B C D Ost. 1995 / 7.ročník ČR [%] 418 3,7 14,9 1,8 68,3 11,4 1995 / 7.ročník mezinárodní [%] 10,2 17,1 12,9 52,4 7,4 1995 / 8.ročník ČR [%] 421 0,5 12,8 1,2 80,0 5,5 1995 / 8.ročník mezinárodní [%] 8,4 15,4 11,7 59,1 5,4 170

Komentář a zhodnocení výsledků: Správné řešení uvedlo 68 % českých žáků 7. ročníku a 80 % žáků 8. ročníku. V obou případech byl výsledek nad mezinárodním průměrem. V 7. ročníku byly dívky úspěšnější než chlapci. Nejčastější chybnou představou bylo, že se kovové víčko smrští. 171

Úloha: Změna skupenství Kód úlohy Q18-1995 Charakteristika úlohy Kolik bude vážit led o konkrétní hmotnosti poté co roztaje Uvolnění úlohy Ano Typ úlohy otevřená krátká odpověď Obsahová kategorie Fyzikální změny - vysvětlení fyzikálních změn Operační kategorie Používání vědeckých principů při vysvětlování Obtížnost úlohy 665 Úloha použita v letech 1995 Úloha použita pro populaci 2 (7. a 8. ročník ZŠ) Zadání úlohy: Sklenice vody s kostkami ledu má hmotnost 300 g. Jakou bude mít podle vašeho názoru hmotnost, až led roztaje? Vysvětlete. Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr V1 průměr V2 dívky chlapci 1995 / 7.ročník ČR [%] 44,5 33,2 32,6 33,8 1995 / 7.ročník mezinárodní [%] 31,8 24,1 23,2 24,9 1995 / 8.ročník ČR [%] 45,5 34,5 30,0 38,8 1995 / 8.ročník mezinárodní [%] 37,8 28,4 26,6 30,2 V1 úplně a částečně správné odpovědi, V2 úplně správné odpovědi Podrobné výsledky (Zastoupení jednotlivých typů odpovědí v %): Výzkum v roce / populace N 20 10 11 70 71 72 73 79 90 99 1995 / 7.ročník ČR [%] 418 33,2 3,3 8,1 12,1 1,9 5,9 2 4,4 0,4 28,9 1995 / 7.ročník mezinárodní [%] 24,1 4,1 3,6 13,8 2,9 9,2 1,6 8,9 2,5 29,3 1995 / 8.ročník ČR [%] 422 34,5 3,0 8,0 10,1 4,6 11,8 1,7 3,5 0 22,6 1995 / 8.ročník mezinárodní [%] 28,4 4,6 4,7 13,8 2,3 9,6 1,5 7 1,8 26,1 172

Komentář a zhodnocení výsledků: Úplně správnou odpověď i s vysvětlením uvedlo 33 % českých žáků 7. ročníku a 35 % žáků 8. ročníku. Správnou odpověď s nedostatečným vysvětlením či bez něj pak uvedlo 11 % žáků obou ročníků. Velké procento žáků (23 29 %) i z ostatních zemí tuto úlohu neřešilo. 173

Úloha: Odraz rovinným zrcadlem Kód úlohy R01 Charakteristika úlohy Výběr obrázku správně zobrazujícího odraz paprsku rovinným zrcadlem Uvolnění úlohy Ano Typ úlohy Výběr odpovědi Obsahová kategorie Světlo Operační kategorie Jednoduchá informace Obtížnost úlohy 468 Úloha použita v letech 1995 Úloha použita pro populaci 2 (7. a 8. ročník ZŠ) Zadání úlohy: Svazek světla dopadá na zrcadlo tak, jak ukazuje obrázek. Který z obrázků nejlépe ukazuje, jak by se světlo odráželo? A. B. C. D. Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1995 / 7.ročník ČR [%] 79,6 79,3 79,9 1995 / 7.ročník mezinárodní [%] 65,6 64,5 66,8 1995 / 8.ročník ČR [%] 80,3 81,4 79,2 1995 / 8.ročník mezinárodní [%] 72,2 71,1 73,2 174

Podrobné výsledky (Zastoupení jednotlivých typů odpovědí v %): Výzkum v roce / populace N A B C D Ost. 1995 / 7.ročník ČR [%] 417 79,6 7,1 6,2 5,9 1,2 1995 / 7.ročník mezinárodní [%] 65,6 11,4 10,6 9,4 3,1 1995 / 8.ročník ČR [%] 422 80,3 4,8 5,8 8,4 0,7 1995 / 8.ročník mezinárodní [%] 72,2 8,6 8,5 2,2 72,2 Komentář a zhodnocení výsledků: Základní úlohu na zákon odrazu řešilo správně 80 % českých žáků v obou ročnících. 175

Úloha: Barevné spektrum Kód úlohy R02-1995 Charakteristika úlohy Proč se košile osvícená bílým světlem jeví modrá Uvolnění úlohy Ano Typ úlohy Výběr odpovědi Obsahová kategorie Energie a fyzikální jevy - světlo Operační kategorie Jednoduchá informace Obtížnost úlohy 653 Úloha použita v letech 1995 Úloha použita pro populaci 2 (7. a 8. ročník ZŠ) Zadání úlohy: Na Petrovu košili svítí bílé světlo, ale košile se jeví modrá. Proč? A. Košile pohlcuje všechno dopadající světlo a převážnou část mění na světlo modré. B. Košile odráží modrou složku bílého světla a většinu zbytku světla pohlcuje. C. Košile pohlcuje pouze modrou složku bílého světla. D. Košile vydává své vlastní modré světlo. Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1995 / 7.ročník ČR [%] 30,5 30,4 30,7 1995 / 7.ročník mezinárodní [%] 35,8 35,1 36,4 1995 / 8.ročník ČR [%] 47,0 45,8 48,1 1995 / 8.ročník mezinárodní [%] 39,9 39,0 40,7 Podrobné výsledky (Zastoupení jednotlivých typů odpovědí v %): Výzkum v roce / populace N A B C D Ost. 1995 / 7.ročník ČR [%] 417 27,1 30,5 15,0 25,4 2,0 1995 / 7.ročník mezinárodní [%] 23,6 35,8 15,3 22,5 2,8 1995 / 8.ročník ČR [%] 422 20,4 47,0 13,1 18,0 1,5 1995 / 8.ročník mezinárodní [%] 22,5 39,9 14,9 20,4 2,3 Komentář a zhodnocení výsledků: 176

Správnou odpověď uvedlo 31 % českých žáků 7. ročníků, což bylo pod mezinárodním průměrem. V 8. ročníku byla úspěšnost českých žáků 47 %. Nejčastější chybné představy v obou ročnících byly buď, že košile pohlcuje dopadající světlo a mění ho na modré nebo, že košile vytváří vlastní modré světlo. Úloha: Spotřeba a výkon lampy Kód úlohy Y01 Charakteristika úlohy Jaká je vydaná světelná energie lampy vůči dodané elektrické energii? Uvolnění úlohy Ano Typ úlohy Otevřená dlouhá odpověď Obsahová kategorie Energie a fyzikální jevy druhy, zdroje a přeměny energie Operační kategorie Používání vědeckých principů při kvantitativním řešení problémů Obtížnost úlohy 963 Úloha použita v letech 1995 Úloha použita pro populaci 2 (7. a 8. ročník ZŠ) Zadání úlohy: Pro svícení lampy je využívána elektrická energie. Je množství světelné energie vytvářené lampou větší, menší nebo stejné jako množství dodané elektrické energie? Množství světelné energie vytvářené lampou je větší. menší. stejné jako množství dodané elektrické energie. Zdůvodněte svou odpověď. Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1995 / 7.ročník ČR [%] 4,9 2,7 7,2 1995 / 7.ročník mezinárodní [%] 4,1 3,3 4,9 1995 / 8.ročník ČR [%] 20,3 10,9 28,7 1995 / 8.ročník mezinárodní [%] 7,7 6,3 9,1 Podrobné výsledky (Zastoupení jednotlivých typů odpovědí v %): Výzkum v roce / populace N 10 11 12 19 70 71 72 73 74 75 79 90 99 1995 / 7.ročník ČR [%] 878 2,5 0,5 0,2 1,7 32,2 14,2 15,6 9,8 0,9 14,3 0 0,2 7,8 1995 / 7.ročník mezinárodní [%] 1,9 0,6 0,6 1,0 22,7 13,1 20,8 9 1,1 11,4 2,7 1,1 14 1995 / 8.ročník ČR [%] 819 7,4 1,6 3,7 7,7 31,8 9,5 13 6,4 1,7 11,3 0 0,3 5,7 177

1995 / 8.ročník mezinárodní [%] 3,8 1,1 1,0 1,8 25,2 12,4 18,5 8,9 1,7 11,2 2,7 0,8 10,9 Kód Odpověď Správná odpověď 10 MÉNĚ. Uvádí, že (mnoho) energie je přeměňováno na teplo. 11 MÉNĚ. Uvádí, že energie je potřebná k zahřátí svítilny. 12 MÉNĚ. Uvádí, že energie (teplo) se ztrácí do okolí. 19 MÉNĚ. Jiná správná odpověď. Nesprávná odpověď 70 MÉNĚ. Bez vysvětlení. 71 MÉNĚ. Energie se ztrácí při přenosu. Příklad: Elektřina se ztrácí ve vedení. 72 MÉNĚ. Jiné nesprávné vysvětlení. 73 STEJNĚ. Chybné vysvětlení. Příklady: Energie se vždy zachovává. Když svítí slunce, nepotřebujeme elektrickou energii. 74 STEJNĚ. Bez vysvětlení. 75 VÍCE. S nebo bez vysvětlení. 79 Jiné nesprávná odpověď. Odpověď chybí 90 Přeškrtnutá, vygumovaná, nečitelná nebo neinterpretovatelná odpověď. 99 PRÁZDNÉ Komentář a zhodnocení výsledků: Úloha patřila v mezinárodním měřítku k velmi obtížným. V 7. ročníku ji řešilo správně i se zdůvodněním 5 % českých žáků, což odpovídalo mezinárodnímu průměru. Úspěšnost českých žáků v 8. ročníku byla 20 %, což bylo o 12 % nad mezinárodním průměrem. Chlapci byli při řešení úspěšnější než dívky. Nejvíce chybných odpovědí uvádělo sice méně, ale bez vysvětlení, popř. s chybným vysvětlením. 178

Úloha: Tání sněhu Kód úlohy Y02-1995 Charakteristika úlohy Jakou teplotu bude mít sněhová koule po chvíli zahřívání v rukou? Uvolnění úlohy Ano Typ úlohy Otevřená dlouhá odpověď Obsahová kategorie Energie a fyzikální jevy - teplo a teplota Operační kategorie Používání vědeckých principů při vysvětlování Obtížnost úlohy 792 Úloha použita v letech 1995 Úloha použita pro populaci 2 (7. a 8. ročník ZŠ) Zadání úlohy: Jednou, když teplota byla těsně pod 0 C, si Petr a Anna dělali sněhové koule. Do jedné z koulí zasunuli teploměr a ten ukázal 0 C. Petr a Anna se pokusili zahřát kouli tím, že ji drželi v rukou. Jakou myslíte, že ukázal teploměr teplotu po dvou minutách? Svou odpověď zdůvodněte. Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr V1 průměr V2 dívky chlapci 1995 / 7.ročník ČR [%] 39,6 11,6 13,0 9,9 1995 / 7.ročník mezinárodní [%] 37,0 10,5 10,9 10,0 1995 / 8.ročník ČR [%] 46,5 17,4 12,7 21,7 1995 / 8.ročník mezinárodní [%] 41,5 13,1 13,1 13,2 Podrobné výsledky (Zastoupení jednotlivých typů odpovědí v %): Výzkum v roce / populace N 20 29 10 19 70 71 72 79 90 99 1995 / 7.ročník ČR [%] 823 8,0 3,6 17,6 10,4 12,8 7,8 3,6 18,7 0,5 17,1 1995 / 7.ročník mezinárodní [%] 8,1 2,4 14,6 12,0 15,5 4,3 3,7 15,6 1,5 22,3 1995 / 8.ročník ČR [%] 819 13,1 4,3 16,2 12,9 14,9 4,3 1,5 18,6 0,2 14 1995 / 8.ročník mezinárodní [%] 10,3 2,8 14,6 13,8 16,0 4,7 2,9 14,3 1,2 19,4 179

Komentář a zhodnocení výsledků: Úloha patřila k obtížným. Úplně správnou odpověď i s vysvětlením uvedlo 12 % českých žáků 7. ročníků a 17 % žáků 8. ročníků, což bylo v obou případech srovnatelné s mezinárodním průměrem. V 7. ročníku byly úspěšnější dívky a v 8. ročníku chlapci. Částečně správnou odpověď uvedlo dalších 28 % žáků. 24 % žáků 7. ročníku a 21 % žáků 8. ročníku se pak domnívalo, že teplota stoupne. 19 % odpovědí spadalo do nezařaditelných. 180

TIMSS 1995 i 1999 Úloha: Stlačené pružiny Kód úlohy A08 Charakteristika úlohy Porovnání energie dvou stejných různě stlačených pružin Uvolnění úlohy Ne Typ úlohy Výběr odpovědi Obsahová kategorie Energie a fyzikální jevy - druhy, zdroje a přeměny energie Operační kategorie Složitější informace Obtížnost úlohy 490 Úloha použita v letech 1995, 1999 Úloha použita pro populaci 2 (7. a 8. ročník ZŠ) Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1995 / 7.ročník ČR [%] 56,4 59,0 53,7 1995 / 7.ročník mezinárodní [%] 63,0 62,3 63,7 1995 / 8.ročník ČR [%] 66,8 67,4 66,3 1995 / 8.ročník mezinárodní [%] 66,4 65,7 67,2 1999 / 8.ročník ČR [%] 67,3 67,0 67,6 1999 / 8.ročník mezinárodní [%] 63,7 62,7 64,6 Komentář a zhodnocení výsledků: Úspěšnost českých žáků v 7. ročníku v roce 1995 byla 56 %, což bylo mírně nad mezinárodním průměrem. Úspěšnost českých žáků v 8. ročníku byla v roce 1995 i 1999 67 % a srovnatelná s mezinárodním průměrem. Nejčastější chybnou odpovědí bylo, že když nevíme, z čeho jsou pružiny vyrobeny, nemůžeme odpovědět. 181

Úloha: Viditelnost Kód úlohy A10 Charakteristika úlohy Důvod špatné viditelnost objektů v tmavé místnosti sledovaných zvenčí oknem za denního světla Uvolnění úlohy Ne Typ úlohy výběr odpovědi Obsahová kategorie Energie a fyzikální jevy - světlo Operační kategorie Složitější informace Obtížnost úlohy 472 Úloha použita v letech 1995, 1999 Úloha použita pro populaci 2 (7. a 8. ročník ZŠ) Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1995 / 7. ročník ČR [%] 69,0 68,2 69,9 1995 / 7.ročník mezinárodní [%] 64,6 63,9 65,2 1995 / 8.ročník ČR [%] 69,4 64,9 73,8 1995 / 8.ročník mezinárodní [%] 69,5 68,3 70,6 1999 / 8.ročník ČR [%] 71,1 69,9 72,4 1999 / 8.ročník mezinárodní [%] 67,0 65,9 68,2 Komentář a zhodnocení výsledků: Úspěšnost všech skupin českých žáků byla v této úloze srovnatelná (kolem 70 %) a nelišila se příliš od mezinárodního průměru. Chybné odpovědi byly rozloženy mezi všechny možnosti, žádná výrazně nepřevažovala. 182

Úloha: Přeměna energie Kód úlohy B02 Charakteristika úlohy Přeměna energie ve spalovacím motoru Uvolnění úlohy Ano Typ úlohy Výběr odpovědi Obsahová kategorie Energie a fyzikální jevy - druhy, zdroje a přeměny energie Operační kategorie Jednoduchá informace Obtížnost úlohy 565 Úloha použita v letech 1995, 1999 Úloha použita pro populaci 2 (7. a 8. ročník ZŠ) Zadání úlohy: Většina chemické energie benzínu, která se uvolní při jeho spalování v motoru automobilu, se nevyužije k jeho pohonu, ale přemění se na A. elektrickou energii. B. teplo. C. magnetickou energii. D. energii zvuku. Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1995 / 7.ročník ČR [%] 56,9 51,2 62,8 1995 / 7.ročník mezinárodní [%] 49,2 49,2 49,4 1995 / 8.ročník ČR [%] 67,5 60,7 74,2 1995 / 8.ročník mezinárodní [%] 57,6 57,3 57,9 1999 / 8.ročník ČR [%] 65,9 60,0 72,0 1999 / 8.ročník mezinárodní [%] 57,5 57,7 57,4 Podrobné výsledky (Zastoupení jednotlivých typů odpovědí v %): Výzkum v roce / populace N A B C D Ost. 1995 / 7.ročník ČR [%] 1664 20,4 56,9 3,3 16,7 2,7 183

1995 / 7.ročník mezinárodní [%] 26,9 49,2 10,1 10,8 3,0 1995 / 8.ročník ČR [%] 1668 18,7 67,5 0,6 11,8 1,4 1995 / 8.ročník mezinárodní [%] 24,2 57,6 6,9 9,3 2,0 1999 / 8.ročník ČR [%] 1704 20,4 65,9 2,9 8,2 2,6 1999 / 8.ročník mezinárodní [%] 32,6 57,5 5,8 11,2 1,8 Komentář a zhodnocení výsledků: Správné řešení uvedlo v 7. ročníku v roce 1995 56 % žáků, v 8. ročnících se úspěšnost v obou letech příliš nelišila, v roce 1995 byla 68 % a v roce 1999 66 %. Ve všech skupinách byli chlapci výrazně úspěšnější než dívky. Nejčastější chybnou představou bylo, že většina chemické energie benzínu se mění na elektrickou energii. 184

Úloha: Hustota, hmotnost a objem Kód úlohy B03 Charakteristika úlohy Určení hustoty z objemu a hmotnosti Uvolnění úlohy Ano Typ úlohy Výběr odpovědi Obsahová kategorie Hmota fyzikální vlastnosti látek Operační kategorie Používání vědeckých principů při kvantitativním řešení problémů Obtížnost úlohy 734 Úloha použita v letech 1995, 1999 Úloha použita pro populaci 2 (7. a 8. ročník ZŠ) Zadání úlohy: Který z předmětů uvedených v tabulce má největší hustotu? Předmět Hmotnost předmětu Objem předmětu W 11,0gramů 24 krychlových centimetrů X 11,0gramů 12 krychlových centimetrů Y 5,5 gramů 4 krychlových centimetrů Z 5,5 gramů 11 krychlových centimetrů A. W B. X C. Y D. Z Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1995 / 7.ročník ČR [%] 26,9 24,4 29,4 1995 / 7.ročník mezinárodní [%] 23,8 22,0 25,6 1995 / 8.ročník ČR [%] 35,7 31,4 39,9 1995 / 8.ročník mezinárodní [%] 28,9 26,1 31,6 1999 / 8.ročník ČR [%] 29,4 24,2 34,8 1999 / 8.ročník mezinárodní [%] 29,3 25,6 31,1 185

Podrobné výsledky (Zastoupení jednotlivých typů odpovědí v %): Výzkum v roce / populace N A B C D Ost. 1995 / 7.ročník ČR [%] 1664 59,8 6,1 26,9 3,8 3,5 1995 / 7.ročník mezinárodní [%] 58,8 8,0 23,8 5,2 4,2 1995 / 8.ročník ČR [%] 1668 52,0 6,2 35,7 3,6 2,5 1995 / 8.ročník mezinárodní [%] 54,6 8,3 28,9 5,6 2,6 1999 / 8.ročník ČR [%] 1704 56,6 6,5 29,4 4,4 3,1 1999 / 8.ročník mezinárodní [%] 55,5 8,0 29,3 5,8 2,3 Komentář a zhodnocení výsledků: Úloha byla pro všechny žáky poměrně obtížná. Výpočet hustoty z objemu a hmotnosti zvládlo 27 % žáků 7. ročníku v roce 1995. Úspěšnost žáků 8. ročníku v roce 1995 byla 36 %, v roce 1999 klesla na 29 %. Přes 50 % žáků všech skupin volilo předmět s největší hmotností a objemem, takže hustotu zřejmě počítali jako součin těchto dvou veličin. 186

Úloha: Odrážení světla různými barvami Kód úlohy B06 Charakteristika úlohy Jaká barva nátěru bude odrážet nejvíce světla Uvolnění úlohy Ano Typ úlohy Výběr odpovědi Obsahová kategorie Energie a fyzikální jevy - světlo Operační kategorie Jednoduchá informace Obtížnost úlohy 352 Úloha použita v letech 1995, 1999 Úloha použita pro populaci 2 (7. a 8. ročník ZŠ) Zadání úlohy: Stěny budovy je třeba natřít tak, aby odrážely co nejvíce světla. Jakou barvou by měly být natřeny A. bílou C. černou B. červenou D. růžovou Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1995 / 7.ročník ČR [%] 87,1 84,0 90,4 1995 / 7.ročník mezinárodní [%] 80,0 79,4 80,7 1995 / 8.ročník ČR [%] 92,3 91,6 92,4 1995 / 8.ročník mezinárodní [%] 84,4 83,7 85,2 1999 / 8.ročník ČR [%] 90,3 88,5 92,2 1999 / 8.ročník mezinárodní [%] 82,4 81,9 83,0 Podrobné výsledky (Zastoupení jednotlivých typů odpovědí v %): Výzkum v roce / populace N A B C D Ost. 1995 / 7.ročník ČR [%] 1664 87,1 3,1 7,8 1,5 0,5 1995 / 7.ročník mezinárodní [%] 80,0 6,1 9,6 3,3 1,0 187

1995 / 8.ročník ČR [%] 1668 92,3 1,0 6,1 0,6 0,2 1995 / 8.ročník mezinárodní [%] 84,4 4,6 7,8 2,5 0,7 1999 / 8.ročník ČR [%] 1705 90,3 2 6,3 0,5 0,8 1999 / 8.ročník mezinárodní [%] 82,4 5,5 8,3 3,0 0,8 Komentář a zhodnocení výsledků: Úloha nečinila českým žákům problémy. V 7. ročníku v roce 1995 ji řešilo správně 87 % žáků, v 8. ročníku v roce 1995 92 % žáků a v roce 1999 90 % žáků. Nejčastější chybnou odpovědí (s četností 6-8 %) bylo uvedení černé barvy. Úloha: Odraz v zrcadle Kód úlohy C09 Charakteristika úlohy Stanovení polohy obrazu svíčky vytvořeného rovinným zrcadlem Uvolnění úlohy Ne Typ úlohy Výběr odpovědi Obsahová kategorie Energie a fyzikální jevy - světlo Operační kategorie Používání vědeckých principů při kvantitativním řešení problémů Obtížnost úlohy 441 Úloha použita v letech 1995, 1999 Úloha použita pro populaci 2 (7. a 8. ročník ZŠ) Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1995 / 7. ročník ČR [%] 74,0 70,0 78,1 1995 / 7.ročník mezinárodní [%] 69,3 66,7 71,9 1995 / 8.ročník ČR [%] 76,1 71,3 80,6 1995 / 8.ročník mezinárodní [%] 71,0 67,9 74,1 1999 / 8.ročník ČR [%] 72,3 67,8 77,1 1999 / 8.ročník mezinárodní [%] 67,6 64,9 70,3 Komentář a zhodnocení výsledků: Správnou polohu obrazu v rovinném zrcadle určilo správně kolem třech čtvrtin českých žáků ve všech skupinách. Žáci 7. ročníku v roce 1995 byli dokonce o 2 % úspěšnější než žáci 8. ročníku v roce 1999. K nejčastějším chybným odpovědím (14-17 %) patřila volba polohy obrazu těsně za zrcadlem, což byla odpověď, která se nejvíce blížila časté chybné představě, že obraz je přímo v zrcadle.. 188

Úloha: Fosilní palivo Kód úlohy C12 Charakteristika úlohy Co z výběru není fosilní palivo. Uvolnění úlohy Ne Typ úlohy Výběr odpovědi Obsahová kategorie Energie a fyzikální jevy druhy, zdroje a přeměny energie Operační kategorie Jednoduchá informace Obtížnost úlohy 570 Úloha použita v letech 1995, 1999 Úloha použita pro populaci 2 (7. a 8. ročník ZŠ) Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1995 / 7.ročník ČR [%] 51,0 55,1 46,8 1995 / 7.ročník mezinárodní [%] 50,0 48,5 51,5 1995 / 8.ročník ČR [%] 67,5 67,1 68,0 1995 / 8.ročník mezinárodní [%] 53,8 51,6 55,9 1999 / 8.ročník ČR [%] 56,9 55,1 58,9 1999 / 8.ročník mezinárodní [%] 59,4 57,9 60,8 Komentář a zhodnocení výsledků: Správně určit, co není fosilní palivo, zvládlo 51 % českých žáků 7. ročníků. Dívky byly přitom o 8 % úspěšnější než chlapci. V 8. ročníku v roce 1995 byla úspěšnost 68 %, což bylo o 14 % nad mezinárodním průměrem. V roce 1999 klesla úspěšnost na 57 %, což bylo naopak o 2 % pod mezinárodním průměrem. 189

Úloha: Průchod světla lupou Kód úlohy D01 Charakteristika úlohy Výběr schématu odpovídajícího průchodu světla lupou Uvolnění úlohy Ano Typ úlohy Výběr odpovědi Obsahová kategorie Energie a fyzikální jevy - světlo Operační kategorie Složitější informace Obtížnost úlohy 640 Úloha použita v letech 1995, 1999 Úloha použita pro populaci 2 (7. a 8. ročník ZŠ) Zadání úlohy: Který obrázek nejlépe znázorňuje průchod světla lupou? 190

Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1995 / 7. ročník ČR [%] 44,4 35,4 53,3 1995 / 7.ročník mezinárodní [%] 37,1 28,9 45,2 1995 / 8.ročník ČR [%] 53,8 40,2 67,1 1995 / 8.ročník mezinárodní [%] 43,2 35,2 51,2 1999 / 8.ročník ČR [%] 49,0 41,0 57,8 1999 / 8.ročník mezinárodní [%] 42,4 36,6 48,3 Podrobné výsledky (Zastoupení jednotlivých typů odpovědí v %): Výzkum v roce / populace N A B C D E Ost. 1995 / 7.ročník ČR [%] 1262 28,4 44,4 20,9 2,3 2,7 1,2 191

1995 / 7.ročník mezinárodní [%] 20,1 37,1 25,5 3,8 11,1 2,4 1995 / 8.ročník ČR [%] 1250 15,5 53,8 24,2 2,4 3,7 0,5 1995 / 8.ročník mezinárodní [%] 14,6 43,2 28,7 3,5 8,3 1,8 1999 / 8.ročník ČR [%] 1307 15,3 49,0 29,6 2,2 3,3 0,6 1999 / 8.ročník mezinárodní [%] 16,1 42,4 28,3 3,4 8,3 1,5 Komentář a zhodnocení výsledků: Správnou představu o průchodu světla lupou mělo 44 % žáků 7. ročníku v roce 1995, což bylo o 7 % nad mezinárodním průměrem. 28 % žáků se domnívalo, že směr paprsků se po průchodu lupou nezmění a 21 %, že se rozptýlí. V 8. ročníku v roce 1995 volilo správnou odpověď 54 % žáků, což bylo o 11 % nad mezinárodním průměrem. 24 % žáků se domnívalo, že směr paprsků se po průchodu lupou nezmění a 16 %, že se rozptýlí. V roce 1999 klesla úspěšnost českých žáků na 49 %, což bylo o 7 % nad mezinárodním průměrem. 30 % žáků se domnívalo, že směr paprsků se po průchodu lupou nezmění a 15 %, že se rozptýlí. Úloha: Magnetismus Kód úlohy D02 Charakteristika úlohy Magnetické vlastnosti látek Uvolnění úlohy Ano Typ úlohy Výběr odpovědi Obsahová kategorie Energie a fyzikální jevy - magnetismus Operační kategorie Složitější informace Obtížnost úlohy 434 Úloha použita v letech 1995, 1999 Úloha použita pro populaci 2 (7. a 8. ročník ZŠ) Zadání úlohy: 192

Každý ze tří znázorněných magnetů byl vsunut do sypké látky pod ním. Která z látek by mohla být káva A. pouze A B. pouze B C. pouze C D. pouze A a B Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1995 / 7.ročník ČR [%] 90,3 89,9 90,7 1995 / 7.ročník mezinárodní [%] 68,1 65,3 70,9 1995 / 8.ročník ČR [%] 94,1 93,6 94,5 1995 / 8.ročník mezinárodní [%] 75,4 72,6 78,2 1999 / 8.ročník ČR [%] 90,7 88,5 93,3 1999 / 8.ročník mezinárodní [%] 71,9 69,8 74,2 Podrobné výsledky (Zastoupení jednotlivých typů odpovědí v %): Výzkum v roce / populace N A B C D Ost. 1995 / 7.ročník ČR [%] 1262 1,6 3,8 90,3 3,2 1,0 1995 / 7.ročník mezinárodní [%] 4,8 11,4 68,1 13,3 2,3 1995 / 8.ročník ČR [%] 1250 1,6 1,9 94,1 2,0 0,5 1995 / 8.ročník mezinárodní [%] 4,3 8,3 75,4 10,6 1,4 1999 / 8.ročník ČR [%] 1307 1,6 3,5 90,7 3,6 0,6 1999 / 8.ročník mezinárodní [%] 4,1 9,8 71,9 13,0 1,2 Komentář a zhodnocení výsledků: V této úloze byli čeští žáci ve všech skupinách velmi úspěšní (90-94 %) a jejich výsledky byly vysoko nad mezinárodním průměrem. 193

Úloha: Přeměny energie Kód úlohy D04 Charakteristika úlohy Přiřazení diagramu přeměny energie ke konkrétnímu ději Uvolnění úlohy Ano Typ úlohy Výběr odpovědi Obsahová kategorie Energie a fyzikální jevy druhy, zdroje a přeměny energie Operační kategorie Složitější informace Obtížnost úlohy 553 Úloha použita v letech 1995, 1999 Úloha použita pro populaci 2 (7. a 8. ročník ZŠ) 194

Zadání úlohy: Jakému ději odpovídá sled přeměn energie znázorněný na obrázku? A. Je zapnuta kapesní svítilna. C. Spaluje se benzín pro pohon auta. B. Hoří svíčka. D. Elektrický proud pohání chladničku. Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1995 / 7.ročník ČR [%] 43,3 34,9 51,5 1995 / 7.ročník mezinárodní [%] 51,5 48,9 54,2 1995 / 8.ročník ČR [%] 57,1 55,0 59,2 1995 / 8.ročník mezinárodní [%] 58,3 55,2 61,3 1999 / 8.ročník ČR [%] 54,6 49,0 60,9 1999 / 8.ročník mezinárodní [%] 58,7 55,7 61,7 Podrobné výsledky (Zastoupení jednotlivých typů odpovědí v %): Výzkum v roce / populace N A B C D Ost. 1995 / 7.ročník ČR [%] 1266 11,2 20,3 43,3 20,2 2,0 1995 / 7.ročník mezinárodní [%] 10,6 13,0 51,5 19,3 5,6 1995 / 8.ročník ČR [%] 1251 10,4 21,0 57,1 8,5 3,0 1995 / 8.ročník mezinárodní [%] 9,4 12,0 58,3 17,1 3,3 1999 / 8.ročník ČR [%] 1307 7,6 19,8 54,6 15,1 2,9 1999 / 8.ročník mezinárodní [%] 10,5 11,5 58,7 15,8 2,5 Komentář a zhodnocení výsledků: 195

Úlohu řešilo správně 43 % českých žáků 7. ročníku a 57 % žáků 8. ročníku v roce 1995. V roce 1999 byla úspěšnost českých žáků 55 %. Ve všech případech byli čeští žáci pod mezinárodním průměrem. Kolem 20 % žáků ve všech skupinách volilo chybně hořící svíčku. 20 % žáků 7. ročníku a 15 % žáků v roce 1999 volilo elektrický pohon chladničky. Úloha: Skladba atomu Kód úlohy E07 Charakteristika úlohy Skladba jádra atomu Uvolnění úlohy Ne Typ úlohy výběr odpovědi Obsahová kategorie Struktura hmoty atomy, ionty, molekuly Operační kategorie Jednoduchá informace Obtížnost úlohy 635 Úloha použita v letech 1995, 1999 Úloha použita pro populaci 2 (7. a 8. ročník ZŠ) 196

Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1995 / 7.ročník ČR [%] 63,6 65,8 61,2 1995 / 7.ročník mezinárodní [%] 36,5 35,4 37,6 1995 / 8.ročník ČR [%] 73,8 74,0 73,6 1995 / 8.ročník mezinárodní [%] 42,6 42,3 43,0 1999 / 8.ročník ČR [%] 71,8 70,7 73,0 1999 / 8.ročník mezinárodní [%] 46,4 47,0 45,8 Komentář a zhodnocení výsledků: Úspěšnost českých žáků v této úloze vyžadující faktickou znalost byla ve všech skupinách vysoko nad mezinárodním průměrem. Úlohu řešilo úspěšně 64 % žáků 7. ročníku a 74 % žáků 8. ročníku v roce 1995. V roce 1999 byla úspěšnost 72 %. Nejčastější chybou (19-25 %) bylo uvádění elektronů jako součásti jádra atomu. Úloha: Určení velikosti vrženého stínu Kód úlohy E11 Charakteristika úlohy Určení velikosti vrženého stínu Uvolnění úlohy Ne Typ úlohy Výběr odpovědi Obsahová kategorie Energie a fyzikální jevy - světlo Operační kategorie Používání vědeckých principů při kvantitativním řešení problémů Obtížnost úlohy 541 Úloha použita v letech 1995, 1999 Úloha použita pro populaci 2 (7. a 8. ročník ZŠ) 197

Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1995 / 7.ročník ČR [%] 54,6 53,2 56,1 1995 / 7.ročník mezinárodní [%] 55,2 53,9 56,6 1995 / 8.ročník ČR [%] 59,2 59,3 59,1 1995 / 8.ročník mezinárodní [%] 59,4 58,0 60,9 1999 / 8.ročník ČR [%] 55,9 53,4 58,9 1999 / 8.ročník mezinárodní [%] 59,6 59,2 60,0 Komentář a zhodnocení výsledků: Správnou velikost stínu určilo 55 % český žáků 7. ročníku a 59 % žáků 8. ročníku v roce 1995. V roce 1999 byla úspěšnost 56 %. Výsledek byl ve všech případech mírně pod mezinárodním průměrem. Chybné odpovědi byly rozptýlené mezi všechny možnosti. Úloha: Proč se nosí v létě světlé šaty Kód úlohy F02 Charakteristika úlohy Proč se nosí v létě světlé šaty Uvolnění úlohy Ano Typ úlohy Výběr odpovědi Obsahová kategorie Energie a fyzikální jevy - teplo a teplota Operační kategorie Složitější informace Obtížnost úlohy 504 Úloha použita v letech 1995, 1999 198

Úloha použita pro populaci 2 (7. a 8. ročník ZŠ) Zadání úlohy: Ve světlých šatech vám není v teplém a slunném dni takové horko, protože A. odrážejí více slunečního záření. B. zabraňují pocení. C. nejsou tak těžké jako tmavé šaty. D. propouštějí více vzduchu. Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1995 / 7.ročník ČR [%] 76,5 75,2 77,9 1995 / 7.ročník mezinárodní [%] 57,5 54,5 60,4 1995 / 8.ročník ČR [%] 87,8 86,2 89,3 1995 / 8.ročník mezinárodní [%] 67,0 63,8 70,3 1999 / 8.ročník ČR [%] 85,9 82,2 89,8 1999 / 8.ročník mezinárodní [%] 65,4 63,4 67,4 Podrobné výsledky (Zastoupení jednotlivých typů odpovědí v %): Výzkum v roce / populace N A B C D Ost. 1995 / 7.ročník ČR [%] 1258 76,5 2,1 4,3 16,3 0,7 1995 / 7.ročník mezinárodní [%] 57,5 5,4 10,7 24,9 1,6 1995 / 8.ročník ČR [%] 1238 87,8 0,8 2,4 9,0 0,1 1995 / 8.ročník mezinárodní [%] 67,0 4,1 8,6 19,1 1,2 1999 / 8.ročník ČR [%] 1316 85,9 0,8 3,9 8,9 0,4 1999 / 8.ročník mezinárodní [%] 65,4 5,0 8,6 19,6 1,4 Komentář a zhodnocení výsledků: Úspěšnost českých žáků v této úloze byla ve všech skupinách vysoko nad mezinárodním průměrem. Úlohu řešilo úspěšně 77 % českých žáků 7. ročníku a 88 % žáků 8. ročníku v roce 1995. V roce 1999 byla úspěšnost 86 %. Nejčastěji volenou chybnou odpovědí (častou zejména v 7. ročníku) bylo, že světlé šaty propouštějí více vzduchu. 199

Úloha: Umístění baterií Kód úlohy G07 Charakteristika úlohy Správně umístění baterií ve svítilně Uvolnění úlohy Ne Typ úlohy Výběr odpovědi Obsahová kategorie Energie a fyzikální jevy - elektřina Operační kategorie Jednoduchá informace Obtížnost úlohy 312 200

Úloha použita v letech 1995, 1999 Úloha použita pro populaci 2 (7. a 8. ročník ZŠ) Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1995 / 7.ročník ČR [%] 92,6 89,9 95,2 1995 / 7.ročník mezinárodní [%] 84,3 80,7 88,0 1995 / 8.ročník ČR [%] 93,9 90,1 97,7 1995 / 8.ročník mezinárodní [%] 87,7 85,5 90,1 1999 / 8.ročník ČR [%] 96,6 94,6 98,3 1999 / 8.ročník mezinárodní [%] 85,5 82,2 88,8 Komentář a zhodnocení výsledků: Tato úloha patřila v mezinárodním měřítku k těm méně obtížným. Čeští žáci všech skupin v ní dosahovali jedné z nejvyšších úspěšností (93-97 %). Úloha: Kód úlohy Charakteristika úlohy Uvolnění úlohy Typ úlohy Obsahová kategorie Operační kategorie Původ energie v jídle H05 Původ energie obsažené v jídle Ano Výběr odpovědi Energie a fyzikální jevy - druhy, zdroje a přeměny energie Jednoduchá informace 201

Obtížnost úlohy 761 Úloha použita v letech 1995, 1999 Úloha použita pro populaci 2 (7. a 8. ročník ZŠ) Zadání úlohy: Lidé získávají energii z potravy, kterou jedí. Odkud tato energie nashromážděná v potravě původně pochází? A. z průmyslových hnojiv C. z vitaminů B. ze Slunce D. z půdy Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1995 / 7.ročník ČR [%] 15,8 16,8 14,9 1995 / 7.ročník mezinárodní [%] 31,8 21,8 21,7 1995 / 8.ročník ČR [%] 25,1 25,9 24,3 1995 / 8.ročník mezinárodní [%] 25,1 24,9 25,3 1999 / 8.ročník ČR [%] 18,0 18,1 17,9 1999 / 8.ročník mezinárodní [%] 24,5 24,4 24,5 Podrobné výsledky (Zastoupení jednotlivých typů odpovědí v %): Výzkum v roce / populace N A B C D Ost. 1995 / 7.ročník ČR [%] 1234 1,4 15,8 43,0 38,1 1,7 1995 / 7.ročník mezinárodní [%] 4,7 31,8 53,4 18,2 1,9 1995 / 8.ročník ČR [%] 1231 1,3 25,1 38,5 34,4 0,7 1995 / 8.ročník mezinárodní [%] 4,0 25,1 50,1 19,3 1,5 1999 / 8.ročník ČR [%] 1287 1,9 18 44,3 35,0 0,9 1999 / 8.ročník mezinárodní [%] 5,0 24,5 50,0 19,1 1,4 Komentář a zhodnocení výsledků: Původ energie obsažené v potravě určilo správně jen 16 % českých žáků 7. ročníku v roce 1995, což bylo o 16 % pod mezinárodním průměrem. V 8. ročníku v roce 1995 odpovědělo shodně s mezinárodním průměrem správně 25 % českých žáků. V roce 1999 klesla úspěšnost českých žáků na 18 %, což bylo o 7 % pod mezinárodním průměrem. Kolem 40 % českých žáků všech skupin se domnívalo, že tato energie pochází z vitamínů a kolem třetiny uvádělo půdu. 202

TIMSS 1999 Úloha: Kód úlohy Charakteristika úlohy Uvolnění úlohy Napětí a proud I13 Doplnění tabulky naměřených hodnot proudu a napětí Ne 203

Typ úlohy Otevřená krátká odpověď Obsahová kategorie Energie a fyzikální jevy - elektřina Operační kategorie Používání vědeckých principů při kvantitativním řešení problémů Obtížnost úlohy -- Úloha použita v letech 1999 Úloha použita pro populaci 2 (8. ročník ZŠ) Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1999 / 8.ročník ČR [%] 47,4 41,6 54,2 1999 / 8.ročník mezinárodní [%] 46,8 43,1 50,5 Komentář a zhodnocení výsledků: Správnou hodnotu napětí doplnilo 47 % českých žáků. Chlapci byli úspěšnější než dívky. Obdobnou úlohu (M12) řešili žáci i v roce 1995. Úspěšnost českých žáků 8. ročníku byla tehdy 59 %. Úloha: Kód úlohy Charakteristika úlohy Uvolnění úlohy Typ úlohy Odraz zvuku na Měsíci I14 Proč není slyšet ozvěna mezi horami na Měsíci Ne Výběr odpovědi 204

Obsahová kategorie Energie a fyzikální jevy - zvuk Operační kategorie Složitější informace Obtížnost úlohy -- Úloha použita v letech 1999 Úloha použita pro populaci 2 (8. ročník ZŠ) Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1999 / 8.ročník ČR [%] 73,3 70,5 76,5 1999 / 8.ročník mezinárodní [%] 67,4 64,9 69,9 Komentář a zhodnocení výsledků: Správnou odpověď uvedlo 73 % českých žáků. Nejčastější chybnou představou (16 %) bylo, že hory na Měsíci neodrážejí zvuk. Úloha: Kód úlohy Charakteristika úlohy Uvolnění úlohy Tepelná vodivost I15 Určení materiálu, který se při kontaktu s vroucí vodou zahřeje nejdříve. Ne 205

Typ úlohy Výběr odpovědi Obsahová kategorie Energie a fyzikální jevy teplo a teplota Operační kategorie Jednoduchá informace Obtížnost úlohy -- Úloha použita v letech 1999 Úloha použita pro populaci 2 (8. ročník ZŠ) Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1999 / 8.ročník ČR [%] 54,1 44,7 64,9 1999 / 8.ročník mezinárodní [%] 51,4 47,7 55,2 Komentář a zhodnocení výsledků: Úlohu řešilo správně 54 % českých žáků. Chlapci byli o 20 % úspěšnější než dívky. Obdobnou úlohu (I16) řešili i žáci v roce 1995. V 8. ročníku ji tehdy řešilo správně 86 % českých žáků. Úloha: Kód úlohy Charakteristika úlohy Odpařování v závislosti na ploše J04 Z jaké nádoby se odpaří na slunci nejvíce vody 206

Uvolnění úlohy Ano Typ úlohy Výběr odpovědi Obsahová kategorie Fyzikální přeměny vysvětlení fyzikálních změn Operační kategorie Složitější informace Obtížnost úlohy -- Úloha použita v letech 1999 Úloha použita pro populaci 2 (8. ročník ZŠ) Zadání úlohy: Žák nalije 100 ml vody do každé z otevřených nádob a nechá je stát jeden den na slunci. Z které nádoby se pravděpodobně vypaří nejvíce vody? Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1999 / 8.ročník ČR [%] 94,2 93,0 95,6 207

1999 / 8.ročník mezinárodní [%] 84,5 83,9 85,0 Podrobné výsledky (Zastoupení jednotlivých typů odpovědí v %): Výzkum v roce / populace N A B C D Ost. 1999 / 8.ročník ČR [%] 440 3,0 1,3 94,2 1,6 0 1999 / 8.ročník mezinárodní [%] 3,1 6,9 84,5 4,5 1,0 Komentář a zhodnocení výsledků: Úlohu řešilo správně 94 % českých žáků. Obdobnou úlohu (K14) řešili i žáci v roce 1995. Tehdy byla úspěšnost žáků 8. ročníků 87 %. Nejčastější chybnou odpovědí byla v obou letech volba nádoby s nejužším hrdlem. Úloha: Působení gravitační síly na raketu Kód úlohy J05-1999 Charakteristika úlohy Působení gravitační síly na raketu v různých fázích jejího letu 208

Uvolnění úlohy Ano Typ úlohy Výběr odpovědi Obsahová kategorie Síly a pohyb druhy sil Operační kategorie Jednoduchá informace Obtížnost úlohy -- Úloha použita v letech 1999 Úloha použita pro populaci 2 (8. ročník ZŠ) Zadání úlohy: Obrázku znázorňují vypuštění rakety ze Země a její návrat. Ve které/kterých ze tří zakreslených poloh působí na raketu gravitační síla? A. pouze v poloze 3 B. pouze v polohách 1 a 2 C. pouze v polohách 2 a 3 D. v polohách 1, 2 a 3 Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1999 / 8.ročník ČR [%] 64,8 56,6 74,1 1999 / 8.ročník mezinárodní [%] 36,1 31,4 40,7 Podrobné výsledky (Zastoupení jednotlivých typů odpovědí v %): Výzkum v roce / populace N A B C D Ost. 209

1999 / 8.ročník ČR [%] 440 21,5 4,7 7,9 64,8 1,1 1999 / 8.ročník mezinárodní [%] 31,3 13,4 18,0 36,1 1,1 Komentář a zhodnocení výsledků: Správné řešení uvedlo 65 % českých žáků, což bylo vysoko nad mezinárodním průměrem. Chlapci byli úspěšnější než dívky. Nejčastější chybnou představou (22 %) bylo, že gravitační síla působí jen při pohybu tělesa směrem k zemi. Úloha: Kód úlohy Sluneční záření J08 210

Charakteristika úlohy Proti kterému záření jsou krémy se slunečním filtrem? Uvolnění úlohy Ano Typ úlohy Výběr odpovědi Obsahová kategorie Energie a fyzikální jevy - Vlnění Operační kategorie Jednoduchá informace Obtížnost úlohy -- Úloha použita v letech 1999 Úloha použita pro populaci 2 (7. a 8. ročník ZŠ) Zadání úlohy: Proti kterému typu slunečního záření se jako ochrana pokožky používají krémy se slunečními filtry? A. proti viditelnému B. proti rentgenovému C. proti infračervenému D. proti ultrafialovému E. proti mikrovlnnému Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1999 / 8.ročník ČR [%] 75,4 76,3 74,4 1999 / 8.ročník mezinárodní [%] 62,0 62,0 61,9 Podrobné výsledky (Zastoupení jednotlivých typů odpovědí v %): Výzkum v roce / populace N A B C D E Ost. 1999 / 8.ročník ČR [%] 440 10,1 0 13,7 75,4 0 0,7 1999 / 8.ročník mezinárodní [%] 11,6 10,4 9,2 62,0 5,0 1,8 Komentář a zhodnocení výsledků: Úlohu řešilo správně 75 % českých žáků. Dívky byly mírně ( o 2 %) lepší než chlapci. Nejčastější chybou byla volba infračerveného záření (14 %). Viditelné záření volilo 10 % žáků. Podobnou úlohu (J05) řešili i žáci v roce 1995 s úspěšností 63 % v 8. ročníku. Nejčastější chybné odpovědi byly stejné. Úloha: Póly magnetu 211

Kód úlohy K10-1999 Charakteristika úlohy Určení pólů rozříznutého magnetu Uvolnění úlohy Ne Typ úlohy Otevřená krátká odpověď Obsahová kategorie Energie a fyzikální jevy - magnetismus Operační kategorie Jednoduchá informace Obtížnost úlohy -- Úloha použita v letech 1999 Úloha použita pro populaci 2 (8. ročník ZŠ) Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1999 / 8.ročník ČR [%] 39,6 32,2 48,6 1999 / 8.ročník mezinárodní [%] 49,1 49,0 49,3 Komentář a zhodnocení výsledků: Póly magnetu zakreslilo správně 40 % českých žáků, což bylo pod mezinárodním průměrem. Nejčastější chybou (52 %) bylo opačné zakreslení pólů. Obdobnou úlohu (O10) řešili žáci v roce 1995. Úspěšnost v 8. ročníku byla 74 %, což bylo vysoko nad mezinárodním průměrem. Nejčastější chyba byla stejná. 212

Úloha: Odraz na rovinném zrcadle Kód úlohy K19 Charakteristika úlohy Který obrázek ukazuje správně odraz paprsku na rovinném zrcadle Uvolnění úlohy Ne Typ úlohy Výběr odpovědi Obsahová kategorie Energie a fyzikální jevy - světlo Operační kategorie Jednoduchá informace Obtížnost úlohy -- Úloha použita v letech 1999 Úloha použita pro populaci 2 (8. ročník ZŠ) Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1999 / 8.ročník ČR [%] 77,0 74,7 79,7 1999 / 8.ročník mezinárodní [%] 65,2 62,5 68,1 Komentář a zhodnocení výsledků: Úlohu řešilo správně 77 % českých žáků. Podobnou úlohu (R01) řešili i žáci v roce 1995, úspěšnost v 8. ročníku byla tehdy podobná - 80 %. 213

Úloha: Síly působící na otočné kolo Kód úlohy L01-1999 Charakteristika úlohy Která dvojice sil roztočí kolo upevněné ve středu Uvolnění úlohy Ano Typ úlohy Výběr odpovědi Obsahová kategorie Síly a pohyb - dynamika pohybu Operační kategorie Složitější informace Obtížnost úlohy -- Úloha použita v letech 1999 Úloha použita pro populaci 2 (8. ročník ZŠ) Zadání úlohy: 214

Stejnorodé kolo se může volně otáčet okolo své středové osy. V rovině kola na něj působí dvě síly. Obě síly jsou stejně velké a mají velikost 5N (Newtonů). Ve kterém z následujících případů se kolo bude otáčet? Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1999 / 8.ročník ČR [%] 69,3 63,3 76,5 1999 / 8.ročník mezinárodní [%] 61,9 60,0 63,8 Podrobné výsledky (Zastoupení jednotlivých typů odpovědí v %): Výzkum v roce / populace N A B C D E Ost. 1999 / 8.ročník ČR [%] 439 16,5 7,1 3 69,3 3,3 0,7 1999 / 8.ročník mezinárodní [%] 16,3 7,8 6,5 61,9 5,2 2,3 Komentář a zhodnocení výsledků: Úlohu řešilo správně 69 % českých žáků. Nejčastější chybou byla volby situace A, kdy síly působí stejným směrem v přímce procházející osou. Podobnou úlohu (L01 1995) řešili i žáci v roce 1995. Úspěšnost českých žáků v 8. ročníku byla obdobná 67 %. 215

Úloha: Účinnost stroje Kód úlohy L04-1999 Charakteristika úlohy Určení účinnějšího stroje podle spotřeby a množství přečerpané vody Uvolnění úlohy Ano Typ úlohy Otevřená krátká odpověď Obsahová kategorie Energie a fyzikální jevy - druhy, zdroje a přeměny energie Operační kategorie Používání vědeckých principů při kvantitativním řešení problémů Obtížnost úlohy -- Úloha použita v letech 1999 Úloha použita pro populaci 2 (8. ročník ZŠ) Zadání úlohy: 216

Stroj A a stroj B se používají k čerpání vody z řeky. Tabulka ukazuje, jaký objem vody přečerpá každý stroj za jednu hodinu a jaká je spotřeba benzínu obou strojů. a) Který stroj je účinnější při přeměně energie z benzínu na práci? Odpověď: b) Svou odpověď vysvětli. Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1999 / 8.ročník ČR [%] 29,7 26,3 33,6 1999 / 8.ročník mezinárodní [%] 30,7 26,6 34,7 Podrobné výsledky (Zastoupení jednotlivých typů odpovědí v %): Výzkum v roce / populace N 10 70 71 72 73 79 99 1999 / 8.ročník ČR [%] 438 29,7 18,3 14,0 5,8 20,0 4,2 8,0 1999 / 8.ročník mezinárodní [%] 30,7 13,7 11,7 11,6 17,7 5,7 9,0 Poznámka: Správná odpověď musí určit stroj B a obsahovat vysvětlení založené na představě energetické účinnosti (poměr energie vydané k energii spotřebované), kdy je srovnáván objem vody vyčerpané oběma stroji při spotřebě stejných množství benzínu. Odpovědi založené POUZE na porovnání spotřebovaného množství benzínu NEBO množství vody, kterou stroje vyčerpají, kdy není uvažován poměr vody/benzínu jsou hodnoceny jako nesprávné (Kódy 70 a 72). Žádný kredit se neztrácí, pokud chybějí jednotky nebo jsou jednotky nesprávné nebo pokud dojde k menším početním chybám ve výpočtu, pokud je uveden správný závěr a vysvětlení. Kód Odpověď Úloha: S022017 Správná odpověď 10 B. Se správným vysvětlením založeným na představě energetické účinnosti (k vyčerpání stejného množství vody spotřebuje B méně benzínu než A). Příklady: B. Protože spotřebuje 1 l benzínu na 1 000 l vody a A spotřebuje 1,25 l na 1000 l vody. B. Protože spotřebuje méně benzínu na litr vody. 217

Nesprávná odpověď B. Protože může vyčerpat stejný počet litrů s menší spotřebou benzínu. 70 B. Spotřebuje méně benzínu (žádné srovnání účinností založené na objemu vyčerpané vody). Příklady: B. Spotřebuje 0,5 l benzínu za hodinu a A spotřebuje 1,25l za hodinu. B. Spotřebuje méně benzínu za hodinu. B. Motor spotřebuje o 0,75 l méně benzín.. 71 B. Jiné nesprávné/neadekvátní nebo žádné vysvětlení. 72 A. Za jednu hodinu odstraní více vody (žádné porovnání účinnosti založené na využitém benzínu). Příklady: A. Vypumpuje více vody. A. Vyčerpá 1,.25 litrů a B vyčerpá jenom 0,5 litrů. A. Vyčerpá o 500 l více než B. 73 A. Jiné nesprávné/neadekvátní nebo žádné vysvětlení. 79 Jiné nesprávné odpovědi (včetně přeškrtnutých, vygumovaných, nečitelných, neinterpretovatelných odpovědí nebo odpovědí netýkajících se tématu) Odpověď chybí 99 PRÁZDNÉ Komentář a zhodnocení výsledků: Úloha patřila k obtížnějším. Úspěšně ji řešilo 30 % českých žáků, což odpovídalo mezinárodnímu průměru. Obdobnou úlohu (L04-1995) řešili žáci i v roce 1995. Tehdy byla úspěšnost českých žáků 8. ročníku vyšší 48 %. Úloha: Odraz v zrcadle Kód úlohy M14-1999 Charakteristika úlohy Zakreslení polohy odrazu štětce v rovinném zrcadle Uvolnění úlohy Ne Typ úlohy Otevřená krátká odpověď Obsahová kategorie Energie a fyzikální jevy - světlo Operační kategorie Složitější informace Obtížnost úlohy -- Úloha použita v letech 1999 Úloha použita pro populaci 2 (8. ročník ZŠ) 218

Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1999 / 8.ročník ČR [%] 61,4 62,1 60,7 1999 / 8.ročník mezinárodní [%] 48,8 48,4 49,1 Komentář a zhodnocení výsledků: Obraz štětce zakreslilo správně 61 % českých žáků, což bylo o 13 % více než mezinárodní průměr. Nejčastější chybou bylo zakreslení obrazu rovnoběžně s originálem. Obdobnou úlohu (M14 1995), kdy však byl předmět rovnoběžně se zrcadlem, řešili žáci i v roce 1995. Jejich úspěšnost v 8. ročníku byla 67 %. Úloha: Rotační pohyb Kód úlohy M15 Charakteristika úlohy Směr pohybu míčku rotujícího na provázku poté co byl provázek puštěn Uvolnění úlohy Ne Typ úlohy Výběr odpovědi Obsahová kategorie Síly a pohyb -čas, prostor a pohyb Operační kategorie Složitější informace Obtížnost úlohy -- Úloha použita v letech 1999 Úloha použita pro populaci 2 (8. ročník ZŠ) 219

Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1999 / 8.ročník ČR [%] 73,0 71,8 74,0 1999 / 8.ročník mezinárodní [%] 62,0 58,2 65,8 Komentář a zhodnocení výsledků: Správnou odpověď uvedlo 73 % českých žáků. Mezi chybnými odpověďmi převažovala možnost B, kdy míček pokračuje v pohybu po kružnici a možnost C, kdy odletí ven ve směru poloměru. Podobný typ úlohy (O13) řešili žáci v roce 1995. Tehdy byla úspěšnost českých žáků v 8. ročníku 75 %. Úloha: Vodivost materiálů Kód úlohy N01 Charakteristika úlohy Po vložení kterých předmětů do obvodu bude žárovka svítit Uvolnění úlohy Ano Typ úlohy výběr odpovědi Obsahová kategorie Energie a fyzikální jevy - elektřina Operační kategorie Složitější informace Obtížnost úlohy -- Úloha použita v letech 1999 220

Úloha použita pro populaci 2 (8. ročník ZŠ) Zadání úlohy: Následující obrázky znázorňují baterii a žárovku, které jsou spojeny vodiči s různými materiály. Které žárovky budou svítit? A. pouze 1 B. pouze 2 a 3 C. pouze 1 a 3 D. pouze 1, 3 a 4 E. pouze 1, 2 a 3 Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1999 / 8.ročník ČR [%] 72,1 65,4 78,1 1999 / 8.ročník mezinárodní [%] 64,1 60,0 68,0 Podrobné výsledky (Zastoupení jednotlivých typů odpovědí v %): Výzkum v roce / populace N A B C D E Ost. 1999 / 8.ročník ČR [%] 425 13,3 6,2 72,1 3,5 4,3 0,6 1999 / 8.ročník mezinárodní [%] 17,6 5,4 64,1 5,9 5,8 1,2 Komentář a zhodnocení výsledků: Úlohu řešilo správně 72 % českých žáků. Chlapci byly úspěšnější o 13 % než dívky. Nejčastější chybou (13 %) byla volba jen jedné ze dvou možných situací, kdy bude žárovka svítit. Žáci neuvažovali situaci, kdy je obvod spojen mosazným klíčem. 221

Obdobnou úlohu (K13) řešili i žáci v roce 1995. Tehdy byla úspěšnost v 8. ročníku 89 %. Úloha: Rameno síly Kód úlohy N09 Charakteristika úlohy Jak vyvážit dva různě těžké kbelíky nesené na tyči na ramenou Uvolnění úlohy Ano Typ úlohy výběr odpovědi Obsahová kategorie Síly a pohyb - dynamika pohybu Operační kategorie Používání vědeckých principů při kvantitativním řešení problémů Obtížnost úlohy -- 222

Úloha použita v letech 1999 Úloha použita pro populaci 2 (8. ročník ZŠ) Zadání úlohy: Na kterém obrázku je zobrazen nejlepší způsob, jak může člověk vyvážit desetilitrový a pětilitrový kbelík vody? Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1999 / 8.ročník ČR [%] 81,6 77,9 85,0 1999 / 8.ročník mezinárodní [%] 71,0 66,1 75,7 Podrobné výsledky (Zastoupení jednotlivých typů odpovědí v %): Výzkum v roce / populace N A B C D Ost. 1999 / 8.ročník ČR [%] 425 4,8 4 9,5 81,6 0 1999 / 8.ročník mezinárodní [%] 9,4 8,3 9,8 71,0 1,5 Komentář a zhodnocení výsledků: S úlohou si poradilo úspěšně 82 % českých žáků. Nejčastější chybou (9,5 % žáků) byla volba opačné situace, kdy těžší kbelík je na konci ramene a lehčí kbelík v polovině. 223

Obdobnou úlohu s houpačkou (N08) řešili žáci v roce 1995. V 8. ročníku byla úspěšnost rovněž 82 % a nejčastější chyba byla stejná. Úloha: Odraz světla Kód úlohy N10-1999 Charakteristika úlohy Bude svítit více svítilna s bílým nebo černým reflektorem Uvolnění úlohy Ano Typ úlohy Otevřená krátká odpověď Obsahová kategorie Energie a fyzikální jevy - světlo Operační kategorie Používání vědeckých principů při kvantitativním řešení problémů 224

Obtížnost úlohy -- Úloha použita v letech 1999 Úloha použita pro populaci 2 (8. ročník ZŠ) Zadání úlohy: Ruda a Štěpánka si vyrobili každý svou kapesní svítilnu a použili přitom stejné baterie a žárovky. Potom připojili ke svým svítilnám reflektory vyrobené ze čtvrtek tak, jak ukazuje následující obrázek. Rudův reflektor je vyroben z bílé čtvrtky, Štěpánčin reflektor je vyroben z černé čtvrtky. Poté jsou svítilny zapnuty. a) Která z kapesních svítilen více osvětlí zeď vzdálenou dva metry? (Zaškrtni jeden čtvereček) b) Svou odpověď vysvětli. Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1999 / 8.ročník ČR [%] 48,4 32,6 62,8 1999 / 8.ročník mezinárodní [%] 39,5 33,8 45,1 Podrobné výsledky (Zastoupení jednotlivých typů odpovědí v %): Výzkum v roce / populace N 10 11 19 70 71 77 79 99 1999 / 8.ročník ČR [%] 425 43,3 4,8 0,4 11,3 35,7 0 3,3 1,2 1999 / 8.ročník mezinárodní [%] 31,5 7,2 0,7 17,1 36,3 0,9 3,1 3,2 Kód Odpověď Úloha: S022049 Správná odpověď 10 Rudova. Se správným vysvětlením založeným na vyšší reflektivitě bílé čtvrtky (nebo nižší reflektivitě /vyšší absorbční schopnosti černé čtvrtky). [Výslovně zmiňuje absorbční schopnost, pohlcování a/nebo reflektivitu, odrážení.] Příklady: Rudova. Protože světlé barvy lépe odrážejí světlo. Rudova. Rudova neabsorbuje tolik jako Štěpánčina. Rudova. Protože bílá odráží světlo a černá jej pohlcuje. Rudova. Tmavé barvy pohlcují světlo, takže je Štěpánčinou baterkou pohlceno více světla. 225

Rudova. Štěpánčin reflektor by pohlcoval světlo a neodrážel jej na zeď. 11 Rudova. Správné vysvětlení založeno na vyšší reflektivitě, je však použita jiná terminologie. [Výslovně nezmiňuje absorbční/reflexní vlastnosti.] Příklady: Rudova. Světlo odskakuje od něčeho světlého jako je bílý reflektor. Rudova. Bílý reflektor odhazuje světlo lépe než černý. Rudova. Protože černá přitahuje světlo a bílá ji odpuzuje. Rudova. Z bílého povrchu vyzařuje více světla. 19 Jiná správná odpověď Nesprávná odpověď 70 Rudova. S nedostatečným/nesprávným nebo žádným vysvětlením. Příklady: Rudova. S bílou čtvrtkou můžete vidět světlo. Rudova. Bílá čtvrtka zesiluje světlo. Rudova. Daleko. Rudova. Je bílá. 71 Štěpánčina. S vysvětlením nebo bez něj. Příklady: Štěpánčina. Černý reflektor je lepší. Štěpánčina. Černá absorbuje světlo a teplo, bílá jej odráží. Štěpánčina. Světlo bude skrz bílý reflektor procházet. 79 Jiné nesprávné odpovědi (včetně přeškrtnutých, vygumovaných, nečitelných, neinterpretovatelných odpovědí nebo odpovědí netýkajících se tématu) Odpověď chybí 99 PRÁZDNÉ Komentář a zhodnocení výsledků: Správnou odpověď i s vysvětlením uvedlo 48 % českých žáků Chlapci byli o 30 % úspěšnější než dívky. Nejčastější chybnou odpovědí (36 %) bylo, že zeď více osvětlí svítilna s černým reflektorem s vysvětlením či bez něj. Úloha: Rychlost Kód úlohy P01-1999 Charakteristika úlohy Stanovení rychlosti z grafu závislosti vzdálenosti na čase Uvolnění úlohy Ano Typ úlohy Výběr odpovědi Obsahová kategorie Síly a pohyb - čas, prostor a pohyb 226

Operační kategorie Používání vědeckých principů při kvantitativním řešení problémů Obtížnost úlohy -- Úloha použita v letech 1999 Úloha použita pro populaci 2 (8. ročník ZŠ) Zadání úlohy: Graf ukazuje, jak se pohybovalo auto jedoucí po přímé silnici. Jaká je rychlost auta? A. 25 kilometrů za hodinu B. 50 kilometrů za hodinu C. 75 kilometrů za hodinu D. 100 kilometrů za hodinu Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1999 / 8.ročník ČR [%] 66,4 59,2 74,1 1999 / 8.ročník mezinárodní [%] 54,3 51,0 57,7 Podrobné výsledky (Zastoupení jednotlivých typů odpovědí v %): Výzkum v roce / populace N A B C D Ost. 1999 / 8.ročník ČR [%] 424 4,2 10,3 16,4 66,4 2,7 1999 / 8.ročník mezinárodní [%] 11,8 9,9 21,5 54,3 2,4 Komentář a zhodnocení výsledků: 227

Úlohu vyřešilo správně 66 % českých žáků. Chlapci byli úspěšnější než dívky. Nejčastěji volenou chybnou odpovědí bylo 75 km.h -1. Úlohu podobného charakteru na práci s grafem (P01 1995) řešili i žáci v roce 1995. Jejich úspěšnost v 8. ročníku byla 90 %. Úloha: Světelný zdroj Kód úlohy P02-1999 Charakteristika úlohy Souvislost mezi vzdáleností světelného zdroje a množstvím světla dopadajícím na stěnu Uvolnění úlohy Ano Typ úlohy Otevřená krátká odpověď Obsahová kategorie Energie a fyzikální jevy - světlo 228

Operační kategorie Používání vědeckých principů při kvantitativním řešení problémů Obtížnost úlohy -- Úloha použita v letech 1999 Úloha použita pro populaci 2 (8. ročník ZŠ) Zadání úlohy: Jakub zapnul ve svém pokoji kapesní svítilnu a posvítil s ní na zeď ze vzdálenosti jednoho metru tak, aby vznikl malý kruh světla. Potom posvítil kapesní svítilnou na strop ze vzdálenosti dvou metrů tak, aby vznikl větší kruh světla. a) Dopadá na strop více světla než na zeď? (Zaškrtni jeden čtvereček) b) Svou odpověď vysvětli. Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1999 / 8.ročník ČR [%] 22,9 21,3 24,5 1999 / 8.ročník mezinárodní [%] 24,0 23,4 24,7 Podrobné výsledky (Zastoupení jednotlivých typů odpovědí v %): Výzkum v roce / populace N 10 11 12 19 70 71 72 73 79 99 1999 / 8.ročník ČR [%] 424 10,9 8,8 1,9 1,3 9,9 11,8 30,8 20,1 3 1,5 1999 / 8.ročník mezinárodní [%] 11,6 10,2 1,4 0,9 7,5 17 21,6 23,6 3 3,4 Kód Odpověď Úloha: S022043 Správná odpověď 229

10 Ne. Zdůvodňuje to tím, že na strop i na zeď dopadne stejné množství světla. (Může také poukazovat na to, že je světlo více rozprostřené nebo méně koncentrované/soustředěné/jasné na stropě). Příklady: Ne. Bude to stejné množství světla, protože Jakub používá stejnou svítilnu. Ne. Světlo mohlo být větší, ale nebude tak jasné. Jsou stejná. Ne. Na strop dopadá stejné množství světla, ale je více rozprostřeno. 11 Ne. Zdůvodňuje (nebo ukazuje pomocí diagramu) to tím, že světlo je (pouze) více rozprostřeno (méně jasné) ve větší vzdálenosti. (Neříká výslovně, že je množství světla stejné.) Příklad: Ne. Jenom vypadá větší, protože se více rozprostře, když se dostane dále. 12 Ne. Vysvětluje, že na strop dopadá méně světla, protože při větší vzdálenosti dojde k větší absorbci/rozptylu světla. Příklad: Ne. Strop je dále a do vzduchu se vstřebá trošku více světla. 19 Ne. Jiné správné vysvětlení. Nesprávná odpověď 70 Ne. Říká, že na strop dopadá méně světla, s nedostatečným vysvětlením poukazujícím na vzdálenost od zdroje. (Nezahrnuje zdůvodnění menšího množství světla v důsledku absorbce nebo rozptylu ve vzduchu jako u Kódu 12). Příklady: Ne. Protože když je baterka blíže ke zdi,na zeď se dostane více světla. Ne. Strop je dále než zeď, tak je tam méně světla. 71 Ne. Jiné nesprávné/nedostatečné nebo žádné vysvětlení. (Včetně takových vysvětlení, která víceméně opisují zadání). Příklad: Ne. Když je to blízko, je to menší kruh. 72 Ano. Vysvětlení založeno na tom, že se světlo zvětšuje nebo se více rozprostře.. Příklady: Ano. Protože světlo dělá větší kruh. Ano. Čím dále se dostane, tím větší se stává. Ano. Protože když se pohybujeme dozadu, dělá na zdi velký kruh, a když se pohybujeme blíže, dělá malý kruh. 73 Ano. Jiné nesprávné/nedostatečné nebo žádné vysvětlení. 79 Jiné nesprávné odpovědi (včetně přeškrtnutých, vygumovaných, nečitelných, neinterpretovatelných odpovědí nebo odpovědí netýkajících se tématu) Odpověď chybí 99 PRÁZDNÉ Komentář a zhodnocení výsledků: Úspěšnost v úloze byla nízká. Správně ji řešilo 23 % českých žáků, což bylo o 1 % pod mezinárodním průměrem. Nejčastější chybnou odpovědí bylo, že při větší vzdálenosti dopadne na stěnu více světla, protože osvítí větší plochu. Obdobnou úlohu (P02 1995) řešili i žáci v roce 1995 se stejnou úspěšností a stejnou nejčastější chybnou odpovědí. Úloha: Hladina kapaliny Kód úlohy Q12-1999 230

Charakteristika úlohy Zakreslit hladinu vody v nakloněné U trubici Uvolnění úlohy Ne Typ úlohy otevřená krátká odpověď Obsahová kategorie Síly a pohyb - chování kapalin Operační kategorie Složitější informace Obtížnost úlohy -- Úloha použita v letech 1999 Úloha použita pro populaci 2 (8. ročník ZŠ) Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1999 / 8.ročník ČR [%] 58,4 48,4 69,1 1999 / 8.ročník mezinárodní [%] 43,9 37,2 50,7 Komentář a zhodnocení výsledků: Hladinu v U-trubici nakreslilo správně 58 % českých žáků. Výsledek byl nad mezinárodním průměrem. Chlapci byli úspěšnější než dívky. Nejčastější chybou (9 %) bylo nakreslení hladiny rovnoběžně se dnem trubice. Stejné procento odpovědí spadalo do kategorie neinterpretovatelných. Obdobnou úlohu (N10 1995) řešili žáci v roce 1995. Úspěšnost českých žáků v 8. ročníku byla tehdy 74 %. Nejčastější chyba (15 %) byla stejná. Úloha: Teplotní změny objemu v teploměru 231

Kód úlohy Q13-1999 Charakteristika úlohy Proč v závislosti na teplotě klesá a stoupá líh v teploměru Uvolnění úlohy Ne Typ úlohy Výběr odpovědi Obsahová kategorie Fyzikální přeměny fyzikální změny Operační kategorie Složitější informace Obtížnost úlohy -- Úloha použita v letech 1999 Úloha použita pro populaci 2 (8. ročník ZŠ) Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1999 / 8.ročník ČR [%] 67,0 65,6 68,5 1999 / 8.ročník mezinárodní [%] 52,8 51,2 54,4 Komentář a zhodnocení výsledků: Úlohu řešilo správně 67 % českých žáků, což bylo o 14 % nad mezinárodním průměrem. Nejčastější chybnou představou (15 %) bylo, že se líh smršťuje. Úlohu podobného typu (Q13 1995) řešili i žáci v roce 1995. Úspěšnost v 8. ročníku byla 80 %. Nejčastější chyba byla obdobného rázu. 232

Úloha: Hmotnost ledu Kód úlohy Q18-1999 Charakteristika úlohy Změní se hmotnost vody po zmrznutí? Uvolnění úlohy Ne Typ úlohy otevřená krátká odpověď Obsahová kategorie Fyzikální změny vysvětlení fyzikálních změn Operační kategorie Používání vědeckých principů při kvantitativním řešení problémů Obtížnost úlohy - Úloha použita v letech 1999 Úloha použita pro populaci 2 (8. ročník ZŠ) Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1999 / 8.ročník ČR [%] 32,7 31,1 34,3 1999 / 8.ročník mezinárodní [%] 28,7 27,4 30,0 Komentář a zhodnocení výsledků: Správnou odpověď i s vysvětlením uvedlo 33 % českých žáků. Správnou odpověď se špatným vysvětlením či bez něj pak uvedlo 15 % žáků. Podobnou úlohu (Q18 1995) řešili i žáci v roce 1995. Správnou odpověď i s vysvětlením uvedlo tehdy 35 % českých žáků 8. ročníků. 233

Úloha: Barevné spektrum Kód úlohy R02-1999 Charakteristika úlohy Proč působí červené šaty na zeleném světle černě? Uvolnění úlohy Ano Typ úlohy Výběr odpovědi Obsahová kategorie Energie a fyzikální jevy - světlo Operační kategorie Složitější informace Obtížnost úlohy -- Úloha použita v letech 1999 Úloha použita pro populaci 2 (8. ročník ZŠ) Zadání úlohy: Když začíná představení, na herečku oblečenou v červených šatech svítí bílé jevištní světlo. Náhle světla zhasnou a na herečku je rozsvíceno zelené světlo. Její šaty vypadají černé. Proč její šaty vypadají černé? A. Šaty odrážejí zelenou složku světla. B. Šaty pohlcují červenou složku světla. C. Šaty pohlcují zelenou složku světla. D. Šaty odrážejí černou složku světla. Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1999 / 8.ročník ČR [%] 42,8 45,0 40,4 1999 / 8.ročník mezinárodní [%] 37,3 37,5 37,2 Podrobné výsledky (Zastoupení jednotlivých typů odpovědí v %): Výzkum v roce / populace N A B C D Ost. 1999 / 8.ročník ČR [%] 424 15,5 9,9 42,8 29,7 2,1 1999 / 8.ročník mezinárodní [%] 18,1 11,2 37,3 31,9 1,5 Komentář a zhodnocení výsledků: Úlohu řešilo správně 43 % českých žáků. Dívky byly úspěšnější než chlapci. Nejčastější chybnou představou (30 %) bylo, že šaty odrážejí černou složku světla. Podobnou úlohu (R02 1995) řešili i žáci v roce 1995. V 8. ročníku byla úspěšnost českých žáků 47 %. 234

Úloha: Spotřeba a výkon lampy Kód úlohy X01 Charakteristika úlohy Jaká je spotřebovaná elektrické energie lampy vůči vydané světelné energii? Uvolnění úlohy Ano Typ úlohy Otevřená krátká odpověď Obsahová kategorie Energie a fyzikální jevy - zdroje a přeměny energie Operační kategorie Používání vědeckých principů při kvantitativním řešení problémů Obtížnost úlohy -- Úloha použita v letech 1999 Úloha použita pro populaci 2 (8. ročník ZŠ) Zadání úlohy: Ke svícení lampy je využívána elektrická energie. Jaké je množství spotřebované elektrické energie v porovnání s množstvím vytvořené světelné energie? a) Množství spotřebované elektrické energie je: (Zaškrtni jeden čtvereček) b) Svou odpověď zdůvodni. Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1999 / 8.ročník ČR [%] 7,5 4,4 11,2 1999 / 8.ročník mezinárodní [%] 7,5 6,3 8,7 Podrobné výsledky (Zastoupení jednotlivých typů odpovědí v %): Výzkum v roce / populace N 10 11 19 70 71 72 73 79 99 1999 / 8.ročník ČR [%] 878 3,4 3 1,1 23,1 12,9 2,1 15,9 30,8 7,7 1999 / 8.ročník mezinárodní [%] 4,0 2,6 0,9 22,5 18,1 3,5 16,3 22,2 9,9 235

Kód Odpověď Úloha: S022282 Správná odpověď 10 VĚTŠÍ. Vysvětlení založené na tom, jaké (množství) energie se přemění na teplo. Příklady: Větší. Když je lampa zapnutá, zahřeje se. Takže se část elektrické energie přemění v teplo místo ve světlo. Větší. Část elektrické energie se změní v tepelnou energii, aby lampa pracovala, a jen malé množství energie se skutečně přemění na světlo. 11 VĚTŠÍ. S jiným správným vysvětlením založeným na energetické ztrátě nebo nízké výkonnosti. [Musí jasně určit, že část energie někam zmizí]. Příklady: Větší. Protože část energie se ztrácí při přeměnách. Větší. Lampa není příliš výkonná, proto se všechna energie nepřemění ve světlo. 19 VĚTŠÍ. Jiné správné vysvětlení. Nesprávná odpověď 70 VĚTŠÍ. Nesprávné/nedostatečné nebo žádné vysvětlení. Příklady: Větší. Světlo vydává mnoho energie. Větší. Protože to je všechna elektřina ze zásuvky 71 STEJNÉ. Vysvětlení je založeno na zákonu zachování energie bez uvažování energetických ztrát. Příklady: Stejné. Energie se vždy zachovává. Stejné. Nemůžeme vytvořit nebo zničit energii, tak musí být stejná. 72 MENŠÍ. Vysvětlení je založeno na teplu, energetických ztrátách nebo nízké účinnosti, je však nesprávně aplikováno. Příklady: Menší. Část elektrické energie se změní v teplo. Menší. Lampa není příliš účinná. 73 MENŠÍ. Jiné nesprávné nebo žádné vysvětlení. Příklady: Menší. Dnešní lampy nespotřebují tolik napětí. Menší. Ke svícení lampy není třeba tolik energie. 79 Jiné nesprávné odpovědi (včetně přeškrtnutých, vygumovaných, nečitelných, neinterpretovatelných odpovědí nebo odpovědí netýkajících se tématu) Odpověď chybí 99 PRÁZDNÉ Komentář a zhodnocení výsledků: Úspěšnost při řešení této úlohy byla velmi nízká. Správnou odpověď i se zdůvodněním uvedlo jen 7,5 % českých žáků, což je stejně jako mezinárodní průměr. 23 % žáků uvedlo správnou odpověď, ale nedokázalo ji zdůvodnit. 31 % odpovědí českých žáků spadalo do kategorie jiných nesprávných. Podobnou úlohu řešili žáci v roce 1995 (Y01). Úspěšnost v 8. ročníku byla tehdy 20 %. 236

Úloha: Var vody Kód úlohy Y02-1999 Charakteristika úlohy Jaká bude teplota vroucí vody po několika minutách vaření při zvýšeném zahřívání Uvolnění úlohy Ne Typ úlohy Otevřená krátká odpověď Obsahová kategorie Energie a fyzikální jevy - teplo a teplota Operační kategorie Používání vědeckých principů při kvantitativním řešení problémů Obtížnost úlohy -- Úloha použita v letech 1999 Úloha použita pro populaci 2 (8. ročník ZŠ) Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1999 / 8.ročník ČR [%] 45,1 42,2 48,2 1999 / 8.ročník mezinárodní [%] 40,6 39,5 41,6 Komentář a zhodnocení výsledků: Správnou odpověď i s vysvětlením uvedlo 45 % českých žáků. 35 % žáků se domnívalo, že teplota se zvýší nad 100 C. Úlohu podobného typu (Y02 1995) řešili žáci v roce 1995. Správnou odpověď se zdůvodněním uvedlo tehdy 17 % žáků 8. ročníku. 237

Úloha: Teplotní roztažnost plynů Kód úlohy Z03 Charakteristika úlohy Proč se balónky s heliem na slunci zvětší? Uvolnění úlohy Ano Typ úlohy Otevřená krátká odpověď Obsahová kategorie Energie a fyzikální jevy - teplo a teplota Operační kategorie Používání vědeckých principů při kvantitativním řešení problémů Obtížnost úlohy -- Úloha použita v letech 1999 Úloha použita pro populaci 2 (8. ročník ZŠ) Zadání úlohy: Balónky naplněné heliem jsou v horkém a slunečném dni uvázány venku na plotu tak jako na obrázku. V průběhu několika hodin se balónky zvětší. Vysvětli proč. Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1999 / 8.ročník ČR [%] 32,9 24,4 40,5 1999 / 8.ročník mezinárodní [%] 25,8 22,8 28,8 Podrobné výsledky (Zastoupení jednotlivých typů odpovědí v %): 238