Přírodovědná gramotnost - Inspirace pro výuku: Úloha 1-3

Výzkum PISA hodnotí znalosti a dovednosti žáků především s ohledem na jejich využití v kontextu každodenního života. Na rozdíl od výzkumu TIMSS nevychází ze syntézy kurikul jednotlivých zemí účastnících se výzkumu, ale úlohy jsou vytvářeny na základě vzdělávacího obsahu stanoveného panelem odborníků (z více než 50 zemí) výzkumu PISA. Úlohy mají často komplexní charakter, tedy na text popisující konkrétní přírodovědnou situaci navazuje série úloh spojených s touto přírodovědnou situací.

Úlohy výzkumu TIMSS jsou naproti tomu formulovány stručněji a jejich snahou není vlastní přírodovědný obsah tolik přiblížit každodenním situacím, jež žáky provázejí. Obsah úloh vychází ze syntézy kurikul zemí účastnících se tohoto projektu, což jej od výzkumu PISA velmi odlišuje.

Do této kapitoly byly vybrány úlohy, které ilustrují oba póly žákovských znalostí, vědomostí a dovedností.

Úlohy s vyšší úspěšností českých žáků – výsledky českých žáků v nadprůměrných hodnotách správných odpovědí v rámci zemí OECD

Úloha 1 – PISA „Kyselý déšť “[1]

Na fotografii jsou sochy, které se nazývají karyatidy. Byly postaveny na Akropoli v Aténách                         před více než 2 500 lety. Sochy jsou vytesány z mramoru. Mramor je hornina tvořená uhličitanem vápenatým. V roce 1980 byly originály soch přesunuty do muzea Akropole a nahrazeny kopiemi. Originály soch rozežíral kyselý déšť.

Účinky kyselého deště na mramor se dají předvést na úlomcích mramoru, které přes noc ponoříme do octa. Ocet a kyselý déšť mají přibližně stejnou kyselost. Když ponoříme kousek mramoru do octa, začnou se tvořit bublinky plynu. Můžeme zjistit hmotnost suchého úlomku mramoru před pokusem a po pokusu.

Otázka:
Předtím, než byl úlomek mramoru ponořen na noc do octa, měl hmotnost 2,0 gramu. Druhý den se úlomek vyndá a osuší. Jaká bude hmotnost osušeného úlomku mramoru?

Komentář:

Úloha je zasazena do reálné situace každodenního života a ověřuje vědomosti žáků z oboru chemie. Na příkladu z praxe ověřuje jejich schopnost posoudit důsledek emise kyselinotvorných oxidů a jejich reakcí s dalšími chemickými látkami. V tomto případě roztoku kyseliny octové a mramoru.

Popsaný pokus žáci mohou znát z výuky chemie. Jedná se o jeden z běžných důkazů uhličitanů. Žáci by ze zkušenosti měli vědět, že tvorba bublinek CO₂, tedy vytváření plynné chemické látky, je spojena s úbytkem hmotnosti pevné látky.

Vysoká úspěšnost českých žáků (74,8 % správných odpovědí) významně přesahuje průměr OECD (66,7 %).

Úloha 2 – TIMSS [2]

Uveď jednu možnost, jak může dojít ke znečištění podzemní vody.

Příklady správných odpovědí

(Popisují jednu možnost znečištění podzemních vod.):

• Pesticidy užívané zemědělci se mohou do země prosáknout spolu s dešťovou vodou.
• Odstraňování odpadu z továren do vody.
• Pálíme odpadky a ničíme podzemní vody skládkami.
• Kyselý déšť může vodu okyselit.
• Věci se mohou vsáknout do země a pak prosáknout do vody.
• Protože na skládkách mohou být vysypávány na zem toxické věci a toxické tekutiny se mohou vsáknout do země.

Komentář:

S problematikou znečištění vod jsou žáci zpravidla seznamováni v rámci výuky hned tří oborů – zeměpisu, chemie a přírodopisu. Je to pro ně téma víc než známé. Úloha je navíc jednoduše formulovaná a také odpověď nevyžaduje souvislejší písemný projev žáka. Není proto překvapující, že úspěšnost žáků v této úloze je tak vysoká (69,2 %). Čeští žáci tak přesahují průměr zúčastněných zemí (43,6 %) o více než 25 %.

Úloha 3 – TIMSS

Otevřená trubice ve tvaru písmene U je naplněná vodou tak, jak ukazuje obrázek. Nádobu nakloníme tak, že z jedné strany právě začíná odkapávat voda.

Do následujícího obrázku znázorni, kde je nyní hladina vody.

Správné řešení:

Pozn.: Ve správné odpovědi musí být povrch vody zakreslen v obou ramenech přibližně ve vodorovné poloze (± 10 ^o) – v rámci dovoleného rozmezí.

Komentář:

Úloha testuje schopnost aplikovat znalosti o hladině kapaliny ve spojených nádobách za změněných podmínek. Žák musí uvážit, že vodorovný povrch a stejná výška hladiny v obou ramenech nejsou závislé na naklonění trubice. S 60,5 % úspěšných odpovědí dosáhli žáci ČR v této úloze o 26,3 % lepšího výsledku, než byl průměr zúčastněných zemí.

[1] FRÝZKOVÁ, M.; PALEČKOVÁ, J. Přírodovědné úlohy výzkumu PISA. Praha : ÚIV – Tauris, 2007. ISBN 978-80-211-0540-9; s. 19 – 22.
[2] TOMÁŠEK, V. a kol. Výzkum TIMSS 2007. Úlohy z přírodních věd pro 8. ročník. Praha: ÚIV, 2009. ISBN978-80-211-0589-8; s. 109.

Tento text byl převzat z publikace Gramotnosti ve vzdělávání. Praha : Výzkumný ústav pedagogický v Praze, 2010.