Upload
others
View
5
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
1
Univerzita Karlova v Praze
Matematicko-fyzikální fakulta
BAKALÁŘSKÁ PRÁCE
Karel Havlíček
Přírodovědné úlohy výzkumu PISA 2009 – analýza
výsledků českých žáků
Katedra didaktiky fyziky
Vedoucí bakalářské práce: RNDr. Dana Mandíková, CSc.
Studijní program: Fyzika
Studijní obor: Fyzika zaměřená na vzdělávání
Praha 2012
2
3
4
Poděkování
Rád bych tímto poděkoval vedoucí bakalářské práce RNDr. Daně Mandíkové, CSc.,
bez jejíhož trpělivého dozoru by tato práce nevznikla. Její ochota poradit, jak po
stránce odborné, tak po stránce formální, byla pro zdárné dokončení této práce
klíčová.
5
Prohlašuji, že jsem tuto bakalářskou práci vypracoval samostatně a výhradně
s použitím citovaných pramenů, literatury a dalších odborných zdrojů.
Beru na vědomí, že se na moji práci vztahují práva a povinnosti vyplývající
ze zákona č. 121/2000 Sb., autorského zákona v platném znění, zejména skutečnost,
že Univerzita Karlova v Praze má právo na uzavření licenční smlouvy o užití této
práce jako školního díla podle § 60 odst. 1 autorského zákona.
V Praze dne 25.5.2012 podpis
6
Název práce: Přírodovědné úlohy výzkumu PISA 2009 – analýza výsledků českých
žáků
Autor: Karel Havlíček
Katedra / Ústav: Katedra didaktiky fyziky
Vedoucí bakalářské práce: RNDr. Dana Mandíková, CSc., Katedra didaktiky fyziky
Abstrakt: Bakalářská práce se zabývá analýzou výsledků českých žáků
v přírodovědné části výzkumu PISA v roce 2009. V úvodu je stručně popsána
celková charakteristika výzkumu PISA, jakých metod je použito a co je testováno.
V souvislosti s tím je vysvětlen pojem přírodovědná gramotnost a blíže popsány
testové úlohy a způsob jejich vyhodnocení. Dále práce obsahuje statistiky výsledků
českých žáků z let 2000, 2003, 2006 a 2009. Největší část práce se věnuje analýze
výsledků přírodovědné části výzkumu z roku 2009 se zaměřením na otázky
s fyzikální tématikou. Cílem této analýzy bylo blíže prozkoumat pokles výsledků
českých žáků v roce 2009, v jakých úlohách uspěli nejméně respektive nejvíce a zda
mají tyto úlohy něco společného. Součástí práce pak jsou i tři mnou vytvořené úlohy
typu PISA.
Klíčová slova: PISA, 15letí žáci, přírodovědná gramotnost, vědomosti, kompetence
Title: Science tasks in PISA 2009 research – analysis of Czech pupils’ results
Author: Karel Havlíček
Department: Department of Physics Education
Supervisor: RNDr. Dana Mandíková, CSc., Department of Physics Education
Abstract: This bachelor thesis is devoted to analysis of Czech pupils` results in
scientific tasks in PISA 2009 research. Basic characteristic of the PISA research and
its methods is given in the beginning of this work. The following chapters contain
explanation of the term scientific literacy and descriptions of testing questions and
methods of their evaluation. Majority of the work focuses on detailed analysis of
results of Czech pupils from year 2009 in science with emphasis on physics. Goal of
this thesis was to find correlation between test questions in which Czech pupils
achieved either worst or best results. This work also contains 3 model testing
questions of PISA type of my own creation.
Keywords: PISA, 15-year-old pupils, scientific literacy, knowledge, competence
Obsah
1. ZÁKLADNÍ INFORMACE O VÝZKUMU PISA ................................................................... 4
1.1 POUŽITÉ METODY ................................................................................................................ 5 1.2 PREZENTACE VÝSLEDKŮ ...................................................................................................... 5
2. PŘÍRODOVĚDNÁ GRAMOTNOST ....................................................................................... 7
2.1 VYMEZENÍ PŘÍRODOVĚDNÉ GRAMOTNOSTI .......................................................................... 7
3. PŘÍRODOVĚDNÉ ÚLOHY .................................................................................................... 11
3.1 TYPY OTÁZEK .................................................................................................................... 11 3.2 ZPŮSOB VYHODNOCOVÁNÍ ................................................................................................. 11 3.3 PŘEHLED POČTU ÚLOH ....................................................................................................... 12 3.4 PŘÍRODOVĚDNÁ ÚLOHA 1 .................................................................................................. 13 3.5 PŘÍRODOVĚDNÁ ÚLOHA 2 .................................................................................................. 14
4. CELKOVÉ VÝSLEDKY ČESKÝCH ŽÁKŮ ........................................................................ 18
4.1 VÝVOJ VÝSLEDKŮ ČESKÝCH ŽÁKŮ V LETECH 2000 - 2009................................................. 18 4.2 VÝSLEDKY V PŘÍRODNÍCH VĚDÁCH V PISE 2009 .............................................................. 20
5. ANALÝZA VÝSLEDKŮ V KONKRÉTNÍCH ÚLOHÁCH ................................................ 32
5.1 VÝSLEDKY VŠECH TYPŮ PŘÍRODOVĚDNÝCH ÚLOH PISA 2009.......................................... 32 5.2 ROZDÍLY VE VÝSLEDCÍCH ČESKÝCH ŽÁKU MEZI PISA 2006 A PISA 2009 ......................... 35 5.3 VÝSLEDKY ÚLOH PROLÍNAJÍCÍCH SE ROKY 2000 AŽ 2009 .................................................. 37 5.4 VÝSLEDKY VYBRANÝCH FYZIKÁLNÍCH ÚLOH PISA 2009 .................................................. 39 5.5 ROZDÍLY VE VÝSLEDCÍCH ČESKÝCH ŽÁKU MEZI PISA 2006 A PISA 2009 U OTÁZEK
S FYZIKÁLNÍ TÉMATIKOU ................................................................................................................. 42 5.6 SHRNUTÍ HLAVNÍCH ZJIŠTĚNÍ ............................................................................................. 44
6. AUTORSKÉ ÚLOHY .............................................................................................................. 45
6.1 MARS ................................................................................................................................. 47 6.2 ZEMĚTŘESENÍ A SEISMICKÉ VLNY ...................................................................................... 52 6.3 3D OBRAZ ......................................................................................................................... 59
ZÁVĚR ................................................................................................................................................ 62
SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY .............................................................................................. 64
SEZNAM TABULEK ........................................................................................................................ 65
SEZNAM GRAFŮ ............................................................................................................................. 65
2
Úvod
Česká republika se od devadesátých let minulého století zapojuje do dvou
velkých mezinárodních výzkumů zjišťujících znalosti a dovednosti žáků v oblasti
přírodních věd – TIMSS a PISA. Zapojení České republiky do mezinárodních
výzkumů v oblasti měření výsledků vzdělávání umožňuje srovnání výsledků českých
žáků s výsledky žáků dalších zemí. Oba zmiňované výzkumy navíc doprovází
rozsáhlá dotazníková šetření, která zjišťují faktory ovlivňující získané vědomosti a
dovednosti. Prostřednictvím těchto výzkumu má odborná i laická veřejnost také
možnost seznámit se s novými trendy v oblasti hodnocení výsledků vzdělávání. Díky
tomu, že se oba výzkumy pravidelně opakují, lze sledovat, jak se mění úroveň
vědomostí a dovedností českých žáků s ohledem na změny ve školském systému.
Tato bakalářská práce se podrobněji zabývá výsledky českých žáků v přírodovědné
části výzkumu PISA 2009.
Cíle mé práce byly následující:
Vybrat a uspořádat data k výsledkům českých žáků v přírodovědných
úlohách výzkumu PISA 2009.
Doplnit celkový přehled výsledků českých žáků v přírodovědných úlohách v
časovém vývoji o výsledky z roku 2009.
Vytvořit přehled výsledků českých žáků z roku 2009 podle vědomostí,
kompetencí a kontextu, na které byly úlohy zaměřeny, a podle typu otázek.
Provést podrobnější rozbor celkového poklesu výsledků českých žáků
v přírodovědné části výzkumu PISA 2009 oproti roku 2006. Zjistit, zda
existuje nějaké spojení mezi úlohami, v nichž čeští žáci dosahují nejslabších
respektive nejlepších výsledků. Podrobněji se zaměřit na otázky, v nichž se
výsledky českých žáků nejvýrazněji změnily od roku 2006. V této
podrobnější analýze se soustředit především na úlohy zaměřené na fyziku a
techniku.
Vytvořit a opilotovat tři úlohy stejného typu a zaměření jako jsou úlohy
z výzkumu PISA.
3
Struktura práce:
V prvních třech kapitolách popisuji výzkum PISA jako takový. Vysvětluji,
čím se zabývá, koho a co testuje a jaké využívá metody. Ve čtvrté kapitole se
zabývám celkovými výsledky českých žáků v přírodních vědách. Nejprve uvádím
vývoj výsledků českých žáků v letech 2000 – 2009. Potom se podrobněji věnuji
výsledkům z roku 2009 s ohledem na typy otázek, sledované kompetence, vědomosti,
situace a kontext. V kapitole páté je podrobná analýza výsledků u jednotlivých
přírodovědných otázek. V poslední kapitole jsou mnou vytvořené úlohy stejného
typu, jako jsou úlohy výzkumu PISA.
4
1. Základní informace o výzkumu PISA
PISA (Programme for International Student Assessment) je v současné době
jedním z nejdůležitějších a nejznámějších výzkumů v oblasti vzdělávání. Tento
výzkum je projektem Organizace pro hospodářskou spolupráci a rozvoj (OECD). Do
výzkumu bylo v roce 2009 zapojeno všech 34 členských zemí OECD a 31 dalších
zemí z celého světa. Hlavním cílem tohoto výzkumu je zjistit, zda si žáci na konci
povinné školní docházky osvojili vědomosti a dovednosti, které jsou nezbytné pro
úspěšné uplatnění v reálném životě. Testováni jsou patnáctiletí žáci ze všech druhů
škol. Sledovány jsou jejich dovednosti a znalosti ve třech různých oblastech a těmi
jsou mateřský jazyk (čtenářská gramotnost), matematika (matematická gramotnost) a
přírodní vědy (přírodovědná gramotnost).
Výzkum probíhá v tříletých cyklech, přičemž každý cyklus věnuje zvýšenou
pozornost jedné z uvedených oblastí. V roce 2000 byl výzkum zaměřen především na
čtenářskou gramotnost, v roce 2003 na matematickou gramotnost a v roce 2006 na
přírodovědnou gramotnost. V roce 2009 byla v centru pozornosti opět čtenářská
gramotnost. V následující tabulce 1 je vidět vývoj počtu zúčastněných zemí a počet
testovaných žáků v ČR.
Tabulka 1: Počty zúčastněných zemí, českých žáků a škol ve výzkumu PISA
Rok
Počet zemí
Počet žáků ČR1 Počet škol ČR OECD jiné
2000 28 4 5343 229
2003 30 11 6316 259
2006 30 27 5927 244
2009 34 31 6049 260
1 Počet skutečně testovaných žáků v mezinárodním vzorku. Národní vzorek byl v některých
letech navyšován pro účely dalších národních zkoumání a srovnání.
5
1.1 Použité metody
Úroveň gramotnosti žáků ve všech sledovaných oblastech je zjišťována
prostřednictvím písemného testu, na jehož vyplnění mají žáci dvě hodiny. Tento čas
je však pro ohodnocení všech sledovaných vědomostí a dovedností nedostačující.
Aby bylo možné prověřit širší spektrum dovedností, aniž by byli žáci příliš vytíženi,
je zpravidla testový materiál rozdělen do několika testových sešitů. Žákům je pak
přidělen pouze jeden z nich. Například v roce 2000 by testový materiál pokryl
celkem sedm hodin čistého času a byl proto rozdělen do devíti sešitů, přičemž každá
úloha byla zastoupena v několika z nich. Tímto způsobem je zajištěno, že každá
úloha je řešena reprezentativním vzorkem žáků. Všichni testovaní žáci dále vyplňují
dotazník, ve kterém odpovídají na otázky týkající se jejich rodinného zázemí,
prostředí, ve kterém žijí, jejich názorů a postojů. Součástí žákovského dotazníku jsou
také otázky ohledně jejich školy a vyučovacích metod, s nimiž se setkávají. Dotazník
mapující situaci v zúčastněných školách dále vyplňují jejich ředitelé a krátký
dotazník o výuce čtení vyplňovali v roce 2009 i učitelé českého jazyka.
1.2 Prezentace výsledků
Výsledky výzkumu PISA jsou v jednotlivých zemích prezentovány dvěma různými
způsoby.
Prvním je získaný počet bodů vyjadřujících úspěšnost žáků při řešení testových úloh.
Uvádí se jednak průměrné výsledky zemí na třech celkových škálách pro čtenářskou,
matematickou a přírodovědnou gramotnost. Pro blíže zkoumanou oblast jsou pak
vytvořeny ještě dílčí škály zaměřené na okruhy sledovaných kompetencí a vědomostí.
Druhým jsou tzv. úrovně způsobilosti. Žáci jsou rozděleni do šesti úrovní
způsobilosti podle dosaženého počtu bodů2
. Žáci na první úrovni způsobilosti
dosahují nejnižších výsledků a ovládají pouze nejjednodušší kompetence, šestá
2 Podrobné vymezení toho, co by měli žáci na jednotlivých úrovních umět, lze nalézt
pro oblast čtení v [2], pro matematiku v [3] a pro přírodní vědy v [4].
6
úroveň odpovídá nejlepším výsledkům a nejsložitějším kompetencím. Za základní
úroveň je v rámci výzkumu PISA stanovena úroveň druhá. Žáci, kteří této úrovně
nedosáhnou, mohou mít problémy v dalším studiu a s uplatněním na trhu práce.
7
2. Přírodovědná gramotnost
2.1 Vymezení přírodovědné gramotnosti
Názory na to, jaké přírodovědné vzdělání by měla škola žákům poskytnout, se
s časem a vývojem vzdělávání a společnosti mění. Podle současných názorů žáci
nemusí umět velké množství přírodovědných pojmů a poznatků zpaměti. Měli by
však ovládat pojmy základní a měli by je být schopni nejen reprodukovat, ale hlavně
použít. Důraz je tedy kladen na schopnosti, jako je porozumění důležitým pojmům,
rozeznávání osobních názorů od fakty podložených tvrzení, pochopení a osvojení
metodiky získávání důkazů pro podporu vědeckých tvrzení a v neposlední řadě
porozumění limitů vědy.
Pro potřeby výzkumu PISA byla definice přírodovědné gramotnosti stanovena takto:
„Přírodovědná gramotnost je schopnost využívat přírodovědné vědomosti, klást
otázky a z daných skutečností vyvozovat závěry, které vedou k porozumění světu
přírody a pomáhají v rozhodování o něm a o změnách působených lidskou
činností.“ ([1], str.7)
Za čtyři hlavní složky přírodovědné gramotnosti jsou v rámci výzkumu PISA
považovány:
a) Vědomosti z přírodních věd a o přírodních vědách.
b) Kompetence, které by měli žáci ovládat.
c) Kontext, ve kterém se žáci s přírodovědnými problémy setkávají.
d) Postoje žáků k přírodním vědám.
8
Vztahy mezi jednotlivými složkami jsou graficky znázorněny na následujícím
schématu ([1], str.8).
Kontextživotní situace
obsahujícíprvky přírodních věd
a techniky
Kompetence
rozpoznávání přírodovědných otázek vysvětlování jevů pomocí přírodních věd používání vědeckých důkazů
Vědomosti
vědomosti z přírodních věd
vědomosti o přírodních vědách
(o světě přírody)
(o vědě samotné)
Postojereakce na přírodovědná
témata zájem uznání hodnoty vědeckého výzkumu odpovědnost
2.1.1 Přírodovědné vědomosti
Přírodovědné vědomosti jsou děleny na vědomosti z přírodních věd a
vědomosti o přírodních vědách.
Testované vědomosti z přírodních věd byly vybírány z následujících oblastí:
a) neživé systémy (struktura a vlastnosti hmoty, chemické změny, pohyb a síla,
energie a její přeměny, vzájemné působení energie a hmoty)
b) živé systémy (buňky, člověk, populace, ekosystémy, biosféra)
c) systémy Země a vesmíru (struktura systémů Země, energie a změny
v systémech Země, historie Země, Země ve vesmíru)
d) technické systémy (role techniky, vztah mezi vědou a technikou, důležité
principy)
Vědomosti o přírodních vědách byly rozřazeny do dvou následujících kategorií:
a) vědecký výzkum (vědecké postupy, experiment, měření, práce s daty)
b) vědecká vysvětlení (ověření hypotéz, závěry, důkazy, vysvětlení)
9
2.1.2 Kompetence
V rámci výzkumu PISA je důraz kladen na tři následující kompetence:
a) rozpoznávání přírodovědných otázek
b) vysvětlování jevů pomocí přírodních věd
c) používání vědeckých důkazů
Rozpoznáváním přírodovědných otázek rozumíme schopnost rozhodovat, zda
lze v dané situaci zodpovědět otázku na základě přírodních věd. Do této kompetence
jsou také zařazovány schopnosti určit klíčová slova, podle kterých lze vyhledat
informace k danému tématu, určení proměnných, které je třeba měnit respektive
zachovat konstantní pro prozkoumání určitého jevu, uvědomění si, jakých
dodatečných informací je pro daný úkol potřeba.
Kompetenci vysvětlování jevů pomocí přírodních věd žáci prokáží aplikací
příslušných vědomostí z přírodních věd pro interpretování jevů, rozpoznávání
odpovídajících vysvětlení či popisů pro danou situaci a předpovídání změn.
Kompetence používání vědecký důkazů po žácích požaduje, aby byli schopni
argumentovat a vyvozovat závěry na základě předložených dat, aby dokázali vybrat
vhodný závěr z několika možností a úspěšně určili, o jaké předpoklady se tento závěr
opírá.
2.1.3 Kontext a situace
Kontextem úlohy je myšleno její specifické umístění v rámci situace. V rámci
tohoto výzkumu jsou rozeznávány následující kontexty:
a) zdraví (prevence, úrazy, výživa, přenos nemocí atd.)
b) přírodní zdroje (spotřeba materiálů a energie, obnovitelné a neobnovitelné
zdroje, populační růst atd.)
c) životní prostředí (ekologicky uvědomělé chování, likvidace odpadů, trvalá
udržitelnost atd.)
d) rizika (přírodní nebo způsobená lidskou činností, zemětřesení, změna
klimatu, pobřežní eroze atd.)
10
e) hranice vědy a techniky (nové materiály, zařízení a postupy, výzkum kosmu,
původ a struktura vesmíru atd.)
Situací rozumíme část žákova života, do níž je otázka zasazena. Dělíme je na:
a) situace osobní (osobní život, rodina, vrstevníci)
b) situace sociální (obec, společnost obecně)
c) situace globální (celosvětové měřítko)
2.1.4 Postoje
Nedílnou součástí výuky přírodních věd je i motivování žáků k zájmu o
přírodovědnou tématiku. Jejich postoje k těmto tématům jsou proto brány jako
součást přírodovědné gramotnosti. Žáci nejsou v testech hodnoceni podle svých
postojů, avšak v roce 2006 byly součástí některých úloh otázky zjišťující jejich
postoje. Tyto otázky byly v sešitech odlišeny šedým podbarvením. Výzkum PISA
2006 zkoumal v rámci své přírodovědné části postoje žáků v oblastech:
a) zájem o přírodní vědy
b) uznání hodnoty vědeckého výzkumu
c) odpovědnost vůči zdrojům a životním prostředím
11
3. Přírodovědné úlohy
Typické úlohy výzkumu PISA tvoří větší komplex otázek, které zkoumají jedno
určité téma. Na začátku úloh je obvykle více či méně rozsáhlý text, graf, obrázek
nebo jiný písemný materiál, ke kterému se otázky vztahují. Tyto materiály slouží
buď k tomu, aby žáky uvedly do daného tématu nebo aby jim poskytly informace,
které jsou potřeba k zodpovězení otázek. Často se doplňující materiály objevují i
mezi jednotlivými otázkami dané úlohy. Žákovi je tím, že déle pracuje s jedním
tématem, umožněno se do něj hlouběji ponořit a porozumět mu.
3.1 Typy otázek
V úlohách se objevují otázky čtyř typů:
a) Otázky s výběrem odpovědí – Žáci vybírají právě jednu z několika
nabídnutých možností.
b) Komplexní otázky s výběrem odpovědi - Žáci vybírají jednu
z odpovědí Ano/Ne v souboru minimálně dvou otázek.
c) Uzavřené otázky s tvorbou odpovědi - Žáci vytvářejí vlastní odpověď,
jedná se však o odpověď vyjádřenou jedním či několika slovy (uvedení
výsledku výpočtu, dokreslení symbolu do obrázku apod.).
d) Otevřené otázky s tvorbou odpovědi - Žáci odpovídají vlastními slovy,
jedná se o odpověď rozsáhlejší (zdůvodnění, jak dospěli ke svému závěru,
uvedení argumentů podporujících správnost či nesprávnost určitého
tvrzení apod.)
3.2 Způsob vyhodnocování odpovědí
V případě otázek s výběrem odpovědi, komplexních otázek s výběrem
odpovědi a některých uzavřených otázek s tvorbou odpovědi je možno odpovědi
přímo vkládat do programu na zpracování dat (zaznamenává se, jakou žák vybral
odpověď nebo zda byla správná). V případě otevřených a některých uzavřených
otázek s tvorbou odpovědi je nutno odpovědi žáků odborně vyhodnotit.
12
Vyhodnocení těchto otázek probíhá tak, že vyškolení pracovníci přiřazují
odpovědím žáků číselné kódy podle připraveného návodu (Codebooku). V něm jsou
odpovědi rozděleny na úplné, částečné a nevyhovující. U každé otázky je pak
podrobně rozepsáno, co musí odpověď obsahovat, popřípadě jakým způsobem má
být napsána, aby byla vyhodnocena jako úplná (respektive částečná či nevyhovující).
Kódy 2,1 jsou vyhrazeny pro odpovědi úplné nebo částečné, přičemž
vyšší hodnota odpovídá vyšší správnosti odpovědi.
Kód 0 je dáván odpovědím, kdy se žák pokusil odpovědět na otázku,
ale jeho odpověď nemůže být uznána ani jako částečná nebo
v případech, kdy je evidentní, že nepochopil text či položenou otázku.
Kód 9 přísluší situaci, kdy se žák o odpověď ani nepokusil.
Ač by tento způsob hodnocení měl snižovat míru jeho subjektivity na minimum, v
některých případech se opravující musí rozhodnout, kde začínají hranice
jednotlivých typů odpovědí. Ve sporných případech je odpovědi vždy přiřazen kód,
který je pro žáka výhodnější.
3.3 Přehled počtu úloh
V tabulce 2 je vidět přehled počtu použitých úloh a otázek v testech přírodovědné
gramotnosti z let 2000 až 2009. Z tabulky je patrné, že otázky byly používány
opakovaně a v roce 2009 nepřibyla žádná nová přírodovědná otázka. Tři úlohy se
prolínají všemi devíti lety výzkumu a je na nich možno pozorovat vývoj výsledků.
Tabulka 2: Přehled počtu úloh a otázek v testech přírodovědné gramotnosti
rok počet
úloh
počet
otázek
z toho z roku
2000
z toho z roku
2003
z toho z roku
2006
počet
úloh
počet
otázek
počet
úloh
počet
otázek
počet
úloh
počet
otázek
2000 13 35
2003 13 35 10 25
2006 37 108 6 14 8 22
2009 18 53 3 6 4 10 18 53
13
Pro představu o charakteru přírodovědných úloh používaných ve výzkumu uvádím
ukázku dvou uvolněných úloh.3
3.4 Přírodovědná úloha 1
ULTRAZVUK V mnoha zemích je možné zobrazit plod (vyvíjející se dítě) ultrazvukovým snímáním (echografie). Ultrazvuk je považován za bezpečný pro matku i dítě.
Lékařka drží sondu a pohybuje s ní po břiše matky. Ultrazvukové vlny se přenášejí do břicha.
Uvnitř břicha se odrážejí od povrchu plodu. Takto odražené vlny zachycuje opět sonda a předává je do přístroje, který vytvoří obraz.
Otázka 1: ULTRAZVUK
Aby mohl ultrazvukový přístroj vytvořit obraz, potřebuje spočítat vzdálenost mezi plodem a sondou.
Ultrazvukové vlny se v břiše pohybují rychlostí 1540 m/s. Jaké měření musí přístroj provést, aby mohl spočítat vzdálenost?
Otázka 2: ULTRAZVUK
Obraz plodu lze získat také pomocí rentgenových paprsků. Ženám se však doporučuje, aby se během těhotenství rentgenování břicha vyhýbaly.
Proč by se měly ženy během těhotenství vyhýbat rentgenování břicha?
Otázka 3: ULTRAZVUK
Může dát ultrazvukové vyšetření nastávajících matek odpověď na následující otázky? V každém řádku zakroužkuj „Ano“ nebo „Ne“.
3 Další uvolněné úlohy naleznete např. v publikaci [1].
14
Může dát ultrazvukové vyšetření odpověď na tuto otázku?
Ano nebo ne?
Je v břiše více než jedno dítě? Ano / Ne
Jaké je pohlaví dítěte? Ano / Ne
Jakou barvu mají oči dítěte? Ano / Ne
Má dítě správnou velikost? Ano / Ne
3.5 Přírodovědná úloha 2
VĚTRNÉ ELEKTRÁRNY Větrná energie je obecně považována za zdroj energie, který může nahradit výrobu elektřiny spalováním uhlí a ropy. Stavby na obrázku jsou větrné elektrárny, jejichž lopatkami otáčí vítr. Lopatky roztáčejí generátory, které vyrábějí elektřinu.
Otázka 1: VĚTRNÉ ELEKTRÁRNY
Grafy zobrazují průměrnou rychlost větru během roku na čtyřech různých místech. Který z následujících grafů znázorňuje nejvhodnější místo pro stavbu větrné elektrárny?
Leden
Pro
sin
ec
0
Pro
sin
ec
Leden 0
Pro
sin
ec
Leden 0
Pro
sin
ec
Leden 0
Rychlo
st větr
u
Rychlo
st větr
u
Rychlo
st větr
u
Rychlo
st větr
u
A. B.
D. C.
15
Otázka 2: VĚTRNÉ ELEKTRÁRNY
Čím je vítr silnější, tím rychleji se otáčejí lopatky a tím více elektrické energie se vyrobí. V praxi však mezi rychlostí větru a elektrickým výkonem není přímá souvislost. Provoz větrných elektráren se v praxi řídí těmito čtyřmi podmínkami:
Lopatky se začnou otáčet, když rychlost větru dosáhne hodnoty v1.
Když je rychlost větru vyšší než v2, otáčky lopatek se z bezpečnostních důvodů nebudou zvyšovat.
Elektrický výkon dosáhne maxima (W), když se rychlost větru rovná v2.
Když rychlost větru dosáhne hodnoty v3, lopatky se přestanou otáčet.
Který z následujících grafů nejlépe vyjadřuje vztah mezi rychlostí větru a elektrickým výkonem za uvedených provozních podmínek?
Otázka 3: VĚTRNÉ ELEKTRÁRNY
Čím vyšší je nadmořská výška, tím pomaleji se při stejné rychlosti větru lopatky otáčejí.
Které z následujících zdůvodnění nejlépe vysvětluje, proč se při stejné rychlosti větru lopatky větrných elektráren, které jsou na vyšších místech, otáčejí pomaleji?
A S rostoucí nadmořskou výškou má vzduch menší hustotu. B S rostoucí nadmořskou výškou klesá teplota. C S rostoucí nadmořskou výškou se zmenšuje gravitace. D S rostoucí nadmořskou výškou častěji prší.
C.
W
0 v1 v2 v3
0 E
lektr
ický v
ýkon
Rychlost větru
A.
W
0 v2 v3
0 E
lektr
ický v
ýkon
Rychlost větru
v1
D.
W
0 v1 v2 v3
0 E
lektr
ický v
ýkon
Rychlost větru
B.
W
0 v1 v2 v3
0 E
lektr
ický v
ýkon
Rychlost větru
16
Otázka 4: VĚTRNÉ ELEKTRÁRNY
Napiš jednu konkrétní výhodu a jednu konkrétní nevýhodu výroby energie ve větrných elektrárnách ve srovnání s výrobou energie, při které se využívají fosilní paliva jako uhlí a ropa.
Výhoda ....................................................................................................................
................................................................................................................................
Nevýhoda ................................................................................................................
................................................................................................................................
Pro ilustraci uvádím pokyny pro hodnocení (Codebook) otázky 4.
HODNOCENÍ OTÁZKY 4
Úplná odpověď
Kód 2: Je uvedena jedna výhoda a jedna nevýhoda.
Výhody:
Nevypouštějí oxid uhličitý (CO2).
Nespotřebovávají fosilní paliva.
Zdroj větru se nevypotřebuje.
Poté, co se postaví větrný generátor, je již výroba elektrické energie levná.
Není žádný odpad a/nebo se nevypouštějí žádné jedovaté látky.
Využívá přírodní síly neboli je to čistá energie.
Nevýhody:
Není možné vyrábět podle poptávky. (Protože rychlost větru se nedá ovládat.)
Pro větrné elektrárny jsou vhodná jen některá místa.
Příliš silný vítr může větrné elektrárny poškodit.
Jedna větrná elektrárna vyrobí relativně malé množství energie.
Někdy jsou hlučné.
Někdy mohou rušit elektromagnetické vlny (např. televizní vlny).
Někdy umírají ptáci, když narazí do rotorů.
Mění se přirozený vzhled krajiny.
Je drahé je postavit a udržovat.
17
Částečná odpověď
Kód 1: Je správně uvedena buď výhoda, nebo nevýhoda (viz příklady u
úplné odpovědi), ale ne obě.
Nevyhovující odpověď
Kód 0: Není správně uvedena ani výhoda ani nevýhoda.
Dobré pro životní prostředí nebo přírodu. [Tato odpověď je všeobecně platným
tvrzením.]
Špatné pro životní prostředí nebo přírodu.
Postavit větrnou elektrárnu stojí méně peněz než postavit elektrárnu na fosilní
paliva. [Žák ignoruje skutečnost, že k tomu, aby se vyrobilo stejné množství
energie jako v elektrárně na fosilní paliva, je potřeba mnoho větrných
elektráren.]
Kód 9: nezodpovězeno
18
4. Celkové výsledky českých žáků4
4.1 Vývoj výsledků českých žáků v letech 2000 - 2009
Čeští žáci dosáhli v letech 2000, 2003 a 2006 v testu přírodovědné
gramotnosti nadprůměrných výsledků. Statisticky významně lepších výsledků
dosáhlo v roce 2000 pouze sedm zemí a v roce 2003 už jen dvě země. Od roku 2000
do roku 2003 se výsledky našich žáků významně zlepšily. Ke zlepšení došlo
především u dobrých žáků, což mělo za následek zvětšení rozdílu mezi nimi a
slabšími žáky. V roce 2006 bylo statisticky významně lepších devět zemí a zároveň
se Česká republika zařadila mezi země s nadprůměrným rozdílem mezi lepšími a
slabšími žáky.
V roce 2006 byly přírodní vědy hlavní sledovanou oblastí. Byly proto
vytvořeny i dílčí škály pro sledované kompetence a vědomosti, které umožnily
detailnější srovnání výsledků. Porovnáním výsledků na dílčích škálách s celkovým
výsledkem v přírodovědném testu lze u žáků určit, ve kterých dílčích oblastech jsou
více nebo méně úspěšní.
Co se týče kompetencí, byli čeští žáci v roce 2006 více úspěšní na škále
vysvětlování jevů pomocí přírodních věd a méně úspěšní na škále rozpoznávání
přírodovědných otázek. Obdobných výsledků dosáhli i žáci Maďarska, Slovenska,
Estonska, Polska a Litvy. Výsledky českých a slovenských žáků byly navíc výrazně
horší i na škále používání vědeckých důkazů.
V oblasti vědomostí, byly výsledky našich žáků podstatně horší na škále
vědomostí o přírodních vědách (vědecké postupy) v porovnání s výsledky na škále
vědomosti z přírodních věd (znalost obsahu). Šlo o největší rozdíl ze všech zemí
OECD. Druhý a třetí největší rozdíl byl shledán v Maďarsku a na Slovensku.
Maďarsko a Česká republika byly dvě země OECD s nejlepším relativním
výsledkem na vědomostní škále neživé systémy (fyzika, chemie).
4 Zpracováno podle [5]
19
Ve výzkumu PISA 2009 čeští žáci poprvé klesli do oblasti průměru.
Srovnatelných výsledku dosáhli z okolních zemí žáci Maďarska. Statisticky
významně lepších bylo již 19 zemí. Od roku 2006 se výsledek českých žáků
významně zhoršil. Jednalo se o největší propad z 56 zemí, které se obou cyklů
zúčastnily. Ruku v ruce s propadem celkových výsledků se zvětšil (z 15,5 % na
17,3 %) i podíl českých žáků, kteří nedosáhli druhé, základní, úrovně způsobilosti.
Zároveň pokleslo zastoupení českých žáků ve dvou nejvyšších úrovních (z 11,6 % na
8,4 %).
Tabulka 3 je přehledem výsledků našich žáků za roky 2000 – 2009. Hodnoty
průměru ČR a OECD jsou průměry žáky dosažených bodů.
Tabulka 3: Přehled výsledků PISA 2000 – 2009 v oblasti přírodních věd
Rok Průměr
ČR
Průměr
OECD
Počet
zemí
Pořadí
ČR
Počet zemí s
významně
lepším
výsledkem
Počet zemí se
srovnatelným
výsledkem
2000 511 500 32 11 7 7
2003 523 496 41 9 2 10
2006 513 500 57 15 9 10
2009 500 501 65 24 19 12
Následující tabulka 4 uvádí výsledky českých žáků, kteří jsou na konci
základního vzdělání,5 v dosud realizovaných mezinárodních výzkumech
matematického a přírodovědného vzdělávání. Srovnávány jsou pouze země OECD.
V tabulce jsou výsledky ve formátu: Pořadí českých žáků / počet zúčastněných zemí.
Tabulka 4: Umístění ČR v mezinárodních výzkumech (srovnání se zeměmi OECD) pořadí/počet
zúčastněných zemí
TIMSS
1995
TIMSS
1999
PISA
2000
PISA
2003
PISA
2006
TIMSS
2007
PISA
2009
matematika 3/24 10/15 17/27 10/29 11/30 6/12 22/34
přírodní vědy 1/24 6/15 11/27 6/29 10/30 5/12 19/34
5 V TIMSSU se jedná o žáky 8. ročníků, v PISE o patnáctileté žáky.
20
4.2 Výsledky v přírodních vědách v PISE 20096
Průměrná úspěšnost českých žáků v přírodovědných úlohách byla 54,4 %,
přičemž průměr žáků zemí OECD byl 52,9 %. Nejlepších výsledků dosáhli již
tradičně žáci Finska a žáci asijských zemí. Rovněž žáci Kanady, Austrálie a Nového
Zélandu se pravidelně umísťují na předních příčkách. Ještě v roce 2003 s nimi byly
výsledky českých žáků srovnatelné, ale už v roce 2006 se jim výsledky našich žáků
významně vzdálily. Ze sousedních zemí dosáhli v roce 2009 významně lepších
výsledků žáci Německa a Polska. Polští žáci byli přitom ve všech předchozích
šetřeních významně horší než čeští žáci, avšak v roce 2009 se jejich výsledky
výrazně zlepšily. Postupně se od roku 2000 zlepšují i němečtí žáci. V pořadí všech
zemí se před ČR umístily ještě Shangai (1.), Hong Kong (3.), Singapur (4.), čínský
Tchaj-pej (12.), Lichtenštejnsko (14.) a Macao v Číně (18.). Na následující straně
jsou v tabulce 5 uvedeny výsledky zemí OECD z roku 2009. Seřazeny jsou podle
průměrného počtu bodů získaného žáky dané země.
4.2.1 Výsledky chlapců a dívek
Chlapci a dívky dosahují v zemích OECD, pokud jde o přírodní vědy, velmi
podobných výsledků. Rozdíly ve výsledcích jsou všeobecně malé ve srovnání
s rozdíly ve výsledcích z oblastí matematiky a čtenářské gramotnosti. Chlapci
dosáhli v zemích OECD průměrné úspěšnosti 53,4 % a dívky 52,5 %. Rozdíl ve
výsledcích chlapců a dívek byl statisticky nevýznamný i v České republice. (České
dívky měly výsledek nepatrně lepší (54,8 %) než chlapci (54,1 %).) Podobně tomu
bylo i v okolních zemích – Maďarsku, Polsku a na Slovensku. Významně lepšího
výsledku dosáhly dívky ve Finsku a Japonsku. Naproti tomu v Německu dosáhli
významně lepšího výsledku chlapci. Výsledky českých chlapců a dívek
v přírodovědných testech se významně nelišily ani v minulých šetřeních. Mírně
lepších výsledků dosahovali chlapci. Ti se ale od roku 2006 zhoršili více než dívky.
Tento trend potvrzují jak výsledky PISA 2009, tak výzkum TIMSS 2007.
6 Tabulky a grafy byly zpracovány na základě dat zveřejněných mezinárodním centrem PISA a dat
zpracovaných statistiky bývalého Ústavu pro informace ve vzdělávání pod vedením Jana Hučína.
21
Tabulka 5:Průměrné výsledky zemí OECD 2009
Země Průměr Země Průměr
Finsko 554 ▲ USA 502 ●
Japonsko 539 ▲ Česká Republika 500
Korejská republika 538 ▲ Norsko 500 ●
Nový Zéland 532 ▲ Dánsko 499 ●
Kanada 529 ▲ Francie 498 ●
Estonsko 528 ▲ Island 496 ●
Austrálie 527 ▲ Švédsko 495 ●
Nizozemsko 522 ▲ Rakousko 494 ●
Německo 520 ▲ Portugalsko 493 ●
Lichtenštejnsko 520 ▲ Slovensko 490 ▼
Švýcarsko 517 ▲ Itálie 489 ▼
Velká Británie 514 ▲ Španělsko 488 ▼
Slovinsko 512 ▲ Lucembursko 484 ▼
Polsko 508 ▲ Řecko 470 ▼
Irsko 508 ● Turecko 454 ▼
Belgie 507 ● Chile 447 ▼
Maďarsko 503 ● Mexiko 416 ▼
Průměrný výsledek země:
▲ statisticky významně lepší než ČR
● statisticky se významně neliší
▼ statisticky významně horší než ČR
Průměrný výsledek země:
nad průměrem OECD
pod průměrem OECD
22
4.2.2 Výsledky podle typu otázek
V tabulce 6 je uvedeno zastoupení jednotlivých typů otázek (viz kapitola 3.1)
v přírodovědné části testu PISA 2009. Graf 1 zachycuje průměrné úspěšnosti žáků
v otázkách jednotlivého typu. Uvedeny jsou průměrné výsledky zemí OECD a
výsledky tří vybraných zemí. Finsko a Japonsko uvádím jako země s tradičně
nejlepšími výsledky. Německo slouží jako příklad země, s níž jsme měli v minulých
letech srovnatelné výsledky.
Tabulka 6: Zastoupení typů otázek PISA 2009
rok počet
otázek
typ otázky
s výběrem
odpovědi
komplexní
s výběrem
odpovědi
uzavřená
s tvorbou
odpovědi
otevřená
s tvorbou
odpovědi
počet % počet % počet % počet %
2009 53 18 34 17 32 1 2 17 32
Graf 1: Průměrná úspěšnost podle typu otázky
Graf 1: Průměrná úspěšnost podle typu otázky
35
40
45
50
55
60
65
70
75
ČR OECD Finsko Japonsko Německo
%
s výběrem odpovědi
komplexní s
výběrem odpovědi
uzavřená s tvorbou
odpovědi
otevřená s tvorbou
odpovědi
23
Dle očekávání dosáhli čeští žáci nejlepších výsledků v otázkách s výběrem
odpovědi a hned poté v komplexních otázkách s výběrem odpovědi. Otázky
vyžadující tvorbu vlastní odpovědi měly úspěšnost významně menší. Podobné
rozdíly v úspěšnostech podle typů otázek můžeme najít i u žáků v Polsku, Maďarsku
a na Slovensku. Podobný trend můžeme vidět i na výsledcích Finska, Japonska a
Německa, ale rozdíly v úspěšnostech těchto dvou skupin řešených otázek nejsou tak
velké.
Z výzkumu TIMSS 2007 vyplývá, že se čeští žáci často do řešení otevřených úloh
vůbec nepouštějí. Toto potvrzuje i šetření výzkumu PISA 2009. Prvních 16 nejvíce
neřešených otázek bylo s tvorbou odpovědi. Patnáct z nich neřešilo více jak 10 %
českých žáků, devět pak přes 20 % českých žáků. Zatímco v zemích OECD se do
řešení otázek s tvorbou odpovědi v průměru nepustilo 9,9 % žáků, v České republice
tento průměr činí 19,4 % žáků. U otázek s výběrem odpovědi jsou tato procenta žáků,
kteří úlohu neřešili, významně nižší (3,3 % pro české žáky a 2,3 % pro žáky zemí
OECD).
Z devíti otázek, které neřešilo přes pětinu našich žáků, bylo šest zaměřených na
vědecká vysvětlení a tři byly z oblasti živých systémů. Nejčastěji neřešená otázka se
týkala podmínek provádění experimentu. V dalších šlo např. o argumentaci na
základě dat uvedených v tabulce.
24
4.2.3 Výsledky podle sledované kompetence
V tabulce 7 je uvedeno zastoupení jednotlivých otázek podle sledovaných
kompetencí (viz kapitola 2.1.2) v přírodovědné části testu PISA 2009. Graf 2
zachycuje průměrné úspěšnosti žáků v otázkách podle sledovaných kompetencí.
Tabulka 7: Zastoupení otázek podle kompetence
rok počet
otázek
Kompetence
vysvětlování
jevů pomocí
přírodních věd
rozpoznávání
přírodovědných
otázek
používání
vědeckých
důkazů
počet % počet % počet %
2009 53 22 41 13 25 18 34
Graf 2: Průměrná úspěšnost podle sledované kompetence
Graf 2: Průměrná úspěšnost podle sledované kompetence
50
52
54
56
58
60
62
64
66
68
ČR OECD Finsko Německo Polsko Maďarsko
%
vysvětlování jevů pomocí
přírodních věd
rozpoznávání
přírodovědných otázek
používání vědeckých
důkazů
Rozdíl v průměrné úspěšnosti českých žáků v otázkách zaměřených na
vysvětlování jevů pomocí přírodních věd a v otázkách zaměřených na rozpoznávání
přírodovědných otázek je nevýznamný. Za významný lze již považovat rozdíl
25
v průměrné úspěšnosti ve výše uvedených dvou typech otázek a v otázkách
zaměřených na používání vědeckých důkazů, ve kterých si čeští žáci vedli nejhůře.
Zajímavé je, že nejlepšího výsledku dosáhli čeští žáci ve vysvětlování jevů
pomocí přírodních věd, přičemž žáci zemí OECD byli v průměru v tomto typu
otázek naopak nejméně úspěšní. Rozdíl ve prospěch českých žáků je zde významný.
V otázkách se sledovanou kompetencí rozpoznávání přírodovědných otázek dosáhli
čeští žáci výsledků téměř totožných s průměrem všech zemí OECD, nevýznamný je i
rozdíl v průměrné úspěšnosti v otázkách se sledovanou kompetencí používání
vědeckých důkazů.
Maďarští žáci byli podobně jako naši žáci nejúspěšnější ve vysvětlování jevů
pomocí přírodních věd, zatímco polští žáci v používání vědeckých důkazů. V této
kompetenci výrazně vynikají žáci Finska. Rovněž žáci Německa zde byli ze
sledovaných kompetencí nejúspěšnější. Průběh úspěšností podle kompetencí je ve
výsledcích německých žáků přesně opačný než u českých žáků. Stejně je tomu i u
japonských žáků.
Srovnáme-li výsledky českých chlapců a dívek v letech 2006 a 2009, zjistíme,
že v obou letech měly české dívky významně lepší výsledky než chlapci na
kompetenční škále rozpoznávání přírodovědných otázek. V roce 2009 byly výsledky
dívek v průměru o 2,7 % lepší. Naopak čeští chlapci byli lepší než dívky ve
vysvětlování jevů pomocí přírodních věd. V roce 2006 tento rozdíl patřil mezi
zúčastněnými zeměmi k největším. V roce 2009 byli chlapci v této kompetenci lepší
už jen o 1,6 % a rozdíl nebyl významný. Na škále používání vědeckých důkazů se
výsledky českých chlapců a dívek v roce 2006 nelišily, v roce 2009 byly dívky
v průměru o 2,0 % lepší, což je na hranici statistické významnosti. Obdobná situace
je i v průměru žáků zemí OECD, jen v používání vědeckých důkazů byli chlapci
v roce 2009 o něco málo lepší (o 0,9 %).
26
4.2.4 Výsledky podle sledované oblasti
V tabulce 8 je uvedeno zastoupení jednotlivých otázek podle sledovaných
oblastí (podle vyžadovaných vědomostí viz kapitola 2.1.1) v přírodovědné části testu
PISA 2009. Graf 3 zachycuje průměrné úspěšnosti žáku v otázkách podle
sledovaných oblastí.
Tabulka 8: Zastoupení otázek podle oblasti
rok počet
otázek
vědomosti z přírodních věd vědomosti o přírodních
vědách
neživé
systémy
živé
systémy
systémy
Země a
vesmíru
technické
systémy
vědecký
výzkum
vědecká
vysvětlení
počet % počet % počet % počet % počet % počet %
2009 53 6 11 9 17 7 13 4 8 13 25 14 26
Graf 3: Průměrná úspěšnost podle vědomostí z přírodních věd a o přírodních vědách
Graf 3: Průměrná úspěšnost podle vědomostí
z přírodních věd a o přírodních vědách
50
52
54
56
58
60
62
64
66
ČR OECD Finsko Japonsko Německo Polsko Maďarsko
%Z přír. věd
O přír. vědách
Čeští žáci jsou významně úspěšnější v otázkách zaměřených na znalosti
z přírodních věd, tedy znalosti obsahu, než v otázkách o přírodních vědách. Druhé
jmenované jsou otázky metodické, zaměřené např. na vytváření hypotéz, využívání
různých výzkumných metod a interpretace dat. Podobně tomu bylo i v šetření v roce
27
2006. Toto zjištění je vcelku pochopitelné. S úlohami a otázkami tohoto typu se totiž
čeští žáci ve škole ani v učebnicích či sbírkách úloh příliš nesetkávají.
Srovnáme-li výsledky některých dalších zemí, zjistíme, že podobných
výsledků dosahují žáci Maďarska. V Polsku a Finsku je pak rozdíl úspěšnosti mezi
oběma typy otázek nižší. Ještě vyrovnanější výsledek měli žáci v Japonsku a zejména
v Německu, kde je rozdíl již nevýznamný.
Průměrnou úspěšnost podle jednotlivých oblastí pro české žáky a žáky zemí
OECD zachycuje graf 4. Čerchované čáry značí průměr ČR a průměr OECD v celém
přírodovědném testu.
Graf 4: Průměrná úspěšnost podle oblasti
0
10
20
30
40
50
60
70
80
Neživé systémy
Živé systémy Systémy Země a vesmíru
Technické systémy
Vědecký výzkum
Vědecká vysvětlení
%
Graf 4: Průměrná úspěšnost podle oblasti
ČR OECD Průměr ČR Průměr OECD
28
Čeští žáci si nejhůře vedli v otázkách zaměřených na znalosti z oblasti živé
přírody. Výsledky z této oblasti byly dokonce významně horší než v obou oblastech
týkajících se znalostí o přírodních vědách. Podobně tomu bylo z okolních zemí i v
Polsku, Maďarsku, Německu a na Slovensku. Ve Finsku a Japonsku měly otázky
z této oblasti také nejnižší úspěšnost. Naopak nejvyšší úspěšnost měli čeští žáci
v otázkách z oblasti technické systémy. Tyto otázky ale byly pouze čtyři. Poměrně
dobrých výsledků dosáhli i v otázkách z neživé přírody, průměrná úspěšnost zde byla
významně vyšší než v ostatních oblastech s výjimkou technických systémů.
V průměru žáků zemí OECD byl průběh úspěšnosti obdobný.
V roce 2006 měla ČR spolu s Maďarskem nejlepší relativní výsledek ze zemí
OECD v oblasti neživé systémy. V oblasti živé systémy dosáhli tehdy čeští žáci
výsledku lepšího, než byl průměr za celý přírodovědný test a výsledek byl podobný
jako v oblasti systémy Země a vesmíru. Ovšem v obou oblastech z vědomostí o
přírodních vědách měli v roce 2006 čeští žáci výrazně horší relativní výsledek.
Čeští chlapci byli v roce 2009 významně lepší než české dívky v oblasti
neživé systémy (65,1 % oproti 60,3 %). Tato situace panovala již v roce 2006. Tehdy
jsme spolu s Rakouskem, Maďarskem a Slovenskem patřili k zemím s největším
rozdílem ve výsledcích chlapců a dívek. Mírně lepších výsledků (57,4 % oproti
56,4 %) dosáhli čeští chlapci v roce 2009 v oblasti systémy Země a vesmíru. V roce
2006 byl v ČR v této oblasti největší rozdíl ve prospěch chlapců ze všech zemí.
V oblasti živé systémy i technické systémy byly výsledky chlapců a dívek vyrovnané,
a to v obou šetřeních.
29
4.2.5 Výsledky podle situací a kontextu
V tabulkách 9 a 10 jsou uvedena zastoupení jednotlivých otázek podle situací
a kontextu (viz kapitola 2.1.3) v přírodovědné části testu PISA 2009. Graf 5
zachycuje průměrné úspěšnosti českých žáků, žáků zemí OECD a žáků Finska a
Japonska podle situací, na které byly otázky zaměřeny. Průměrné úspěšnosti žáků
Polska, Maďarska i Německa měly obdobný trend jako v případě žáků ČR.
Tabulka 9: Zastoupení otázek podle situace
rok počet
otázek
sociální osobní globální
počet % počet % počet %
2009 53 30 57 12 22 11 21
Tabulka 10: Zastoupení otázek podle kontextu
rok počet
otázek
životní
prostředí zdraví
hranice
vědy a
techniky
rizika přírodní
zdroje jiné
počet % počet % počet % počet % počet % počet %
2009 53 10 19 9 17 12 22 8 15 11 21 3 6
Graf 5: Průměrná úspěšnost podle situace
Graf 5: Průměrná úspěšnost podle situace
45
50
55
60
65
70
ČR OECD Finsko Japonsko
%
osobní
sociální
globální
30
Čeští žáci dosáhli nejlepšího výsledku v otázkách s osobní situací, průměrná
úspěšnost byla významně lepší než ve zbývajících dvou kategoriích i než průměrná
úspěšnost v zemích OECD. Významně lepší než průměr zemí OECD byl i jejich
výsledek v otázkách se sociální situací. Naopak výsledek významně horší než průměr
zemí OECD měli čeští žáci v otázkách s globální situací. V těchto otázkách byli
významně lepší čeští chlapci než české dívky (úspěšnost 48,9 % oproti 46,0 % u
dívek). České dívky byly naproti tomu lepší než čeští chlapci v otázkách s osobní
situací (úspěšnost 62,0 % oproti 59,8% u chlapců, na hranici významnosti). V
otázkách se sociální tématikou byl výsledek českých dívek a chlapců srovnatelný.
Průměrná úspěšnost českých žáků a žáků zemí OECD podle kontextu, do
kterého byly otázky zasazeny, je uvedena v grafu 6.
Graf 6: Průměrná úspěšnost podle kontextu
0
10
20
30
40
50
60
70
životní prostředí
hranice vědy a techniky
rizika zdraví přírodní zdroje
jiné
%
Graf 6: Průměrná úspěšnost podle kontextu
ČR
OECD
V otázkách o životním prostředí dosáhli čeští žáci srovnatelných výsledků
s průměrem zemí OECD. U těchto otázek byl v ČR druhý největší rozdíl ve
výsledcích chlapců a dívek (3,1 % ve prospěch dívek, rozdíl není ale statisticky
významný), narozdíl od průměru zemí OECD kde byly výsledky chlapců a dívek
v otázkách o životním prostředí nejvíce vyrovnané.
31
Výsledky českých žáků u otázek s kontextem hranice vědy a techniky se
rovněž významně neliší od průměru zemí OECD. Srovnatelné jsou výsledky chlapců
a dívek jak v rámci ČR, tak v průměru zemí OECD.
V otázkách na téma rizika dosáhli naši žáci nejlepších výsledků, průměrná
úspěšnost byla významně vyšší jak ve srovnání s ostatními kontexty, tak ve srovnání
s průměrem OECD. U těchto otázek byl největší rozdíl ve výsledcích chlapců a dívek
v průměru zemí OECD (průměr chlapců byl o 2,5 % lepší, nejedná se ale o rozdíl
statisticky významný). U nás jde naopak o otázky, kde se výsledky chlapců a dívek
lišily nejméně (o 0,2 % lepší dívky).
Výsledky českých žáků v otázkách s tématikou zdraví byly srovnatelné
s průměrným výsledkem zemí OECD. V těchto otázkách byly v ČR největší rozdíly
ve výsledcích chlapců a dívek, dívky byly významně lepší (o 4,4 %). V průměru
zemí OECD nebyl tento rozdíl významný (1,5 % ve prospěch dívek).
V otázkách s tématikou přírodních zdrojů dosáhli čeští žáci významně lepších
výsledků, něž byl průměr zemí OECD (o 3,4 %, což je druhý největší rozdíl mezi
výsledky českých žáků a průměrem OECD). Výsledek českých chlapců a dívek byl
srovnatelný.
Otázky s jiným kontextem byly pouze tři a nemá smysl průměrný výsledek blíže
rozebírat.
32
5. Analýza výsledků v konkrétních úlohách7
V následující kapitole se budu podrobně věnovat výsledkům českých žáků
v jednotlivých přírodovědných úlohách. Jejich výsledky porovnám s průměrem zemí
OECD, s výsledky z let 2006 a u několika úloh i s výsledky z let 2003 a 2000. Z
přírodovědných úloh použitých v PISE 2009 bohužel nebyla uvolněna pro veřejnost
ani jedna otázka. Nemohu tedy uveřejnit jejich znění a omezím se na stručný popis
povahy těchto otázek a jejich zařazení podle jejich typu, testované kompetence,
vědomostí, případně oblasti, situace a kontextu.
V první podkapitole se zabývám výsledky všech přírodovědných úloh a otázek
z roku 2009.
V druhé podkapitole je rozebrán vývoj výsledků od roku 2006.
V podkapitole třetí je ukázán vývoj výsledků u úloh, které jsou zařazovány již
od roku 2000.
V podkapitole čtvrté se zaměřuji na otázky s fyzikální tématikou z roku 2009.
V podkapitole páté uvádím vývoj výsledků těchto otázek od roku 2006.
V podkapitole šesté je celkové shrnutí zjištěných poznatků.
5.1 Výsledky všech přírodovědných úloh a otázek PISA 2009
5.1.1 Otázky s nejnižší úspěšností
V nejméně úspěšně řešené otázce z roku 2009 byly žákům předloženy dvě
hypotézy a několik zjištění. Žáci pak měli u jednotlivých zjištění rozhodnout, kterou
ze dvou hypotéz podporují. Naši žáci dosáhli u této otázky průměrné úspěšnosti
pouhých 16,1 %, přičemž o něco lépe si vedli čeští chlapci (17,7 % oproti 14,3 % u
dívek, rozdíl není významný). Tato otázka byla ovšem i celosvětově nejhůře řešenou
otázkou (průměr zemí OECD je 17,7 %).
7 Při zpracování jsem vycházel z dat zveřejněných mezinárodním centrem PISA a dat
zpracovaných statistiky bývalého Ústavu pro informace ve vzdělávání pod vedením Jana Hučína.
33
Druhá nejhůře řešená otázka českých žáků (25,6 %) testovala schopnost žáků
kriticky hledět na výsledky experimentů. Žákům byla předložena tabulka dat a
hypotéza, kterou by měla tato data potvrdit. Žáci pak měli rozhodnout, zda jsou data
dostatečná pro potvrzení hypotézy a svou odpověď zdůvodnit. V této otázce si lépe
vedly české dívky (29,1 % oproti 22,3 %, rozdíl není významný). Průměr zemí
OECD byl v této otázce 29,4 %, rozdíl oproti ČR je významný.
V pěti nejhůře řešených otázkách v ČR byla průměrná úspěšnost pod 30 %.
Čtyři z těchto otázek byly „o“ přírodních vědách, čtyři byly také otevřené s tvorbou
odpovědi. Kromě výše uvedených dvou měli žáci například napsat hlavní myšlenku
popsaného experimentu či na základě textu napsat, na co by se měl soustředit
vědecký výzkum týkající se popsané problematiky. S úlohami tohoto typu se čeští
žáci ve škole příliš nesetkávají.
5.1.2 Otázky s nejvyšší úspěšností
Největší úspěšnost (94,3 %) měli čeští žáci v otázce, v níž měli správně
interpretovat značení používané na propanových lahvích. Tato otázka byla i
celosvětově jedna z nejvíce úspěšných (průměr zemí OECD 89,2 %).
Druhá nejlépe řešená otázka (88,0 %) po žácích chtěla, aby rozhodli o tom,
zda jsou dané zdroje informací vhodné pro zjištění užitečných informací o
předloženém tématu. Průměr zemí OECD byl v této otázce 83,7 %, rozdíl oproti ČR
je významný.
Čeští žáci dosáhli větší úspěšnosti než 75 % u sedmi otázek. Z nich čtyři měly
formu otázek s výběrem odpovědi, dvě byly komplexní s výběrem odpovědi a jedna
otevřená s tvorbou odpovědi. Pět z těchto otázek bylo „z“ přírodních věd a pět se
tematicky zabývalo fyzikou nebo technikou.
34
5.1.3 Otázky řešené nejhůře v porovnání s průměrem zemí OECD
V roce 2009 byly průměrné výsledky českých žáků významně (o více jak
3 %) horší, než je průměr zemí OECD u 11 z 53 přírodovědných otázek. Z těchto 11
otázek osm testovalo vědomosti o přírodních vědách a pět testovalo kompetenci
používání vědeckých důkazů.
Jedinou otázkou, v níž naši žáci dosáhli o více jak 10 % horších výsledků,
byla otázka, kde žáci museli vybrat z tabulky ta data, která podporovala danou
hypotézu a správně s nimi argumentovat. V této otázce naši žáci dosáhli průměrné
úspěšnosti 48,1 %, což bylo o 13,1 % méně, než, průměr zemí OECD.
Jiný náhled do srovnání se zbytkem zemí OECD vnáší takzvané relativní
pořadí. Toto číslo vyjadřuje pořadí ČR v dané otázce podle úspěšnosti v rámci
OECD. Sto procent odpovídá prvnímu místu a nula procent místu poslednímu. Pod
hranicí 25 % se čeští žáci umístili v sedmi otázkách. V těchto sedmi otázkách měli
žáci převážně interpretovat předložená data či výsledky, průběh a jednotlivé detaily
pokusů. Pět z těchto otázek se tématicky zabývalo biologií.
5.1.4 Otázky řešené nejlépe v porovnání s průměrem zemí OECD
Čeští žáci významně (o více jak 3 %) překonali průměr zemí OECD u 21 z 53
otázek. U čtyř otázek byli čeští žáci lepší o více jak 10 % a u jedné dokonce o více
jak 15 %. Z těchto 21 otázek jich 12 testovalo kompetenci vysvětlování jevů pomocí
přírodních věd a pět kompetenci používání vědeckých důkazů. Z hlediska
testovaných vědomostí, bylo 14 z těchto otázek zaměřeno na vědomosti z přírodních
věd a sedm na vědomosti o přírodních vědách. Naši žáci si oproti průměru zemí
OECD nejlépe vedli v otázkách s výběrem odpovědi a v komplexních otázkách
s výběrem odpovědi (19 z 21). Vcelku překvapivě ovšem dvou nejlepších výsledků
oproti průměru OECD dosáhli čeští žáci v otevřených otázkách s tvorbou odpovědi
(o 14,2 % a o 17,5 % lepší výsledek). Nejlepšího výsledku čeští žáci dosáhli u otázky,
v níž měli určit místo, které bude po provedení popsaných terénních úprav nejvíce
rizikové z hlediska náchylnosti ke statickým problémům a přírodním katastrofám.
Druhého nejlepšího výsledku dosáhli u otázky, v níž měli na základě předložených
dat vymyslet hypotézu vysvětlující změnu populace tučňáků v dané lokalitě.
35
V relativním pořadí dosáhli čeští žáci u pěti otázek vyšší hodnoty, než je
75 %. Žáci zde měli převážně vysvětlovat nebo poznat správná vysvětlení různých
jevů, či odhadnout, jak daný jev proběhne. Ve dvou případech museli využít
vlastních praktických znalostí a ve zbylých třech otázkách byly informace potřebné
k jejich vyřešení obsaženy v průvodním textu či tabulkách.
5.1.5 Otázky, ve kterých byli chlapci úspěšnější než dívky
Čeští chlapci byli významně (o více jak 8 %) lepší než dívky ve čtyřech z 53
otázek. V otázce s největším rozdílem (16,9 %) měli žáci určit zdroje CO2. V otázce
s druhým největším rozdílem (11,7 %) měli žáci určit, odkud pochází uhlík při hoření
dvou různých paliv.
Ze čtyř otázek s významným rozdílem tři testovaly kompetenci vysvětlování
jevů pomocí přírodních věd. Pokud jde o testované vědomosti, tři byly zaměřeny na
vědomosti z přírodních věd.
5.1.6 Otázky, ve kterých byly dívky úspěšnější než chlapci
České dívky byly významně (o více jak 8 %) lepší než chlapci v jedné z 53
otázek. V této otázce (rozdíl ve prospěch dívek 9,0 %) měli žáci určit, na které z
uvedených otázek lze odpovědět na základě vědeckých pokusů. Druhý nejvyšší
rozdíl (7,8 %) byl v otázce, v níž měli žáci vybrat data, která podporují danou
hypotézu.
Narozdíl od chlapců převažovaly v dívkami lépe řešených otázkách ty, které
testovaly vědomosti o přírodních vědách.
5.2 Rozdíly ve výsledcích českých žáků mezi PISA 2006 a PISA 2009
5.2.1 Změny ve výsledcích všech žáků
Od roku 2006 se výsledky českých žáků významně (o více jak 5 %) zlepšily jen u
dvou z 53 otázek. K největšímu zlepšení (o 9,4 %) došlo u otázky, v níž měli žáci
vytvořit možnou hypotézu vysvětlující pokles jedné ostrovní populace tučňáků na
36
základě předložených údajů. Druhé největší zlepšení (o 5,3 %) zaznamenali čeští žáci
u otázky, v níž měli odhadnout, zda jsou předložené hypotézy o způsobech šíření
ovsa možné.
Výsledky českých žáků se významně (o více než 5 %) zhoršily při řešení
sedmi z 53 otázek. Z těchto sedmi otázek čtyři testovaly kompetenci vysvětlování
jevů pomocí přírodních věd. Ve většině z těchto otázek nebyly žákům v průvodním
textu dány potřebné informace a žáci pro řešení museli využít vlastních znalostí
z přírodních věd. Největší pokles výsledků (9,1 %) byl u otázky, v níž měli žáci určit
zdroje CO2 (šlo o stejnou otázku, ve které byl v roce 2009 největší rozdíl ve
výsledcích českých chlapců a dívek). Druhý největší pokles (8,4 %) pak byl u otázky,
v níž byl žákům popsán experiment a obzvláště bylo poukázáno na jeden jeho detail
(podmínku experimentu). Žáci pak měly rozhodnout u třech předložených výroků,
zda vyjadřují skutečný důvod, proč byla nastavena již zmíněná podmínka, za níž
experiment probíhal.
5.2.2 Změny ve výsledcích chlapců
Čeští chlapci se zlepšili o více jak 5 % ve třech otázkách z 53. Z těchto tří
otázek dvě testovaly kompetenci vysvětlování jevů pomocí přírodních věd a jedna
používání vědeckých důkazů. Otázky zaměřené na rozpoznávání přírodovědných
otázek nebyly v otázkách s kladnou změnou oproti roku 2006 výrazně zastoupeny.
Z hlediska typu otázek zde byly nejvíce zastoupeny otázky s výběrem odpovědi či
komplexní s výběrem odpovědi. K největšímu (10,0 %) a druhému největšímu
(8,1 %) zlepšení došlo u stejných otázek jako ve statistice všech českých žáků
(podkapitola 5.2.1).
O více jak 5 % se zhoršily výsledky českých chlapců při řešení devíti z 53
otázek. Z toho u jedné z nich překonal pokles dokonce hranici 10 %. Z těchto devíti
otázek šest testovalo kompetenci vysvětlování jevů pomocí přírodních věd.
K největšímu poklesu došlo u stejné otázky jako u statistiky všech českých žáků, ale
pokles byl o 12,0 %.
37
5.2.3 Změny ve výsledcích dívek
České dívky se zlepšily o více jak 5 % v pěti otázkách z 53. Z těchto pěti
otázek dvě testovaly kompetenci vysvětlování jevů pomocí přírodních věd, dvě
kompetenci používání vědeckých důkazů a jedna byla zaměřena na rozpoznávání
přírodovědných otázek. K největšímu zlepšení (8,7 %) došlo u stejné otázky jako ve
statistice všech českých žáků (tvorba možné hypotézy). Druhé největší zlepšení
(7,0 %) bylo zaznamenáno u otázky, v níž měli žáci vyvozovat závěry z výsledků
experimentu.
O více jak 5 % se zhoršily výsledky českých dívek při řešení šesti z 53 otázek
a u jedné z nich pokles překonal dokonce hranici 10 %. Z těchto šesti otázek tři
testovaly kompetenci vysvětlování jevů pomocí přírodních věd. K největšímu poklesu
(13,7 %) došlo u otázky, v níž měli žáci rozhodnout o důvodech volby jednotlivých
podmínek experimentu. Druhý největší pokles (8,4 %) pak byl u otázky, v níž měli
žáci vybrat, jakou výhodu přináší rostlině jedna její vlastnost.
5.3 Výsledky úloh prolínajících se roky 2000 až 2009
Ze všech zpracovaných úloh byly tři součástí testů výzkumu PISA v letech
2000, 2003, 2006 i 2009. Tyto tři úlohy tvoří celkem pět otázek. V grafech 7 a 8 je
vidět vývoj výsledků u těchto otázek. Za významnou změnu se v průběhu let
považuje změna přesahující 5 %. Z toho důvodu jsou v grafech rozmístěny vedlejší
osy s rozestupy 5 %.
Z těchto pěti otázek spadají čtyři do oblasti fyziky. Jejich statistika tedy bude
uvedena pouze zde a nebude jim dále věnována samostatná podkapitola.
38
Graf 7: Vývoj výsledků u prolínajících se úloh pro ČR
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
2000 / ČR 2003 / ČR 2006 / ČR 2009 / ČR
Prů
mě
rná
ús
pě
šn
os
t žá
ků
[%
]Graf 7: Vývoj výsledků u prolínajících se úloh pro ČR
Úloha -1 otázka -1 Úloha -1 otázka -2 Úloha -2 otázka -1
Úloha -3 otázka -1 Úloha -3 otázka -2
Graf 8: Vývoj výsledků u prolínajících se úloh pro ČR
Graf 8: Vývoj výsledků u prolínajících se úloh pro země OECD
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
2000 / OECD 2003 / OECD 2006 / OECD 2009 / OECD
Prů
mě
rná
ús
pě
šn
os
t žá
ků
[%
]
Úloha -1 otázka -1 Úloha -1 otázka -2 Úloha -2 otázka -1
Úloha -3 otázka -1 Úloha -3 otázka -2
39
Z grafu 8 je patrné, že průměr zemí OECD v roce 2009 se při srovnání s rokem
2000 u žádné z otázek významně nezměnil a významné nejsou ani změny mezi
jednotlivými po sobě následujícími šetřeními. V případě ČR ovšem můžeme z grafu
7 vyčíst významný pokles průměrné úspěšnosti mezi rokem 2000 a 2009 u obou
otázek třetí úlohy. U první otázky úspěšnost klesá od roku 2003. V této otázce museli
žáci odvodit důsledky popsaného ekologicky významného děje. U druhé otázky
došlo k významnému poklesu od roku 2000 do roku 2006. V této otázce byl žákům
předložen popis skutečné události a její důsledek. Žáci pak měli uvést důvody, proč
k tomuto důsledku došlo.
5.4 Výsledky vybraných fyzikálních otázek PISA 2009
Výše uvedené výsledky se vztahovaly ke všem přírodovědným otázkám testu
PISA. V této podkapitole se zaměřím na výsledky v otázkách s fyzikální tématikou.
Úlohy testu PISA nejsou striktně rozděleny po oborech (u otázek není uvedeno, že se
zabývají fyzikou, biologií atd.). V rámci jedné úlohy se mohou některé otázky
zabývat fyzikou, jiné biologií či chemií a některé otázky bychom mohli zařadit do
učiva několika různých oborů. Pro další analýzu jsem vybral 25 otázek, které podle
mého názoru spadají do učiva fyziky nebo se fyzikálních témat nějak dotýkají.
5.4.1 Otázky s nejnižší úspěšností
V nejméně úspěšně řešené fyzikální otázce z roku 2009 (úspěšnost 27,6 %)
byl žákům předložen úryvek novinového článku. Žáci pak měli na základě takto
podaných informací napsat, čím by se měl zabývat další výzkum v popisovaném
odvětví a jaké problémy by měl vyřešit. Průměrný výsledek zemí OECD byl u této
otázky o něco nižší (25,3 %) než náš, ale tento rozdíl je statisticky nevýznamný.
Výsledek chlapců a dívek byl v ČR i průměru OECD srovnatelný. U českých dívek
šlo o nejhůře řešenou fyzikální otázku.
Ve druhé nejhůře řešené fyzikální otázce (úspěšnost 29,3 %) byl žákům dán
text popisující průběh experimentu. Žáci měli identifikovat a napsat hlavní myšlenku
tohoto pokusu. V zemích OECD byla průměrná úspěšnost u této otázky významně
nižší - 25,3 %. České dívky si vedly lépe než čeští chlapci (33,3 % oproti 25,6 % u
40
chlapců, rozdíl na hranici statistické významnosti). Čeští chlapci v této úloze dosáhli
ze všech fyzikálních otázek nejhoršího výsledku.
Otázka s třetím nejhorším výsledkem (úspěšnost 32,9 %) byla
zaměřena na práci s grafem. Žáci měli na základě dat vyčtených z grafu vysvětlit
uvedený fakt. V zemích OECD byla průměrná úspěšnost u této otázky významně
vyšší - 40,3 %. České dívky dosáhly lepších výsledků než čeští chlapci (35,4 %
oproti 30,6 % u chlapců), ovšem rozdíl je pod hranicí statistické významnosti.
Čeští žáci dosáhli u všech fyzikálních otázek průměrnou úspěšnost vyšší, než
25 %. V 10 z 25 otázek byla ovšem průměrná úspěšnost mezi 25 % a 50 %. Z nich
sedm mělo formu otázek s tvorbou odpovědi.
5.4.2 Otázky s nejvyšší úspěšností
Největší úspěšnost (87,2 %) měli čeští žáci v otázce, v níž měli vybrat
materiál, který se nejrychleji ohřeje. Tato otázka byla i celosvětově nejvíce úspěšnou
otázkou s tématikou fyziky (průměr zemí OECD 88,5 %). V otázce si vedly lépe
české dívky (89,0 % oproti 85,5 % u chlapců, rozdíl není významný), podobný rozdíl
byl i v průměru zemí OECD.
Druhá nejlépe řešená otázka (80,8 %) po žácích vyžadovala práci s grafem a
výběr nejvíce pravděpodobné hypotézy. V této otázce čeští žáci významně překonali
průměr zemí OECD (75,9 %). Výsledek českých dívek a chlapců byl srovnatelný.
Čeští žáci dosáhli průměrné úspěšnosti vyšší než 75 % u čtyř otázek. Z nich
tři měly formu otázek s výběrem odpovědi a jedna byla komplexní otázkou s výběrem
odpovědi. Tři z těchto otázek testovaly vědomosti z přírodních věd.
5.4.3 Otázky řešené nejhůře v porovnání s průměrem zemí OECD
V roce 2009 byly průměrné výsledky českých žáků významně horší (o více
jak 3 %), než je průměr zemí OECD u sedmi z 25 fyzikálně zaměřených otázek.
Z toho u pěti z nich byly výsledky horší o více jak 5 %. Z těchto pěti otázek čtyři
testují kompetenci používání vědeckých důkazů a jedna testuje vysvětlování jevů
pomocí přírodních věd.
41
Jedinou otázkou, kde naši žáci dosáhli o více jak 10 % horšího výsledku, byla
otázka, v níž museli vybrat z tabulky ta data, která podporovala danou hypotézu a
správně s nimi argumentovat. V této otázce naši žáci dosáhli průměrné úspěšnosti
48,1 %, což je o 13,1 % méně, než průměr zemí OECD. Tato otázka byla zároveň
nejhorší v porovnání s průměrem zemí OECD ze všech přírodovědných otázek testu
PISA 2009.
5.4.4 Otázky řešené nejlépe v porovnání s průměrem zemí OECD
Čeští žáci překonali průměr zemí OECD o více jak 3 % u devíti z 25 otázek,
přičemž u pěti z nich jej překonali o více jak 5 %. Dva největší rozdíly činily 17,5 %
a 12,9 %. Z těchto pěti otázek dvě testovaly kompetenci vysvětlování jevů pomocí
přírodních věd a tři kompetenci používání vědeckých důkazů. Z hlediska testovaných
vědomostí byly čtyři z těchto pěti otázek zaměřeny na vědomosti z přírodních věd.
Naši žáci si oproti průměru zemí OECD nejlépe vedli v otázkách s výběrem
odpovědi a v komplexních otázkách s výběrem odpovědi. Nejlepšího výsledku oproti
průměru OECD dosáhli čeští žáci v otevřené otázce s tvorbou odpovědi (o 17,5 %
lepší výsledek). Šlo o otázku, v níž měli žáci určit místo, které bude po provedení
popsaných terénních úprav nejvíce rizikové z hlediska náchylnosti ke statickým
problémům a přírodním katastrofám. Druhý největší rozdíl (12,9 %) ve prospěch
našich žáků byl v otázce, ve které měli žáci na základě předložených dat rozhodnout,
kterým směrem se bude šířit oheň ve volné krajině.
5.4.5 Otázky, ve kterých byli chlapci úspěšnější než dívky
Čeští chlapci byli významně (o více než 8 %) lepší než dívky ve dvou z 25
fyzikálních otázek. V otázce s největším rozdílem ve prospěch chlapců (11,7 %) měli
žáci určit, odkud pochází uhlík při hoření dvou různých paliv (šlo zároveň o otázku
s druhým největším rozdílem ze všech přírodovědných otázek).
V otázkách, které řešili chlapci lépe (ať už šlo o významný či nevýznamný
rozdíl), převažovaly otázky testující kompetenci vysvětlování jevů pomocí přírodních
věd. Pokud jde o testované vědomosti, pak byly nejvíce zastoupeny otázky zaměřené
na vědomosti z přírodních věd.
42
5.4.6 Otázky, ve kterých byly dívky úspěšnější než chlapci
České dívky byly významně (o více než 8 %) lepší než chlapci v jedné z 25
otázek. V této otázce (s rozdílem ve prospěch českých dívek 9,0 %) měli žáci určit,
na které z uvedených otázek lze odpovědět na základě vědeckých pokusů (totožná
otázka jako ve statistice ze všech přírodovědných otázek). Druhý nejvyšší rozdíl
(7,8 % a tedy těsně pod hranicí významnosti) byl v otázce, v níž měli žáci vybrat
data, která podporují danou hypotézu (opět shodná s celkovou statistikou).
V otázkách, v nichž byly dívky lepší (ač nešlo o statisticky významný rozdíl),
převažovaly otázky testující kompetenci rozpoznání přírodovědných otázek. Naopak
nejméně byly zastoupeny otázky testující kompetenci vysvětlování jevů pomocí
přírodních věd. Narozdíl od chlapců převažovaly v dívkami lépe řešených otázkách
úlohy testující vědomosti o přírodních vědách.
5.5 Rozdíly ve výsledcích českých žáků mezi PISA 2006 a PISA 2009
u otázek s fyzikální tématikou
5.5.1 Změny ve výsledcích všech žáků
Od roku 2006 se výsledky českých žáků o více jak 5 % (statisticky významný
rozdíl) nezlepšily u žádné z 25 otázek. V otázkách, v nichž bylo alespoň statisticky
nevýznamné zlepšení, převažovaly otázky testující kompetenci používání vědeckých
důkazů. Z hlediska typu otázek byly nejméně zastoupeny otázky s tvorbou odpovědi.
K největšímu zlepšení (3,6 %) došlo u otázky, v níž měli žáci roztřídit příklady
opatření zmírňujících škody způsobené přírodními katastrofami podle toho, zda šlo o
preventivní opatření či nápravu škod a podobně.
O více jak 5 % se zhoršily výsledky českých žáků při řešení tří z 25 otázek.
V otázkách, v nichž došlo k významnému či nevýznamnému poklesu, převažovaly ty,
které testovaly kompetenci vysvětlování jevů pomocí přírodních věd. Největší pokles
výsledků (7,8 %) byl u otázky, v níž měli žáci určit, na které z uvedených otázek lze
odpovědět na základě vědeckých pokusů (šlo o stejnou fyzikální otázku, ve které
byly v roce 2009 nejvíce úspěšné české dívky v porovnání s českými chlapci).
43
5.5.2 Změny ve výsledcích chlapců
Čeští chlapci se zlepšili o více jak 5 % v jedné z 25 otázek. V otázkách, ve
kterých došlo alespoň ke statisticky nevýznamnému zlepšení, převažovaly otázky
testující kompetenci používání vědeckých důkazů. Nejméně byly zastoupeny otázky
testující vědomosti o přírodních vědách. Z hlediska typu otázek byly nejméně
zastoupeny komplexní otázky s výběrem odpovědi. K největšímu zlepšení (5,1 %)
došlo u stejné otázky jako ve statistice fyzikálních otázek všech českých žáků
(roztřídění různých opatření).
Významně (o více jak 5 %) se zhoršily výsledky českých chlapců při řešení
šesti z 25 otázek. Z těchto šesti otázek čtyři testovaly kompetenci vysvětlování jevů
pomocí přírodních věd a dvě kompetenci rozpoznávání přírodovědných otázek.
K největšímu poklesu (o 9,9 %) došlo u stejné otázky jako u statistiky fyzikálních
otázek všech českých žáků.
5.5.3 Změny ve výsledcích dívek
České dívky se zlepšily o více jak 5 % ve dvou otázkách z 25. V otázkách,
v nichž bylo zlepšení alespoň statisticky nevýznamné, převažovaly otázky s výběrem
odpovědi. K největšímu zlepšení (5,4 %) došlo u otázky, v níž měli čeští žáci určit
místo, které bude po provedení popsaných terénních úprav nejvíce rizikové
z hlediska náchylnosti ke statickým problémům a přírodním katastrofám (šlo o
otázku, v níž byli čeští žáci v roce 2009 nejvíce úspěšní v porovnání s průměrem
zemí OECD).
O více jak 5 % se zhoršily výsledky českých dívek při řešení tří z 25
fyzikálních otázek. Při rozšíření sledovaného souboru i o otázky, u nichž byla změna
statisticky nevýznamná, je patrné, že nejvíce byly zastoupeny otázky testující
kompetenci vysvětlování jevů pomocí přírodních věd. Z hlediska testovaných znalostí
bylo nejvíce otázek zaměřeno na vědomosti z přírodních věd. K největšímu poklesu
(7,1 %) došlo u otázky týkající se důsledků tání polárního ledu.
44
5.6 Shrnutí hlavních zjištění
Od roku 2006 došlo u českých žáku k významnému zhoršení při řešení sedmi
z 53 přírodovědných otázek, z nichž tři se tematicky dotýkají fyziky. K významnému
zlepšení ovšem došlo jen u dvou otázek, z nichž do učiva fyziky nespadala žádná.
Dále se z roku 2006 zachoval trend horších výsledků u otázek zaměřených na
vědomosti o přírodních vědách v porovnání s výsledky v otázkách zaměřených na
vědomosti z přírodních věd.
Co se týče typů otázek, jsou výsledky českých žáků významně horší u otázek
vyžadující tvorbu vlastní odpovědi. Jde však o celosvětový trend. U českých žáků jde
navíc o nejvíce neřešené otázky. Zda jde ze strany žáků o taktické rozhodnutí
z důvodu nedostatku času nebo o neschopnost či nechuť úlohu řešit, není možno bez
dalšího výzkumu jednoznačně určit.
Čeští chlapci vynikali oproti dívkám převážně v úlohách testujících
kompetenci vysvětlování jevů pomocí přírodních věd nebo vědomosti z přírodních
věd. Dívky byly naopak lepší v otázkách testujících vědomosti o přírodních vědách.
45
6. Autorské úlohy
Úlohy výzkumu PISA mají netradiční charakter. Od formy, jakou musejí žáci
odpovídat, po obsah toho, co testují. Tedy nejen znalosti z přírodních věd, s čímž se
žáci běžně setkávají, ale i různé dovednosti, schopnost analyticky přemýšlet, vytvářet
vlastní hypotézy a využívat data ve všech jejich formách (práce s grafy, tabulkami,
texty). Tyto úlohy by podle mého názoru neměly nahradit úlohy, které jsou běžně
používány ve výuce přírodních věd. Mohou být vyžity pro obohacení výuky a
pomoci žákům rozvíjet výše zmíněné dovednosti. Tím, že často integrují poznatky
z více oborů, jsou vhodné zejména do různých přírodovědných seminářů. Přínosná je
i jejich orientace na metody vědecké práce.
Přírodovědné úlohy výzkumy PISA jsou bohužel většinou utajeny (v roce
2009 nebyla veřejnosti zpřístupněna žádná z nich), aby mohly být použity i
v budoucích cyklech výzkumu. V době, kdy byla psána tato bakalářská práce,
vznikala publikace [5] určená zejména pro učitele přírodovědných předmětů v ČR.
Jejím cílem je poskytnout učitelům sbírku úloh typu PISA, které mohou použít ve
výuce nebo se jimi jen inspirovat. Součástí této bakalářské práce byla i tvorba třech
úloh typu PISA pro výše zmíněnou publikaci.
První úloha, nazvaná Mars, se zabývá plánovaným pilotovaným letem (s
posádkou) na Mars. Otázky se zabývají diskutovanými technologiemi, fyzikou
spjatou s takovým letem a několik otázek se zabývá vlivem pobytu ve vesmíru na
lidskou biologii. Většina otázek má formu otevřených otázek s tvorbou odpovědi.
Druhá úloha, nazvaná Zemětřesení, se zabývá seismikou a především tím, jak
je zemětřesení zaznamenáno a na jakých principech funguje varovný systém
seismických stanic. Tato úloha je považována za poměrně těžkou. Po žácích není
požadována vlastní znalost z oblasti seismologie, potřebné znalosti jsou jim dány
v doprovodném textu. Čtení tohoto textu ovšem, naprosto záměrně, není jednoduché,
neboť jde o hutnější vědecký text. Žáci musí text přečíst, pochopit a získané
poznatky pak použít pro řešení jednotlivých otázek. Dále musí žáci hodně pracovat
s grafy.
46
Třetí úloha, nazvaná 3D obraz, se zabývá prostorovým vnímáním. Tedy tím,
jakým způsobem vzniká, jaké jsou metody pro vytváření 3D fotografií či filmů, jaký
vliv mhou mít na prostorové vnímání zrakové vady a jaký vliv může mít pozorování
3D obrazu na člověka.
Vytvořené úlohy byly pilotovány na Gymnáziu Českolipská u žáků prvního
ročníku čtyřletého středoškolského studia. Po pilotáži byly vyhodnoceny odpovědi
žáků a některé otázky byly upraveny tak, aby byly jednoznačnější a nevyžadovaly
znalosti, které nejsou součástí základního vzdělávání a patnáctiletí žáci je tedy
nemusí umět. Úloha Zemětřesení byla dále ještě upravena po konzultaci s pracovníky
katedry geofyziky na MFF UK, a byla proto pilotována znovu, tentokrát žáky
prvního ročníku čtyřletého studia Gymnázia Špitálská.
Otázky s biologickou tematikou v úlohách Mars a 3D obraz vytvořila doc.
RNDr. Věra Čížková, CSc. z Přírodovědecké fakulty UK.
Na následujících stránkách je znění těchto úloh spolu s jejich řešením.
47
6.1 Mars
Text 1: Mars
Pilotovaný let na Mars byl
předmětem mnoha vědecko-fantastických
povídek, ale i různých vědeckých návrhů 20.
a 21. století. Tento sen se možná stane již za
našeho života realitou.
14. ledna 2004 oznámil prezident
USA G. W. Bush plány na postavení
Měsíční základny a následného
pilotovaného letu na Mars. Od té doby byl
start tohoto letu z různých, ale především
z finančních, důvodů posunut na polovinu třicátých let 21. století. Rozjíždí se nový
vesmírný závod. Jeho cílem je Mars a jeho závodníky jsou Rusko, USA a Čína.
Otázka 1: Mars
Mars Venuše Merkur Jupiter
Střední
vzdálenost od
Slunce
1,524 AU 0,723 AU 0,387 AU 5,203 AU
Hmotnost 0,107 Zemí 0,815 Zemí 0,055 Zemí 318 Zemí
Průměrná
hustota 3940 kg/m
3 5240 kg/m
3 5430 kg/m
3 1330 kg/m
3
Gravitační
zrychlení při
povrchu
3,7 m/s2 8,9 m/s
2 3,7 m/s
2 23,1 m/s
2
Doba oběhu
kolem Slunce 686,9 dnů 224,7 dnů 87,9 dnů 4332,6 dnů
Doba rotace
kolem své osy 24h 37 min 243 dnů 58 dnů 15 h 9h 55 min
Průměrný tlak
na povrchu 636 Pa 93 MPa ~0 kPa 20-200 kPa
Průměrná
teplota na
povrchu
- 63 °C 462 °C 67 °C - 108 °C
Poznámka: 1 AU (astronomická jednotka) odpovídá střední vzdálenosti Země od Slunce.
Mars je nejvíce uvažovaným místem pro první trvalé osídlení sluneční
soustavy vyjma Měsíce. Uveďte alespoň tři důvody, proč tomu tak je. Můžete využít
výše uvedenou tabulku s některými charakteristikami planet.
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
Obrázek převzat z:
http://spaceflight.nasa.gov/gallery/images/
mars/marsvehicles/html/s95_01407.html
48
Text 2: Mars
11. Října 2010 prezident Barack Obama definitivně zrušil program
„Constellation“, jehož cílem byly pilotované lety na Měsíc, vybudování lunární
základny a její využití pro starty na Mars. Všechny další plánované lety NASA na
Mars tedy budou startovány ze Země.
Otázka 2: Mars
Uveďte alespoň jednu výhodu a jednu nevýhodu startů vesmírných lodí z Měsíce.
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
Text 3: Mars
Jednou ze zásadních otázek cesty na Mars je potřebná energie. Jaká by byla
běžná denní spotřeba energie lodi při cestě na Mars, nevíme. Velký vliv na ni bude
mít už samotná velikost posádky. Zachoval-li by se dosavadní předpokládaný počet
šesti kosmonautů, mohla by mít loď spotřebu srovnatelnou nebo i vyšší než je
spotřeba stanice ISS. Ta je aktuálně jediným stále operujícím zařízením umožňujícím
dlouhodobý pobyt člověka ve vesmíru. Napájena je 8 solárními panely o rozměrech
35 m na 12 m, z nichž každý se skládá z 82 řad po 400 článcích. Každá
řada poskytuje průměrný výkon 134 W. Nemalá část tohoto výkonu jde právě na
zajištění všeho potřebného pro přežití šestičlenné posádky stanice. V říjnu 2009
odsouhlasil ruský president Dimitrij Medveděv vývoj vesmírné lodi napájené
jaderným reaktorem s výkonem v řádu megawattů. Tento plán bude stát kolem 400
milionů euro.
Otázka 3: Mars
Rozhodněte, zda následující argumenty pro upřednostnění jaderného reaktoru jsou
pravdivé.
Dostatečné množství solárních panelů by bylo příliš rozměrné. ANO / NE
Solární panely by tak daleko od Slunce vůbec nefungovaly. ANO / NE
Není možné vyrobit dostatečné množství solárních panelů. ANO / NE
Jaderný reaktor by vyrobil mnohonásobně více energie, aniž by byl
příliš velký.
ANO / NE
Otázka 4: Mars
Odhadněte, jakou plochu by zabíraly solární panely s parametry uvedenými v textu,
které by nahradily jaderný reaktor o výkonu 1 MW.
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
49
Text 4: Mars
Beztížný stav způsobuje krátkodobé i dlouhodobé fyziologické změny v
živých organismech. Cestování ve stavu beztíže proto s sebou přináší mnoho
škodlivých vlivů na tělo. Mezi nejrizikovější patří úbytek kostní hmoty, svalová
ochablost (atrofie) a srdeční obtíže. Lidé ve vesmíru ztratí za měsíc přibližně tolik
vápníku jako žena v přechodu (menopauze) za rok.
Otázka 5: Mars
Astronauté po návratu z vesmíru mají tělesnou hmotnost obvykle:
A Stejnou jako před expedicí.
B Vyšší než před expedicí.
C Nižší než před expedicí.
Otázka 6: Mars
Jeden z důsledků beztížného stavu je silné zarudnutí a opuchnutí obličeje.
Porucha jaké tělní soustavy a jakého orgánu, je toho příčinou?
tělní soustava: ......................................... orgán: ..............................................
Otázka 7: Mars
Která tvrzení o lidském organismu v beztížném stavu jsou pravdivá?
V beztížném stavu se krev astronautům nahrne do horní poloviny
těla. ANO / NE
V beztížném stavu prochází potrava střevem rychleji, takže
astronauti prakticky netrpí zácpou. ANO / NE
V beztížném stavu se nedoporučuje astronautům nadměrná fyzická
činnost a cvičení. ANO / NE
Otázka 8: Mars
Člověk má v rovnovážně-polohovém orgánu ve vnitřním uchu pohyblivé ušní
kaménky (otolity), které na Zemi tlačí na smyslové buňky, a tím udávají směr, který
člověk vnímá jako svisle dolů. Proč ve stavu beztíže tento orgán nefunguje správně a
naopak svou špatnou funkcí způsobuje nevolnost a zvracení - mořskou nemoc?
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
50
Správné odpovědi:
Odpověď 1: Mars
Úplná odpověď: Úplná odpověď by měla obsahovat alespoň 3 z níže uvedených
důvodů.:
o Blízkost Marsu nebo krátká dobu letu.
o Je na něm přítomna voda.
o Planeta podobná Zemi – kamenná (hustota); gravitace 0,38 g, což není
ideální, ale lepší než jinde ve sluneční soustavě; teploty srovnatelné
s pozemskými (extrémně chladné, ale stále nejblíže Zemi z celé sluneční
soustavy); atmosférický tlak v přijatelných hodnotách; roční období podobná
pozemským; ...
o Má atmosféru, která poskytuje alespoň nějakou ochranu před kosmickým
zářením.
Částečná odpověď: Obsahuje pouze 2 uvedené důvody.
Nevyhovující odpověď: Méně než dva správné důvody. Nespecifické odkazy na
podobnost Marsu a Země.
Odpověď 2: Mars
Úplná odpověď: Obsahuje alespoň jednu z následujících výhod a současně alespoň
jednu z nevýhod.
Výhody:
Start by vyžadoval mnohem méně paliva díky:
o nižší gravitaci;
o nulovému odporu vzduchu
Nevýhody:
o Velká finanční a technologická náročnost:
o Musela by se postavit nákladná základna na Měsíci.
o Pro snížení nákladů by se musely komponenty stavět přímo na Měsíci,
k čemuž by tam bylo zapotřebí těžit suroviny a postavit továrny.
Částečná odpověď: Uvedena buď jen správná výhoda nebo jen správná nevýhoda
viz výše.
Nevyhovující odpověď: Neobsahuje ani jednu správnou výhodu či nevýhodu.
Odpověď 3: Mars
Úplná odpověď: Správné odpovědi jsou popořadě od shora dolů ANO, NE, NE,
ANO. Za úplnou odpověď považujeme 4 správné odpovědi
Částečná odpověď: Jedna až dvě z otázek zodpovězeny špatně.
51
Nevyhovující odpověď: Tři a více špatných odpovědí.
Odpověď 4: Mars
Úplná odpověď: 38 000 m2 = 3,8 ha s tolerancí 0,5 ha.
Částečná odpověď: Odpověď je mimo toleranci, ale shoduje se v řádu např. 2 ha.
Nevyhovující odpověď: Odhad se neshoduje ani v řádu.
Odpověď 5: Mars
Úplná odpověď: C
Odpověď 6: Mars
Úplná odpověď: Příčinnou je porucha činnosti cévní soustavy a práce srdce.
Částečná odpověď: Žák napíše pouze cévní soustava nebo pouze srdce.
Odpověď 7: Mars
Úplná odpověď: ANO; NE; NE
Odpověď 8: Mars
Úplná odpověď V beztížném stavu se otolity pohybují volně všemi směry a dráždí
smyslové buňky náhodně, což má za následek nevolnost a zvracení - mořskou
nemoc.
52
6.2 Zemětřesení a seismické vlny
Text 1: Zemětřesení
Při zemětřesení se uvolňuje
energie, která se šíří Zeměkoulí
v podobě seismických vln. Seismické
vlny, které se šíří vnitřkem
Zeměkoule, nazýváme vlny
prostorové. Prostorové vlny jsou vlny
podélné i příčné. Příčné vlny se šíří
zhruba 1,3-krát rychleji než vlny
podélné, a proto se označují jako
vlny primární (P vlny). Pomalejší, podélné vlny, nazýváme vlny sekundární (S vlny).
Skládáním prostorových vln u zemského povrchu vznikají vlny povrchové, které se
šíří pouze povrchem Zeměkoule a jsou o něco pomalejší než S vlny. Místo vzniku
zemětřesení se nazývá hypocentrum (ohnisko). Je-li pod zemí, definujeme ještě
epicentrum, což je místo na povrchu Země, které se nachází svisle nad ohniskem.
V blízkosti ohniska zemětřesení mají největší ničivé účinky prostorové S vlny, ve
vzdálenějších oblastech vlny povrchové.
Otázka 1: Zemětřesení
Seismické vlny se zaznamenávají v seismických stanicích. Síť seismických
stanic slouží k tomu, aby se dobře určila velikost a poloha každého zemětřesení.
Některé sítě mají zvláštní poslání, slouží jako součást systému, který umožňuje
varovat před přicházejícím zemětřesením. S využitím výše popsaných vlastností P
vln, S vln a vln povrchových, vysvětli, jak je to možné.
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
Text 2: Zemětřesení
Záznam časového průběhu kmitavého pohybu zemského povrchu se nazývá
seismogram (obr. 2). Pro názornost se často kreslí seismogramy, na nichž se
vyskytuje pouze jedna vlna P a jedna vlna S (ty, které běžely k pozorovateli nejkratší
dobu). Výchylky zemského povrchu jsou ve vertikálním směru.
Obrázek 2: Upraveno z http://www.geo.mtu.edu/UPSeis/reading.html
Obrázek 1: Upraveno z
http://www.mgs.md.gov/esic/brochures/gif/eqfig2.jpg
53
Otázka 2: Zemětřesení
V následujícím seismogramu (obr. 4)
je záznam zemětřesení v oblasti státu
Virginie. Byl pořízen ve třech nezávislých
seismografických stanicích A, B a C (obr. 3)
ve stejném čase.
Obrázek 3: Obrázek upraven z
http://cbs3weather.files.wordpress.com
/2011/08/wx-blog-photo11.jpg
Obrázek 4: Upraveno z http://xyz0r.com/wp-content/uploads/2011/08/wpid-Snapshot-of-
Seismic-Waves-Traveling-Across-Virginia.jpg
Na základě informací ze seismogramu odpovězte na následující otázky:
1. Které stanici bylo zemětřesení nejblíže?
.....................................................................................
2. S jakým zpožděním oproti stanici A dorazila P-vlna do stanic B a C?
...………………………………………………………………………
3. O kolik sekund dříve dorazily v jednotlivých stanicích P vlny před S vlnami?
.............................................................................................................…
........…….…………………………………………………....................
54
Otázka 3: Zemětřesení
Obvykle jsou pro zájmové oblasti známy rychlosti vln P a S. Z toho, s jakým
zpožděním dorazí S-vlny po P-vlnách lze určit, jak daleko je epicentrum zemětřesení.
V následujícím grafu na obr. 5 jsou záznamy dvou zemětřesení detekovaných
v seismologické stanici Sergoula v Řecku, zpravované katedrou geofyziky MFF UK
ve spolupráci s Univerzitou v Partrasu. Seismogramy jsou posunuty v čase tak, že se
okamžiky, kdy dorazily P-vlny, v obou záznamech překrývají.
Obrázek 5
Urči, které zemětřesení mělo epicentrum blíže dané k stanici a stručně odůvodni.
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
Otázka 4: Zemětřesení
Jak můžeme určit polohu epicentra, když známe jeho vzdálenosti od tří
různých seismických stanic, které neleží v jedné přímce (viz obrázek 6). Navrhněte
jak, a svou odpověď doplňte náčrtkem do obrázku 6.
55
Obrázek 6
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
Text 3: Zemětřesení
Seismologie je obor geofyziky, který se věnuje studiu zemětřesení a procesů
spojených se šířením seismických vln skrze Zemi. Seismologie ze záznamů
seismografů dokáže zpětně určovat, jakým prostředím se vlny šířily. Díky tomu byli
seismologové v minulosti schopni poměrně přesně určit radiální stavbu Země.
Dalším důležitým posláním seismologie je pochopit procesy při zemětřesení a přispět
k ochraně před jeho ničivými účinky.
Otázka 5: Zemětřesení
Na které z následujících otázek může odpověď vědecký výzkum v oblasti
seismologie?
Jaký má vliv zemětřesení na zvířata? ANO/NE
Jak vypadá jádro Země? ANO/NE
Jak vzniká zemětřesení? ANO/NE
Vyvolá dané zemětřesení paniku? ANO/NE
56
Otázka 6: Zemětřesení
Škody a oběti při ničivých zemětřeseních bývají obrovské, zejména v méně
rozvinutých zemích. Navrhněte různá opatření, která by mohla přispět k jejich
zmenšení.
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
Správné odpovědi:
Odpověď 1: Zemětřesení
Úplná odpověď: Prostorové P-vlny se pohybují asi 1,3-krát rychleji než S vlny a
povrchové vlny. Hlavní ničivé vlny jsou vlny S (blízko zdroje) a vlny povrchové
(dále od zdroje), jež jsou obě pomalejší, a proto dorazí později než P vlny.
Nevyhovující odpověď: Žák uvede chybný princip, nebo se pouze nejasně zmíní, že
tam některé vlny přijdou dřív. Žák předpokládá, že seismická stanice musí být přímo
v místě epicentra a pouze rozesílá informaci, že pod ním došlo k zemětřesení. Popis
funkce seismografické stanice.
Komentář: Někteří studenti se domnívají, že prostorové vlny lze detekovat jen
uvnitř Zeměkoule, v podzemí.
Odpověď 2: Zemětřesení
Úplná odpověď:
1. Epicentrum a hypocentrum jsou nejblíže stanici A, potom stanici B, nejdále
jsou od stanice C.
2. P vlny dorazily do stanice B se zpožděním 10 sekund a do stanice C se
zpožděním 15 sekund vůči stanici A (u obojího lze připustit toleranci 3
sekundy).
3. P vlny dorazily do A 13-18 sekund, do B 20-25 sekund a do C 27-32 sekund
před příchodem S vln.
Částečná odpověď: Chybí maximálně dvě z požadovaných informací. Nebyly
uvedeny žádné mylné či nepodložené informace.
Nevyhovující odpověď: Chybí více jak 2 požadované informace.
Komentář:
Některé žáky při určování vzdálenosti jednotlivých stanic od epicentra mate,
že stanice C, která je nejvzdálenější, naměřila největší výchylku zemského povrchu
ve vertikálním směru. Tato výchylka není přímo úměrná vzdálenosti od epicentra,
záleží na řadě faktorů. Ovlivňuje ji například geologické podloží, které je v místech
jednotlivých stanic různé.
57
Odpověď 3: Zemětřesení
Úplná odpověď: S-vlny zemětřesení z 19. srpna dorazily s menším zpožděním po P-
vlnách než u zemětřesení z 23. srpna, proto bylo epicentrum zemětřesení z 19. srpna
blíž.
Částečná odpověď: Epicentrum bylo z 19. srpna blíž. Zdůvodnění neuvedeno nebo
neuvedeno v plném znění.
Nevyhovující odpověď: Epicentrum bylo blíž 23. srpna. ; Obě epicentra byla stejně
daleko, protože obě vlny začínají v seismografu ve stejný okamžik (čase 0)
Odpověď 4: Zemětřesení
Úplná odpověď: Sestrojíme 3 kružnice se středy v jednotlivých seismických
stanicích a o poloměrech rovných vypočtené vzdálenosti těchto stanic od epicentra
zemětřesení. Epicentrum se bude nacházet na průniku těchto tří kružnic (viz obr. 7).
Obrázek 7
Částečná odpověď: Obsahuje správný náčrtek a chybí popis konstrukce nebo
obsahuje správný postup pro určení epicentra, ale chybí správný náčrtek.
Nevyhovující odpověď: Nevyhovující náčrtek a nedostatečně popsaný postup pro
určení epicentra.
Komentář: Při pilotáži se tato otázka projevila jako poměrně obtížná. Vzdálenost od
epicentra můžeme určit z časového posunu mezi příchodem P a S vln naměřeného
v dané stanici a ze známých rychlostí těchto vln. Výpočet vzdálenosti epicentra žáci
určit nemusí.
Odpověď 5: Zemětřesení
Úplná odpověď: Správné odpovědi jsou shora dolů NE, ANO, ANO, NE. Za úplnou
odpověď považujeme 4 správné odpovědi.
58
Částečná odpověď: Jedna až dvě z otázek zodpovězeny špatně.
Nevyhovující odpověď: Dvě a více špatných odpovědí.
Odpověď 6: Zemětřesení
Úplná odpověď: Obsahuje alespoň 2 z následujících návrhů:
rozšíření varovného systému do těchto zemí
zdokonalení záchranného systému
ošetření kvality staveb a stavba speciálních seismicky-odolných budov
geologický průzkum a výstavba mimo nejnebezpečnější zóny
Částečná odpověď: Obsahuje pouze jeden správný návrh.
Nevyhovující odpověď: Neobsahuje žádný správný návrh.
59
6.3 3D Obraz
Text 1: 3D Obraz
3D film umožňuje spatřit natočené scény nikoli ploše, ale v celé jejich
hloubce. Základem tohoto optického klamu je, že každému oku je promítán jiný
obraz. Pokud oba obrazy mají správné vlastnosti, náš mozek si je spojí v jeden 3D
vjem.
Otázka 1: 3D Obraz
Základem prostorového vnímání je efekt, na nějž je zapotřebí
dvou vedle sebe umístěných očí, jako má například člověk nebo
šelmy. Popište, jak tento efekt funguje. Jako vodítko vám může
sloužit obrázek 1.
........................................................................................................
........................................................................................................
........................................................................................................
........................................................................................................
........................................................................................................
........................................................................................................ Obr. 1
Text 2: 3D Obraz
Náš mozek druhotně vyhodnocuje vzdálenosti předmětů, které vidíme,
z mnoha dalších informací. Řada z nich je založena na našich osobních
zkušenostech. Díky těmto pomocným jevům je jistého prostorového vnímání
schopen i člověk, který má pouze jedno oko.
Otázka 2: 3D Obraz
Rozhodněte, co z následujícího může přispět k prostorovému vnímání.
Vidíme-li člověka, víme, jak by měl být zhruba velký, a z toho, jak
velkého ho vnímáme, náš mozek odhaduje, jak je daleko.
ANO / NE
U vzdálenějších objektů vidíme méně detailů. ANO / NE
Vzdálenější předměty jsou zakryty těmi bližšími. ANO / NE
Rovnoběžné čáry či hrany objektů se s rostoucí vzdáleností sbíhají
k sobě.
ANO / NE
60
Otázka 3: 3D Obraz
K vytvoření iluze 3D obrazu je zapotřebí každému oku posílat jiný obraz.
Jednou z metod, kterou toho lze docílit je takzvaný anaglyf. Jde o dva různé obrazy,
každý vyvedený pouze v odstínech jedné barvy. Nejčastěji je používána kombinace
modro-červená, či modro-zelená. Výsledný anaglyf je díky překrytí obou obrazů
často nepřehledný. K pozorování prostorového vjemu je zapotřebí anaglyf pozorovat
specifickým způsobem. Vyberte z následujících možností správnou variantu.
A Obraz je nutno pozorovat z větší blízkosti a rozostřit zrak.
B Obraz je nutno pozorovat přes brýle vybavené speciálními polarizačními filtry.
C Obraz je nutno pozorovat přes brýle vybavené barevnými filtry pro příslušné barvy.
D Obraz je nutno prosvítit laserovým světlem správné barvy.
Otázka 4: 3D Obraz
Prostorové fotografie se poprvé objevily po roce 1838, kdy Charles
Wheatstone publikoval článek, v němž objasňoval principy prostorového vnímání.
Zkuste navrhnout, jakou metodu mohli v této době použít pro dopravení správného
obrazu do správného oka. Nebylo použito metody anaglyfu ani žádné sofistikované
technologie.
.........................................................................................................................................
Text 3: 3D obraz
Podle lékařů existuje celá škála zrakových obtíží, které mohou působit jako
překážka při sledování trojrozměrného promítání. Problémy se sledováním 3D
obrazu se mohou projevit nevolností, závratěmi i bolestmi hlavy. Podle odborníků až
56 % diváků ve věku mezi 18 a 38 lety má určitou poruchu schopnosti současně
pozorovat oběma očima (tzv. binokulárního vidění), která jim může působit potíže
při sledování 3D filmů. Navíc přibližně 5 % populace trpí tupozrakostí nebo
šilháním, které sledování 3D znesnadňují, nebo zcela znemožňují. Zdroj: http://doma.nova.cz/clanek/zdravi/neni-vam-dobre-v-3d-kine-mozna-mate-ocni-vadu.html
Otázka 5: 3D obraz
Rozhodněte, která z uvedených tvrzení vztahujících se k 3D vidění jsou správná?
Za fyziologických podmínek dochází ke splývání obrazů (z každého oka)
v jeden. Pokud je jedno oko postižené šilháním, jsou v mozku zpracovávány
dva různé obrazy, nikoliv jeden. ANO / NE
Binokulární vidění je předpoklad bezproblémového sledování 3D pořadů. ANO / NE
Bolest hlavy nebo nevolnost při sledování 3D filmů může způsobit také
rozdíl v počtu dioptrií na obou očích. ANO / NE
Lidem s dioptrickými brýlemi se doporučuje při sledování 3D filmů nasadit si
3D brýle pokud možno co nejdále od dioptrických brýlí. Každý milimetr
vzdálenosti navíc snižuje zkreslení a oddaluje okamžik, kdy se člověku udělá
špatně.
ANO / NE
Každý, kdo zažil při sledování 3D filmu popisované obtíže, by měl navštívit
očního lékaře. ANO / NE
61
Správné odpovědi:
Odpověď 1: 3D Obraz
Úplná odpověď: Každé oko vidí předmět z poněkud jiného směru (úhlu). Mozek
pak z těchto dvou různých obrazů vyhodnocuje vzdálenost předmětu.
Odpověď 2: 3D Obraz
Úplná odpověď: Správné odpovědi jsou shora dolů ANO; ANO; ANO; ANO. Za
úplnou odpověď považujeme 4 správné odpovědi.
Částečná odpověď: Za částečnou odpověď považujeme 2-3 správné odpovědi.
Nevyhovující odpověď: Za nevyhovující odpověď považujeme méně než 2 správné
odpovědi.
Odpověď 3: 3D Obraz
Úplná odpověď: C
Odpověď 4: 3D Obraz
Úplná odpověď: Pozorovatel se díval současně každým okem do jiného kukátka
(podobně jako se dívá skrz binární dalekohled). Každým kukátkem pozoroval jeden
z obrazů (obraz pro pravé či levé oko). Obrazy byly pořízeny dvěma fotoaparáty
najednou. Ty byly umístěny tak, aby scénu fotografovaly ze dvou různých úhlů.
Částečná odpověď: Pozorovatel se díval současně každým okem do jiného kukátka
(podobně jako se dívá skrz binární dalekohled). Každým z nich pozoroval jeden
z obrazů (obraz pro pravé či levé oko).
Nevyhovující odpověď: Neobsahuje výše popsaný princip.
Odpověď 5: 3D obraz
Úplná odpověď: ANO; ANO; ANO; NE; ANO
62
Závěr
Cílem mé bakalářské práce bylo provést podrobnější analýzu výsledků českých
žáku v přírodovědné části výzkumu PISA 2009. Za tímto účelem jsem měl vytyčeny
následující dílčí cíle:
Vybrat a uspořádat data k výsledkům českých žáků v přírodovědných
úlohách výzkumu PISA 2009.
Z jednotlivých datových souborů jsem vybral údaje o úspěšnosti v jednotlivých
otázkách, znění těchto otázek, jejich klasifikace (typ, oblasti, kompetence,...) a
codebooky (pokyny pro hodnocení otázek s tvorbou odpovědi) a vytvořil jeden
komplexní text poskytující informace o všech použitých otázkách. Tento text pak byl
mnou a dalšími lidmi použit pro další analýzu výsledků. Většina těchto údajů je
bohužel utajených, a proto jediné co mohu zveřejnit v této práci, jsou tabulky
s charakteristikami otázek a vývojem průměrných výsledků všech žáků i chlapců a
dívek u jednotlivých otázek. Tyto tabulky jsou v příloze.
Doplnit celkový přehled výsledků českých žáků v přírodovědných úlohách v
časovém vývoji o výsledky z roku 2009.
Přehled výsledků jsem doplnil a podrobně se jím zabývá kapitola 4.1.
Vytvořit přehled výsledků českých žáků z roku 2009 podle vědomostí,
kompetencí a kontextu, na které byly úlohy zaměřeny, a podle typu otázek.
Dílčí škály pro sledované kompetence a vědomosti se ve výzkumu PISA běžně
dělají pouze u oblasti, na kterou je daný cyklus hlavně zaměřen. V roce 2009 to byla
čtenářská gramotnost a podrobná statistika pro přírodní vědy tedy vytvořena nebyla.
Výše uvedené přehledy jsou v kapitole 4.2, při jejich zpracování jsem vycházel
z připravované publikace [5].
Provést podrobnější rozbor celkového poklesu výsledků českých žáků
v přírodovědné části výzkumu PISA z roku 2009. Zjistit, zda existuje nějaké
spojení mezi úlohami, v nichž čeští žáci dosahují nejslabších respektive
63
nejlepších výsledků. Podrobněji se zaměřit na otázky, v nichž se výsledky
českých žáků nejvýrazněji změnily od roku 2006. V této podrobnější analýze
se soustředit především na úlohy zaměřené na fyziku a techniku.
Tato detailní analýza probíhala formou třídění a výběru statistických dat
poskytnutých bývalým Ústavem pro informace ve vzdělávání. Výsledky této analýzy
jsou podrobně rozepsány v kapitole 5. Je v ní obsažena analýza výsledků úloh z roku
2009, porovnání výsledků českých žáků s průměrem zemí OECD za rok 2009, rozdíl
ve výsledcích od roku 2006, rozdíly mezi výsledky chlapců a dívek a vývoj výsledků
u 3 úloh, které byly zadávány již od roku 2000. Tyto analýzy jsem provedl pro všech
53 přírodovědných otázek a pak zvlášť pro 25 otázek zaměřených na fyziku a
techniku.
Druhým větším cílem mé práce pak bylo vytvořit a opilotovat tři úlohy stejného
typu a zaměření jako jsou úlohy z výzkumu PISA. Tyto úlohy jsou v kapitole 6 a
svým formátem a obsahem se podobají úlohám výzkumu PISA. Byly testovány na
žácích prvních ročníků čtyřletého studia na gymnáziu Špitálská a gymnáziu
Českolipská.
Díky této bakalářské práci jsem se seznámil s výzkumem PISA. Zjistil jsem, o
jaký výzkum se jedná, co testuje a jaké využívá metody. Analýzou výsledků se mi
dostalo jistého náhledu do toho, s čím mají čeští žáci potíže a co by tedy bylo dobré u
nich dále rozvíjet. Úlohy z výzkumu PISA pro mne byly velkým překvapením,
protože jsem se během svého vlastního studia s podobnými úlohami bohužel nesetkal.
Líbí se mi jak jejich forma tak to, jaké po žácích vyžadují schopnosti (analytické
myšlení, tvorba hypotéz,..). Tvorba vlastních úloh mne velice nadchla a mám
v úmyslu takovéto úlohy vytvářet a používat i během své pedagogické praxe.
Tato bakalářská práce navazuje na práci Kateřiny Bašátkové ([6]). Analýzu dat
jsem provedl stejným způsobem, díky čemuž si sledovaná data odpovídají a je tedy
možné vidět vývoj výsledků od roku 2000. Vzhledem k pravidelné účasti České
republiky ve výzkumu PISA je pravděpodobné, že podobná analýza bude probíhat i
v příštích letech a bude tak možno sledovat vývoj výsledků společně se změnami ve
školství a společnosti obecně.
64
Seznam použité literatury
[1] FRÝZKOVÁ, M., PALEČKOVÁ, J.: Přírodovědné úlohy výzkumu PISA.
ÚIV, PRAHA 2007
[2] PALEČKOVÁ, J., TOMÁŠEK, V., BASL. J.: Umíme ještě číst? Hlavní
zjištění výzkumu PISA 2009. ÚIV, Praha 2010, s. 43
[3] PALEČKOVÁ, J., TOMÁŠEK, V.: Učení pro zítřek. Praha, ÚIV, 2005, s. 17
[4] PALEČKOVÁ, J. a kol.: Hlavní zjištění výzkumu PISA 2006. Poradí si žáci s
přírodními vědami? ÚIV, Praha 2007, s. 22
[5] MANDÍKOVÁ, D., HOUFKOVÁ, J. a kol.: Úlohy pro rozvoj přírodovědné
gramotnosti. Utváření kompetencí žáků na základě zjištění výzkumu PISA
2009. (v tisku)
[6] BAŠÁTKOVÁ, K.: Přírodovědné úlohy výzkumu PISA - analýza výsledků
českých žáků. Bakalářská práce. MFF UK, Praha 2009
[7] OECD (2010), PISA 2009 Results: What Students Know and Can Do –
Student Performance in Reading, Mathematics and Science (Volume I)
[8] OECD (2010), PISA 2009 Results: Learning Trends: Changes in Student
Performance Since 2000 (Volume V)
[9] OECD (2006), Assessing Scientific, Reading and Mathematical Literacy a
Framework for PISA 2006
[10] OECD (2007), PISA 2006. Science Competencies for Tomorrow’s
World, Volume 1 :Analysis. Volume 2:Data.
65
Seznam tabulek
Tabulka 1: Počty zúčastněných zemí, českých žáků a škol ve výzkumu PISA ............................... 4 Tabulka 2: Přehled počtu úloh a otázek v testech přírodovědné gramotnosti .............................. 12 Tabulka 3: Přehled výsledků PISA 2000 – 2009 v oblasti přírodních věd .................................... 19 Tabulka 4: Umístění ČR v mezinárodních výzkumech (srovnání se zeměmi OECD) pořadí/počet
zúčastněných zemí .................................................................................................................... 19 Tabulka 5:Průměrné výsledky zemí OECD 2009 ............................................................................ 21 Tabulka 6: Zastoupení typů otázek PISA 2009 ............................................................................... 22 Tabulka 7: Zastoupení otázek podle kompetence ........................................................................... 24 Tabulka 8: Zastoupení otázek podle oblasti .................................................................................... 26 Tabulka 9: Zastoupení otázek podle situace .................................................................................... 29 Tabulka 10: Zastoupení otázek podle kontextu ............................................................................... 29
Seznam grafů
Graf 1: Průměrná úspěšnost podle typu otázky .............................................................................. 22 Graf 2: Průměrná úspěšnost podle sledované kompetence ............................................................ 24 Graf 3: Průměrná úspěšnost podle vědomostí z přírodních věd a o přírodních vědách .............. 26 Graf 4: Průměrná úspěšnost podle oblasti ....................................................................................... 27 Graf 5: Průměrná úspěšnost podle situace ...................................................................................... 29 Graf 6: Průměrná úspěšnost podle kontextu ................................................................................... 30 Graf 7: Vývoj výsledků u prolínajících se úloh pro ČR .................................................................. 38 Graf 8: Vývoj výsledků u prolínajících se úloh pro ČR .................................................................. 38
66
Příloha
Tabulky s charakteristikami a souhrnnými výsledky všech
otázek přírodovědných úloh použitých v šetření PISA 2009
Poznámky:
Tabulky byly vytvořeny s využitím práce [6], souhrnné výsledky
byly získány z kompendií zveřejněných mezinárodním centrem
Pod mezinárodním průměrem se rozumí průměr zemí OECD.
Pro účely analýz byly tabulky zpracovány včetně zadání a
podrobných výsledků podle typu odpovědi, u otázek s otevřenými
odpověďmi byly připojeny též pokyny pro hodnocení. Vzhledem
k tomu, že žádná z přírodovědných otázek šetření PISA 2009
nebyla zveřejněna, musely být tyto části z bakalářské práce
vypuštěny.
67
Úloha: S131 - Užitečné kmitočty
Úloha: Užitečné kmitočty Kód úlohy: S131 Počet otázek: 2
Kód otázky S131Q02
Charakteristika otázky Rozmezí slyšitelnosti – práce s textem
Uvolnění otázky Ne
Typ otázky Otevřená s tvorbou odpovědi
Kompetence Používání vědeckých důkazů
Vědomosti z přírodních věd -
Vědomosti o přírodních vědách Vědecká vysvětlení
Kontext / Situace Zdraví / Sociální
Úloha použita v letech 2000, 2003, 2006, 2009
Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí):
Výzkum v roce průměr chlapci dívky
2000 / ČR [%] 51,4 51,9 51,0
2000 / mezinárodní [%] 50,6 52,3 49,3
2003 / ČR [%] 47,17 47,22 47,11
2003 / mezinárodní [%] 46,41 45,41 47,41
2006 / ČR [%] 44,60 43,37 46,11
2006 / mezinárodní [%] 46,24 45,21 47,33
2009 / ČR [%] 46,43 44,78 48,24
2009 / mezinárodní [%] 49,53 48,14 50,98
Úloha:Užitečné kmitočty Kód úlohy: S131 Počet otázek: 2
Kód otázky S131Q04
Charakteristika otázky Určení hlavní myšlenky experimentu – práce s textem
Uvolnění otázky Ne
Typ otázky Otevřená s tvorbou odpovědi
Kompetence Rozpoznávání přírodovědných otázek
Vědomosti z přírodních věd -
Vědomosti o přírodních vědách Vědecký výzkum
Kontext / Situace Zdraví / Sociální
Úloha použita v letech 2000, 2003, 2006, 2009
Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí):
Výzkum v roce průměr chlapci dívky
2000 / ČR [%] 31,4 34,1 29,1
2000 / mezinárodní [%] 24,7 24,4 25,1
2003 / ČR [%] 34,97 32,97 37,12
2003 / mezinárodní [%] 26,11 25,30 26,96
2006 / ČR [%] 33,90 31,03 37,44
2006 / mezinárodní [%] 31,11 29,72 32,59
2009 / ČR [%] 29,27 25,63 33,28
2009 / mezinárodní [%] 27,99 26,75 29,28
68
Úloha: S256 - Lžíce
Úloha:Lžíce Kód úlohy: S256 Počet otázek: 1
Kód otázky S256 Q01
Charakteristika otázky Určení materiálu s nejlepší tepelnou vodivostí
Uvolnění otázky Ne
Typ otázky S výběrem odpovědi
Kompetence Vysvětlování jevů pomocí přírodních věd
Vědomosti z přírodních věd Neživé systémy
Vědomosti o přírodních vědách -
Kontext / Situace Hranice vědy a techniky /Osobní
Úloha použita v letech 2000, 2003, 2006, 2009
Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí):
Výzkum v roce průměr chlapci dívky
2000 / ČR [%] 88,8 87,5 90,2
2000 / mezinárodní [%] 88,3 86,6 90,1
2003 / ČR [%] 88,35 88,4 88,3
2003 / mezinárodní [%] 87,12 85,18 89,05
2006 / ČR [%] 85,47 86,66 84,00
2006 / mezinárodní [%] 87,75 86,37 89,16
2009 / ČR [%] 87,15 85,48 88,96
2009 / mezinárodní [%] 88,57 89,95 87,20
Úloha: S269 - Teplota na Zemi
Úloha: Teplota na Zemi Kód úlohy: S269 Počet otázek: 3
Kód otázky S269Q01
Charakteristika otázky Důsledky tání polárního ledu
Uvolnění otázky Ne
Typ otázky Otevřená s tvorbou odpovědi
Kompetence Vysvětlování jevů pomocí přírodních věd
Vědomosti z přírodních věd Systémy Země a vesmíru
Vědomosti o přírodních vědách -
Kontext / Situace Rizika / Globální
Úloha použita v letech 2000, 2003, 2006, 2009
69
Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí):
Výzkum v roce průměr chlapci dívky
2000 / ČR [%] 65,7 67,7 64,0
2000 / mezinárodní [%] 59,1 63,0 55,5
2003 / ČR [%] 66,06 70,28 61,52
2003 / mezinárodní [%] 59,65 63,63 55,80
2006 / ČR [%] 59,30 61,85 55,89
2006 / mezinárodní [%] 57,76 61,01 54,46
2009 / ČR [%] 52,26 55,32 48,79
2009 / mezinárodní [%] 58,00 61,02 54,92
Úloha: Teplota na Zemi Kód úlohy: S269 Počet otázek: 3
Kód otázky S269Q03
Charakteristika otázky Určení vlivu ztráty lesů na zvýšení hladiny CO2
Uvolnění otázky Ne
Typ otázky Otevřená s tvorbou odpovědi
Kompetence Vysvětlování jevů pomocí přírodních věd
Vědomosti z přírodních věd Živé systémy
Vědomosti o přírodních vědách -
Kontext / Situace Rizika / Globální
Úloha použita v letech 2000, 2003, 2006, 2009
Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí):
Výzkum v roce průměr chlapci dívky
2000 / ČR [%] 47,1 51,9 42,6
2000 / mezinárodní [%] 42,0 45,0 39,2
2003 / ČR [%] 43,99 47,84 39,78
2003 / mezinárodní [%] 40,42 43,51 37,35
2006 / ČR [%] 39,07 42,38 34,67
2006 / mezinárodní [%] 41,24 43,98 38,42
2009 / ČR[%] 39,11 43,08 34,60
2009 / mezinárodní [%] 41,41 45,04 37,74
Úloha: Teplota na Zemi Kód úlohy: S269 Počet otázek: 3
Kód otázky S269Q04
Charakteristika otázky Určení energetických zdrojů způsobujících vytváření CO2
Uvolnění otázky Ne
Typ otázky Komplexní s výběrem odpovědi
Kompetence Vysvětlování jevů pomocí přírodních věd
Vědomosti z přírodních věd Neživé systémy
Vědomosti o přírodních vědách -
Kontext / Situace Přírodní zdroje / Globální
Úloha použita v letech 2000, 2003, 2006, 2009
70
Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí):
Výzkum v roce průměr chlapci dívky
2000 / ČR [%] 46,6 59,9 34,6
2000 / mezinárodní [%] 35,8 44,4 27,4
2003 / ČR [%] 49,16 59,83 37,53
2003 / mezinárodní [%] 35,76 43,27 28,29
2006 / ČR [%] 47,99 58,84 33,51
2006 / mezinárodní [%] 34,11 40,84 27,12
2009 / ČR [%] 38,93 46,82 29,97
2009 / mezinárodní [%] 33,03 38,63 27,30
Úloha: S326 - Mléko
Úloha: Mléko Kód úlohy: S326 Počet otázek: 4
Kód otázky S326Q01
Charakteristika otázky Výběr dat podporujících pravost příběhu – dokazování hypotézy
Uvolnění otázky Ne
Typ otázky Otevřená s tvorbou odpovědi
Kompetence Používání vědeckých důkazů
Vědomosti z přírodních věd -
Vědomosti o přírodních vědách Vědecká vysvětlení
Kontext / Situace Zdraví / osobní
Úloha použita v letech 2003, 2006, 2009
Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí):
Výzkum v roce průměr chlapci dívky
2003 / ČR [%] 57,43 54,04 60,85
2003 / mezinárodní [%] 58,33 55,56 61,03
2006 / ČR [%] 50,67 45,91 56,98
2006 / mezinárodní [%] 59,01 56,21 61,95
2009 / ČR [%] 48,07 44,29 52,13
2009 / mezinárodní [%] 58,59 56,76 60,46
Úloha: Mléko Kód úlohy: S326 Počet otázek: 4
Kód otázky S326Q02
Charakteristika otázky Výběr dat zpochybňující pravost příběhu – vyvracení hypotézy
Uvolnění otázky Ne
Typ otázky Otevřená s tvorbou odpovědi
Kompetence Používání vědeckých důkazů
Vědomosti z přírodních věd -
Vědomosti o přírodních vědách Vědecká vysvětlení
Kontext / Situace Zdraví / Osobní
Úloha použita v letech 2003, 2006, 2009
71
Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí):
Výzkum v roce průměr chlapci dívky
2003 / ČR [%] 61,87 59,01 64,75
2003 / mezinárodní [%] 62,65 60,12 65,13
2006 / ČR [%] 59,10 55,36 64,07
2006 / mezinárodní [%] 63,74 60,97 66,62
2009 / ČR [%] 58,40 55,89 61,10
2009 / mezinárodní [%] 63,89 61,76 66,04
Úloha: Mléko Kód úlohy: S326 Počet otázek: 4
Kód otázky S326Q03
Charakteristika otázky Určení z čeho se skládá tuhá hmota v zkyslém mléce – Vyvozování závěrů z výsledků experimentu
Uvolnění otázky Ne
Typ otázky S výběrem odpovědi
Kompetence Používání vědeckých důkazů
Vědomosti z přírodních věd -
Vědomosti o přírodních vědách Vědecká vysvětlení
Kontext / Situace Zdraví / Osobní
Úloha použita v letech 2003, 2006, 2009
Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí):
Výzkum v roce průměr chlapci dívky
2003 / ČR [%] 58,25 61,22 55,25
2003 / mezinárodní [%] 56,73 56,07 57,38
2006 / ČR [%] 60,90 61,26 60,42
2006 / mezinárodní [%] 58,27 57,40 59,14
2009 / ČR [%] 64,53 61,84 67,41
2009 / mezinárodní [%] 60,62 59,91 61,35
Úloha: Mléko Kód úlohy: S326 Počet otázek: 4
Kód otázky S326Q04
Charakteristika otázky Rozhodnutí, zda dané látky mohou v lidském těle sloužit jako zdroj energie
Uvolnění otázky Ne
Typ otázky Komplexní s výběrem odpovědi
Kompetence Vysvětlování jevů pomocí přírodních věd
Vědomosti z přírodních věd Živé systémy
Vědomosti o přírodních vědách -
Kontext / Situace Zdraví / Osobní
Úloha použita v letech 2003, 2006, 2009
72
Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí):
Výzkum v roce průměr chlapci dívky
2003 / ČR [%] 26,79 25,23 28,37
2003 / mezinárodní [%] 22,33 23,08 21,64
2006 / ČR [%] 29,91 27,49 33,13
2006 / mezinárodní [%] 23,31 23,45 23,20
2009 / ČR [%] 31,69 30,56 32,91
2009 / mezinárodní [%] 25,32 25,17 25,51
Úloha: S408 - Oves hluchý
Úloha: Oves hluchý Kód úlohy: S408 Počet otázek: 4
Kód otázky S408Q01
Charakteristika otázky Určení v čem spočívá výhoda, kterou ovsu dává větší výška
Uvolnění otázky Ne
Typ otázky S výběrem odpovědi
Kompetence Vysvětlování jevů pomocí přírodních věd
Vědomosti z přírodních věd Živé systémy
Vědomosti o přírodních vědách -
Kontext / Situace Přírodní zdroje / Sociální
Úloha použita v letech 2006, 2009
Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí):
Výzkum v roce průměr chlapci dívky
2006 / ČR [%] 68,25 67,83 68,80
2006 / mezinárodní [%] 62,95 64,07 61,81
2009 / ČR [%] 63,87 66,95 60,37
2009 / mezinárodní [%] 60,29 62,27 58,29
Úloha: Oves hluchý Kód úlohy: S408 Počet otázek: 4
Kód otázky S408Q03
Charakteristika otázky Důsledky sekání trávy během vegetačního období pro šíření ovsa
Uvolnění otázky Ne
Typ otázky Otevřená s tvorbou odpovědi
Kompetence Vysvětlování jevů pomocí přírodních věd
Vědomosti z přírodních věd Živé systémy
Vědomosti o přírodních vědách -
Kontext / Situace Přírodní zdroje / Sociální
Úloha použita v letech 2006, 2009
73
Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí):
Výzkum v roce průměr chlapci dívky
2006 / ČR [%] 32,45 32,09 32,94
2006 / mezinárodní [%] 30,49 29,83 31,20
2009 / ČR [%] 26,74 24,80 28,93
2009 / mezinárodní [%] 30,73 29,73 31,76
Úloha: Oves hluchý Kód úlohy: S408 Počet otázek: 4
Kód otázky S408Q04
Charakteristika otázky Určení způsobů, kterými se může šířit oves hluchý
Uvolnění otázky Ne
Typ otázky Komplexní s výběrem odpovědi
Kompetence Vysvětlování jevů pomocí přírodních věd
Vědomosti z přírodních věd Živé systémy
Vědomosti o přírodních vědách -
Kontext / Situace Přírodní zdroje / Sociální
Úloha použita v letech 2006, 2009
Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí):
Výzkum v roce průměr chlapci dívky
2006 / ČR [%] 54,03 51,69 57,15
2006 / mezinárodní [%] 50,70 49,82 51,65
2009 / ČR [%] 59,35 58,86 59,78
2009 / mezinárodní [%] 54,39 54,24 54,56
Úloha: Oves hluchý Kód úlohy: S408 Počet otázek: 4
Kód otázky S408Q05
Charakteristika otázky Identifikace otázky, na kterou měl dát experiment odpověď
Uvolnění otázky Ne
Typ otázky S výběrem odpovědi
Kompetence Rozpoznávání přírodovědných otázek
Vědomosti z přírodních věd -
Vědomosti o přírodních vědách Vědecký výzkum
Kontext / Situace Přírodní zdroje / Sociální
Úloha použita v letech 2006, 2009
Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí):
Výzkum v roce průměr chlapci dívky
2006 / ČR [%] 46,45 47,97 44,43
2006 / mezinárodní [%] 41,95 42,46 41,45
2009 / ČR [%] 45,34 48,30 42,00
2009 / mezinárodní [%] 42,81 44,46 41,12
74
Úloha: S413 - Doba umělohmotná
Úloha: Doba umělohmotná Kód úlohy: S413 Počet otázek: 3
Kód otázky S413Q06
Charakteristika otázky Předpověď výsledku experimentu (plování různých látek ve vodě)
Uvolnění otázky Ne
Typ otázky Uzavřená s tvorbou odpovědi
Kompetence Vysvětlování jevů pomocí přírodních věd
Vědomosti z přírodních věd Neživé systémy
Vědomosti o přírodních vědách -
Kontext / Situace Hranice vědy a techniky / Sociální
Úloha použita v letech 2006, 2009
Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí):
Výzkum v roce průměr chlapci dívky
2006 / ČR [%] 46,33 46,70 45,86
2006 / mezinárodní [%] 37,84 40,74 34,87
2009 / ČR [%] 43,70 45,91 41,33
2009 / mezinárodní [%] 39,69 42,36 37,02
Úloha: Doba umělohmotná Kód úlohy: S413 Počet otázek: 3
Kód otázky S413Q04
Charakteristika otázky Určení výrobků, k jejichž zhotovení je vhodný materiál s danými vlastnostmi
Uvolnění otázky Ne
Typ otázky Komplexní s výběrem odpovědi
Kompetence Používání vědeckých důkazů
Vědomosti z přírodních věd Technické systémy
Vědomosti o přírodních vědách -
Kontext / Situace Hranice vědy a techniky / Sociální
Úloha použita v letech 2006, 2009
Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí):
Výzkum v roce průměr chlapci dívky
2006 / ČR [%] 45,09 47,91 41,61
2006 / mezinárodní [%] 41,44 43,19 39,63
2009 / ČR [%] 44,57 47,12 41,85
2009 / mezinárodní [%] 43,04 45,46 40,62
75
Úloha: Doba umělohmotná Kód úlohy: S413 Počet otázek: 3
Kód otázky S413Q05
Charakteristika otázky Vybrání vhodného umělohmotného materiálu k výrobě automobilové součástky na základě daných vlastností
Uvolnění otázky Ne
Typ otázky S výběrem odpovědi
Kompetence Používání vědeckých důkazů
Vědomosti z přírodních věd Technické systémy
Vědomosti o přírodních vědách -
Kontext / Situace Hranice vědy a techniky / Sociální
Úloha použita v letech 2006, 2009
Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí):
Výzkum v roce průměr chlapci dívky
2006 / ČR [%] 73,16 74,00 72,11
2006 / mezinárodní [%] 65,58 66,13 65,00
2009 / ČR [%] 76,25 75,65 76,89
2009 / mezinárodní [%] 69,11 69,18 69,04
Úloha: S415 - Solární kolektory
Úloha: Solární kolektory Kód úlohy: S415 Počet otázek: 3
Kód otázky S415Q07
Charakteristika otázky Určení otázek zodpověditelných vědeckými pokusy
Uvolnění otázky Ne
Typ otázky Komplexní s výběrem odpovědi
Kompetence Rozpoznávání přírodovědných otázek
Vědomosti z přírodních věd -
Vědomosti o přírodních vědách Vědecký výzkum
Kontext / Situace Přírodní zdroje / Osobní
Úloha použita v letech 2006, 2009
Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí):
Výzkum v roce průměr chlapci dívky
2006 / ČR [%] 72,93 71,18 75,27
2006 / mezinárodní [%] 72,05 70,00 74,23
2009 / ČR[%] 72,76 69,93 75,86
2009 / mezinárodní [%] 72,72 70,68 74,79
76
Úloha: Solární kolektory Kód úlohy: S415 Počet otázek: 3
Kód otázky S415Q02
Charakteristika otázky Souvislost maximálního elektrického výkonu kolektorů s denní dobou– práce s grafem
Uvolnění otázky Ne
Typ otázky S výběrem odpovědi
Kompetence Vysvětlování jevů pomocí přírodních věd
Vědomosti z přírodních věd Systémy Země a vesmíru
Vědomosti o přírodních vědách -
Kontext / Situace Přírodní zdroje / Globální
Úloha použita v letech 2006, 2009
Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí):
Výzkum v roce průměr chlapci dívky
2006 / ČR [%] 82,34 82,14 82,62
2006 / mezinárodní [%] 78,35 77,81 78,92
2009 / ČR [%] 80,81 80,12 81,57
2009 / mezinárodní [%] 77,57 77,06 78,09
Úloha:Solární kolektory Kód úlohy: S415 Počet otázek: 3
Kód otázky S415Q08
Charakteristika otázky Výběr problémů, které by měli řešit vědci
Uvolnění otázky Ne
Typ otázky Komplexní s výběrem odpovědi
Kompetence Rozpoznání přírodovědných otázek
Vědomosti z přírodních věd -
Vědomosti o přírodních vědách Vědecký výzkum
Kontext / Situace Přírodní zdroje / Globální
Úloha použita v letech 2006, 2009
Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí):
Výzkum v roce průměr chlapci dívky
2006 / ČR [%] 53,64 54,53 52,46
2006 / mezinárodní [%] 57,68 56,95 58,44
2009 / ČR[%] 54,98 55,71 54,18
2009 / mezinárodní [%] 59,65 59,61 59,72
77
Úloha: S425 - Ostrov tučňáků
Úloha: Ostrov tučňáků Kód úlohy: S425 Počet otázek: 4
Kód otázky S425Q03
Charakteristika otázky Vymyšlení hypotézy vysvětlující pokles počtu tučňáků na ostrově
Uvolnění otázky Ne
Typ otázky Otevřená s tvorbou odpovědi
Kompetence Vysvětlování jevů pomocí přírodních věd
Vědomosti z přírodních věd Živé systémy
Vědomosti o přírodních vědách -
Kontext / Situace Životní prostředí / Sociální
Úloha použita v letech 2006, 2009
Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí):
Výzkum v roce průměr chlapci dívky
2006 / ČR [%] 44,80 44,51 45,19
2006 / mezinárodní [%] 41,43 42,86 39,99
2009 / ČR[%] 54,18 54,46 53,88
2009 / mezinárodní [%] 43,80 44,93 42,69
Úloha: Ostrov tučňáků Kód úlohy: S425 Počet otázek: 4
Kód otázky S425Q05
Charakteristika otázky Výběr klíčových slov pro vyhledávání informací.
Uvolnění otázky Ne
Typ otázky S výběrem odpovědi
Kompetence Rozpoznávání přírodovědných otázek
Vědomosti z přírodních věd -
Vědomosti o přírodních vědách Vědecký výzkum
Kontext / Situace Životní prostředí / Sociální
Úloha použita v letech 2006, 2009
Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí):
Výzkum v roce průměr chlapci dívky
2006 / ČR [%] 69,16 66,22 73,07
2006 / mezinárodní [%] 68,99 66,84 71,22
2009 / ČR[%] 67,06 66,05 68,13
2009 / mezinárodní [%] 68,34 66,10 70,59
78
Úloha: Ostrov tučňáků Kód úlohy: S425 Počet otázek: 4
Kód otázky S425Q02
Charakteristika otázky Výběr správného závěru na základě údajů v tabulce
Uvolnění otázky Ne
Typ otázky S výběrem odpovědi
Kompetence Používání vědeckých důkazů
Vědomosti z přírodních věd -
Vědomosti o přírodních vědách Vědecká vysvětlení
Kontext / Situace Životní prostředí / Sociální
Úloha použita v letech 2006, 2009
Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí):
Výzkum v roce průměr chlapci dívky
2006 / ČR [%] 41,31 41,45 41,12
2006 / mezinárodní [%] 45,80 47,77 43,83
2009 / ČR [%] 42,54 42,43 42,66
2009 / mezinárodní [%] 47,40 49,46 45,35
Úloha: Ostrov tučňáků Kód úlohy: S425 Počet otázek: 4
Kód otázky S425Q04
Charakteristika otázky Vyhodnocení, zda-li jsou poskytnutá data dostačující pro vytvoření daného závěru
Uvolnění otázky Ne
Typ otázky Otevřená s tvorbou odpovědi
Kompetence Používání vědeckých důkazů
Vědomosti z přírodních věd -
Vědomosti o přírodních vědách Vědecký výzkum
Kontext / Situace Životní prostředí / Sociální
Úloha použita v letech 2006, 2009
Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí):
Výzkum v roce průměr chlapci dívky
2006 / ČR [%] 30,07 25,70 35,91
2006 / mezinárodní [%] 30,09 28,10 32,16
2009 / ČR [%] 25,58 22,28 29,13
2009 / mezinárodní [%] 29,38 27,35 31,45
79
Úloha: S428 - Bakterie v mléce
Úloha: Bakterie v mléce Kód úlohy: S428 Počet otázek: 3
Kód otázky S428Q01
Charakteristika otázky Určení bakterií, které se nejvíce rozmnoží během dvou hodin na základě údajů v tabulce
Uvolnění otázky Ne
Typ otázky S výběrem odpovědi
Kompetence Používání vědeckých důkazů
Vědomosti z přírodních věd -
Vědomosti o přírodních vědách Vědecká vysvětlení
Kontext / Situace Přírodní zdroje / Sociální
Úloha použita v letech 2006, 2009
Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí):
Výzkum v roce průměr chlapci dívky
2006 / ČR [%] 71,75 75,70 66,73
2006 / mezinárodní [%] 61,68 64,04 59,27
2009 / ČR [%] 68,77 72,81 64,32
2009 / mezinárodní [%] 60,50 64,15 56,82
Úloha: Bakterie v mléce Kód úlohy: S428 Počet otázek: 3
Kód otázky S428Q03
Charakteristika otázky Výběr tvrzení podloženého údaji v grafu
Uvolnění otázky Ne
Typ otázky S výběrem odpovědi
Kompetence Používání vědeckých důkazů
Vědomosti z přírodních věd -
Vědomosti o přírodních vědách Vědecká vysvětlení
Kontext / Situace Přírodní zdroje / Sociální
Úloha použita v letech 2006, 2009
Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí):
Výzkum v roce průměr chlapci dívky
2006 / ČR [%] 75,32 75,96 74,51
2006 / mezinárodní [%] 71,35 71,30 71,38
2009 / ČR [%] 74,03 73,62 74,48
2009 / mezinárodní [%] 73,00 73,27 72,72
80
Úloha: Bakterie v mléce Kód úlohy: S428 Počet otázek: 3
Kód otázky S428Q05
Charakteristika otázky Vliv antibiotik na výrobu jogurtu
Uvolnění otázky Ne
Typ otázky Otevřená s tvorbou odpovědi
Kompetence Vysvětlování jevů pomocí přírodních věd
Vědomosti z přírodních věd Živé systémy
Vědomosti o přírodních vědách -
Kontext / Situace Přírodní zdroje / Sociální
Úloha použita v letech 2006, 2009
Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí):
Výzkum v roce průměr chlapci dívky
2006 / ČR [%] 44,22 44,84 43,43
2006 / mezinárodní [%] 43,87 43,90 43,80
2009 / ČR [%] 45,34 43,61 47,23
2009 / mezinárodní [%] 45,16 45,44 44,87
Úloha: S438 - Parková zeleň
Úloha: Parková zeleň Kód úlohy: S438 Počet otázek: 3
Kód otázky S438Q01
Charakteristika otázky Výběr zdrojů informací
Uvolnění otázky Ne
Typ otázky Komplexní s výběrem odpovědi
Kompetence Rozpoznávání přírodovědných otázek
Vědomosti z přírodních věd -
Vědomosti o přírodních vědách Vědecký výzkum
Kontext / Situace Životní prostředí / Sociální
Úloha použita v letech 2006, 2009
Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí):
Výzkum v roce průměr chlapci dívky
2006 / ČR [%] 88,21 86,33 90,58
2006 / mezinárodní [%] 83,24 81,43 85,09
2009 / ČR [%] 88,02 86,73 89,43
2009 / mezinárodní [%] 83,72 81,92 85,57
81
Úloha: Parková zeleň Kód úlohy: S438 Počet otázek: 3
Kód otázky S438Q02
Charakteristika otázky Určení otázky ověřované pokusem
Uvolnění otázky Ne
Typ otázky S výběrem odpovědi
Kompetence Rozpoznávání přírodovědých otázek
Vědomosti z přírodních věd -
Vědomosti o přírodních vědách Vědecký výzkum
Kontext / Situace Životní prostředí / Sociální
Úloha použita v letech 2006, 2009
Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí):
Výzkum v roce průměr chlapci dívky
2006 / ČR [%] 59,66 57,14 62,84
2006 / mezinárodní [%] 65,57 63,12 68,07
2009 / ČR [%] 60,28 58,82 61,88
2009 / mezinárodní [%] 66,69 64,39 69,01
Úloha: Parková zeleň Kód úlohy: S438 Počet otázek: 3
Kód otázky S438Q03
Charakteristika otázky Vysvětlení proč je experiment se stejnými parametry opakován na různých místech
Uvolnění otázky Ne
Typ otázky Otevřená s tvorbou odpovědi
Kompetence Rozpoznávání přírodovědných otázek
Vědomosti z přírodních věd -
Vědomosti o přírodních vědách Vědecký výzkum
Kontext / Situace Životní prostředí / Sociální
Úloha použita v letech 2006, 2009
Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí):
Výzkum v roce průměr chlapci dívky
2006 / ČR [%] 34,64 31,47 38,66
2006 / mezinárodní [%] 38,91 36,05 41,81
2009 / ČR [%] 32,12 29,35 35,14
2009 / mezinárodní [%] 39,32 37,26 41,38
82
Úloha: S465 - Různé podnebné pásy
Úloha: Různé podnebné pásy Kód úlohy: S465 Počet otázek: 3
Kód otázky S465Q01
Charakteristika otázky Popis podnebí dané oblasti – práce s mapou a grafy
Uvolnění otázky Ne
Typ otázky Otevřená s tvorbou odpovědi
Kompetence Používání vědeckých důkazů
Vědomosti z přírodních věd -
Vědomosti o přírodních vědách Vědecká vysvětlení
Kontext / Situace Životní prostředí / Globální
Úloha použita v letech 2006, 2009
Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí):
Výzkum v roce průměr chlapci dívky
2006 / ČR [%] 46,07 47,59 44,20
2006 / mezinárodní [%] 50,17 50,47 49,87
2009 / ČR [%] 40,81 38,54 43,33
2009 / mezinárodní [%] 46,83 47,17 46,50
Úloha: Různé podnebné pásy Kód úlohy: S465 Počet otázek: 3
Kód otázky S465Q02
Charakteristika otázky Období léta na jižní a severní polokouli
Uvolnění otázky Ne
Typ otázky S výběrem odpovědi
Kompetence Vysvětlování jevů pomocí přírodních věd
Vědomosti z přírodních věd Systémy země a vesmíru
Vědomosti o přírodních vědách -
Kontext / Situace Životní prostředí / Globální
Úloha použita v letech 2006, 2009
Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí):
Výzkum v roce průměr chlapci dívky
2006 / ČR [%] 57,88 58,21 57,48
2006 / mezinárodní [%] 60,90 60,81 61,02
2009 / ČR[%] 54,13 53,33 55,01
2009 / mezinárodní [%] 60,36 60,71 60,03
83
Úloha:Různé podnebné pásy Kód úlohy: S465 Počet otázek: 3
Kód otázky S465Q04
Charakteristika otázky Faktory ovlivňující podnebí – práce s mapou a grafy
Uvolnění otázky Ne
Typ otázky S výběrem odpovědi
Kompetence Vysvětlování jevů pomocí přírodních věd
Vědomosti z přírodních věd Systémy Země a vesmíru
Vědomosti o přírodních vědách -
Kontext / Situace Životní prostředí / Globální
Úloha použita v letech 2006, 2009
Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí):
Výzkum v roce průměr chlapci dívky
2006 / ČR [%] 44,54 47,08 41,42
2006 / mezinárodní [%] 36,27 38,63 33,83
2009 / ČR[%] 41,67 39,47 44,10
2009 / mezinárodní [%] 36,24 38,44 34,04
Úloha: S466 - Lesní požáry
Úloha: Lesní požáry Kód úlohy: S466 Počet otázek: 3
Kód otázky S466Q01
Charakteristika otázky Popis modelu lesního požáru
Uvolnění otázky Ne
Typ otázky Komplexní s výběrem odpovědi
Kompetence Rozpoznání přírodovědných otázek
Vědomosti z přírodních věd -
Vědomosti o přírodních vědách Vědecký výzkum
Kontext/ Situace Rizika / Sociální
Úloha použita v letech 2006, 2009
Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí):
Výzkum v roce průměr chlapci dívky
2006 / ČR [%] 73,96 73,99 73,91
2006 / mezinárodní [%] 71,00 69,32 72,71
2009 / ČR [%] 76,21 73,79 78,95
2009 / mezinárodní [%] 73,54 72,07 75,08
84
Úloha: Lesní požáry Kód úlohy: S466 Počet otázek: 3
Kód otázky S466Q07
Charakteristika otázky Určení otázek týkajících se prevence lesního požáru, na které může dát odpověď vědecký pokus
Uvolnění otázky Ne
Typ otázky Komplexní s výběrem odpovědi
Kompetence Rozpoznání přírodovědných otázek
Vědomosti z přírodních věd -
Vědomosti o přírodních vědách Vědecký výzkum
Kontext / Situace Rizika / Sociální
Úloha použita v letech 2006, 2009
Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí):
Výzkum v roce průměr chlapci dívky
2006 / ČR [%] 80,35 78,18 83,09
2006 / mezinárodní [%] 74,86 71,53 78,26
2009 / ČR [%] 72,51 68,30 77,27
2009 / mezinárodní [%] 70,33 66,55 74,19
Úloha: Lesní požáry Kód úlohy: S466 Počet otázek: 3
Kód otázky S466Q05
Charakteristika otázky Předpověď šíření požáru na základě obrázku a předpovědi počasí
Uvolnění otázky Ne
Typ otázky S výběrem odpovědi
Kompetence Používání vědeckých důkazů
Vědomosti z přírodních věd -
Vědomosti o přírodních vědách Vědecká vysvětlení
Kontext / Situace Rizika / Sociální
Úloha použita v letech 2006, 2009
Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí):
Výzkum v roce průměr chlapci dívky
2006 / ČR [%] 65,02 67,86 61,44
2006 / mezinárodní [%] 55,71 58,33 53,00
2009 / ČR [%] 61,94 63,13 60,60
2009 / mezinárodní [%] 53,15 55,66 50,60
85
Úloha: S478 - Antibiotika
Úloha: Antibiotika Kód úlohy: S478 Počet otázek: 3
Kód otázky S478Q01
Charakteristika otázky Určení na co působí antibiotika
Uvolnění otázky Ne
Typ otázky S výběrem odpovědi
Kompetence Vysvětlování jevů pomocí přírodních věd
Vědomosti z přírodních věd Živé systémy
Vědomosti o přírodních vědách -
Kontext / Situace Zdraví / Osobní
Úloha použita v letech 2006, 2009
Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí):
Výzkum v roce průměr chlapci dívky
2006 / ČR [%] 43,56 43,57 43,56
2006 / mezinárodní [%] 42,82 42,00 43,69
2009 / ČR [%] 42,87 43,53 42,16
2009 / mezinárodní [%] 42,96 42,65 43,28
Úloha: Antibiotika Kód úlohy: S478 Počet otázek: 3
Kód otázky S478Q02
Charakteristika otázky Interpretace výsledků měření – práce s textem a obrázkem
Uvolnění otázky Ne
Typ otázky Komplexní s výběrem odpovědi
Kompetence Používání vědeckých důkazů
Vědomosti z přírodních věd -
Vědomosti o přírodních vědách Vědecká vysvětlení
Kontext / Situace Zdraví / Osobní
Úloha použita v letech 2006, 2009
Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí):
Výzkum v roce průměr chlapci dívky
2006 / ČR [%] 54,65 57,84 50,73
2006 / mezinárodní [%] 50,98 52,22 49,71
2009 / ČR [%] 55,77 55,01 56,58
2009 / mezinárodní [%] 54,62 55,74 53,52
Úloha: Antibiotika Kód úlohy: S478 Počet otázek: 3
Kód otázky S478Q03
Charakteristika otázky Rozhodnutí o správnosti výroků na základě znalostí o antibiotikách
Uvolnění otázky Ne
Typ otázky Komplexní s výběrem odpovědi
Kompetence Vysvětlování jevů pomocí přírodních věd
Vědomosti z přírodních věd Živé systémy
Vědomosti o přírodních vědách -
Kontext / Situace Zdraví / Osobní
Úloha použita v letech 2006, 2009
86
Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí):
Výzkum v roce průměr chlapci dívky
2006 / ČR [%] 69,96 67,13 73,44
2006 / mezinárodní [%] 67,68 65,15 70,30
2009 / ČR [%] 74,08 70,32 78,10
2009 / mezinárodní [%] 69,09 66,15 72,03
Úloha: S498 - Pokus s trávením
Úloha: Pokus s trávením Kód úlohy: S498 Počet otázek: 3
Kód otázky S498Q02
Charakteristika otázky Výběr správných důvodů pro volbu dané podmínky experimentu
Uvolnění otázky Ne
Typ otázky Komplexní s výběrem odpovědi
Kompetence Rozpoznávání přírodovědných otázek
Vědomosti z přírodních věd -
Vědomosti o přírodních vědách Vědecký výzkum
Kontext / Situace Jiné / Sociální
Úloha použita v letech 2006, 2009
Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí):
Výzkum v roce průměr chlapci dívky
2006 / ČR [%] 50,38 47,31 54,74
2006 / mezinárodní [%] 46,91 47,69 46,16
2009 / ČR [%] 42,02 42,92 41,06
2009 / mezinárodní [%] 45,01 46,40 43,63
Úloha: Pokus s trávením Kód úlohy: S498 Počet otázek: 3
Kód otázky S498Q03
Charakteristika otázky Výběr vhodného experimentu pro vyvrácení hypotézy
Uvolnění otázky Ne
Typ otázky S výběrem odpovědi
Kompetence Rozpoznávání přírodovědných otázek
Vědomosti z přírodních věd -
Vědomosti o přírodních vědách Vědecký výzkum
Kontext / Situace Jiné / Sociální
Úloha použita v letech 2006, 2009
Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí):
Výzkum v roce průměr chlapci dívky
2006 / ČR [%] 44,85 41,88 49,06
2006 / mezinárodní [%] 42,61 41,49 43,78
2009 / ČR [%] 44,92 43,49 46,45
2009 / mezinárodní [%] 38,92 38,55 39,29
87
Úloha: Pokus s trávením Kód úlohy: S498 Počet otázek: 3
Kód otázky S498Q04
Charakteristika otázky Vyvození závěru z experimentu a zdůvodněni tohoto závěru
Uvolnění otázky Ne
Typ otázky Otevřená s tvorbou odpovědi
Kompetence Používání vědeckých důkazů
Vědomosti z přírodních věd -
Vědomosti o přírodních vědách Vědecká vysvětlení
Kontext / Situace Jiné / Sociální
Úloha použita v letech 2006, 2009
Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí):
Výzkum v roce průměr chlapci dívky
2006 / ČR [%] 56,36 53,96 59,77
2006 / mezinárodní [%] 59,93 57,13 62,82
2009 / ČR [%] 54,77 51,14 58,65
2009 / mezinárodní [%] 64,70 61,83 67,62
Úloha: S514 - Zástavba a přírodní katastrofa
Úloha: Zástavba a přírodní katastrofa Kód úlohy: S514 Počet otázek: 3
Kód otázky S514Q02
Charakteristika otázky Využití techniky pro přesun velkého množství zeminy
Uvolnění otázky Ne
Typ otázky Otevřená s tvorbou odpovědi
Kompetence Používání vědeckých důkazů
Vědomosti z přírodních věd Technické systémy
Vědomosti o přírodních vědách
Kontext / Situace Rizika / Sociální
Úloha použita v letech 2006, 2009
Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí):
Výzkum v roce průměr chlapci dívky
2006 / ČR [%] 86,51 86,64 86,08
2006 / mezinárodní [%] 85,16 85,55 84,75
2009 / ČR [%] 84,03 84,13 83,92
2009 / mezinárodní [%] 84,90 85,25 84,54
88
Úloha: Zástavba a přírodní katastrofa Kód úlohy: S514 Počet otázek: 3
Kód otázky S514Q03
Charakteristika otázky Výběr místa, kde by po terénních úpravách hrozilo nebezpečí přírodní katastrofy při nové výstavbě
Uvolnění otázky Ne
Typ otázky Otevřená s tvorbou odpovědi
Kompetence Vysvětlování jevů pomocí přírodních věd
Vědomosti z přírodních věd Systémy Země a vesmíru
Vědomosti o přírodních vědách -
Kontext / Situace Rizika / Sociální
Úloha použita v letech 2006, 2009
Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí):
Výzkum v roce průměr chlapci dívky
2006 / ČR [%] 61,35 63,32 58,71
2006 / mezinárodní [%] 46,57 48,85 44,25
2009 / ČR [%] 64,71 65,29 64,08
2009 / mezinárodní [%] 48,99 51,65 46,33
Úloha: Zástavba a přírodní katastrofa Kód úlohy: S514 Počet otázek: 3
Kód otázky S514Q04
Charakteristika otázky Roztřídění příkladů opatření zmírňujících škody způsobené přírodními katastrofami
Uvolnění otázky Ne
Typ otázky Komplexní s výběrem odpovědi
Kompetence Používání vědeckých důkazů
Vědomosti z přírodních věd Technické systémy
Vědomosti o přírodních vědách -
Kontext / Situace Rizika / Sociální
Úloha použita v letech 2006, 2009
Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí):
Výzkum v roce průměr chlapci dívky
2006 / ČR [%] 59,30 54,71 65,52
2006 / mezinárodní [%] 52,20 49,75 54,75
2009 / ČR [%] 62,85 59,77 66,22
2009 / mezinárodní [%] 55,93 54,01 57,92
89
Úloha: S519 - Airbagy
Úloha: Airbagy Kód úlohy: S519 Počet otázek: 3
Kód otázky S519Q01
Charakteristika otázky Vysvětlení výhody použití airbagu – práce s grafem
Uvolnění otázky Ne
Typ otázky Otevřená s tvorbou odpovědi
Kompetence Používání vědeckých důkazů
Vědomosti z přírodních věd -
Vědomosti o přírodních vědách Vědecká vysvětlení
Kontext / Situace Hranice vědy a techniky / Sociální
Úloha použita v letech 2006, 2009
Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí):
Výzkum v roce průměr chlapci dívky
2006 / ČR [%] 33,95 33,10 35,15
2006 / mezinárodní [%] 35,32 33,34 37,31
2009 / ČR [%] 32,86 30,62 35,39
2009 / mezinárodní [%] 39,72 37,85 41,67
Úloha: Airbagy Kód úlohy: S519 Počet otázek: 3
Kód otázky S519Q02
Charakteristika otázky Posouzení správnosti tvrzení týkajících se dějů při aktivaci airbagu
Uvolnění otázky Ne
Typ otázky Komplexní s výběrem odpovědi
Kompetence Vysvětlování jevů pomocí přírodních věd
Vědomosti z přírodních věd Neživé systémy
Vědomosti o přírodních vědách -
Kontext / Situace Hranice vědy a techniky/ Sociální
Úloha použita v letech 2006, 2009
Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí):
Výzkum v roce průměr chlapci dívky
2006 / ČR [%] 57,53 58,01 56,84
2006 / mezinárodní [%] 52,62 54,38 50,83
2009 / ČR [%] 55,93 57,33 54,35
2009 / mezinárodní [%] 54,80 56,39 53,22
90
Úloha: Airbagy Kód úlohy: S519 Počet otázek: 3
Kód otázky S519Q03
Charakteristika otázky Na základě textu určit, na co by se měl soustředit vědecký výzkum týkající se airbagů
Uvolnění otázky Ne
Typ otázky Otevřená s tvorbou odpovědi
Kompetence Rozpoznání přírodovědných otázek
Vědomosti z přírodních věd -
Vědomosti o přírodních vědách Vědecký výzkum
Kontext / Situace Hranice vědy a techniky / Sociální
Úloha použita v letech 2006, 2009
Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí):
Výzkum v roce průměr chlapci dívky
2006 / ČR [%] 31,63 30,10 33,82
2006 / mezinárodní [%] 28,71 27,49 29,98
2009 / ČR [%] 27,55 27,15 28,00
2009 / mezinárodní [%] 25,40 24,07 26,73
Úloha: S521 - Vaření v přírodě
Úloha: Vaření v přírodě Kód úlohy: S521 Počet otázek: 2
Kód otázky S521Q02
Charakteristika otázky Zdroj uhlíku v sazích přio hoření různých paliv
Uvolnění otázky Ne
Typ otázky S výběrem odpovědi
Kompetence Vysvětlování jevů pomocí přírodních věd
Vědomosti z přírodních věd Neživé systémy
Vědomosti o přírodních vědách -
Kontext / Situace Hranice vědy a techniky / Osobní
Úloha použita v letech 2006, 2009
Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí):
Výzkum v roce průměr chlapci dívky
2006 / ČR [%] 61,05 67,27 53,26
2006 / mezinárodní [%] 55,91 58,64 53,06
2009 / ČR [%] 56,54 62,04 50,32
2009 / mezinárodní [%] 54,17 57,10 51,15
91
Úloha: Vaření v přírodě Kód úlohy: S521 Počet otázek: 2
Kód otázky S521Q06
Charakteristika otázky Vysvětlení značení na lahvi propanu
Uvolnění otázky Ne
Typ otázky S výběrem odpovědi
Kompetence Vysvětlování jevů pomocí přírodních věd
Vědomosti z přírodních věd Neživé systémy
Vědomosti o přírodních vědách -
Kontext / Situace Hranice vědy a techniky / Osobní
Úloha použita v letech 2006, 2009
Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí):
Výzkum v roce průměr chlapci dívky
2006 / ČR [%] 94,71 94,73 94,69
2006 / mezinárodní [%] 88,14 86,77 89,53
2009 / ČR [%] 94,29 92,54 96,27
2009 / mezinárodní [%] 89,17 87,45 90,92
Úloha: S527 - Vyhynutí dinosaurů
Úloha: Vyhynutí dinosaurů Kód úlohy: S527 Počet otázek: 3
Kód otázky S527Q01
Charakteristika otázky Určení hypotézy, kterou dané zjištění podporuje
Uvolnění otázky Ne
Typ otázky Komplexní s výběrem odpovědi
Kompetence Používání vědeckých důkazů
Vědomosti z přírodních věd -
Vědomosti o přírodních vědách Vědecká vysvětlení
Kontext / Situace Hranice vědy a techniky / Globální
Úloha použita v letech 2006, 2009
Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí):
Výzkum v roce průměr chlapci dívky
2006 / ČR [%] 17,17 17,64 16,54
2006 / mezinárodní [%] 16,08 17,56 14,56
2009 / ČR [%] 16,09 17,69 14,28
2009 / mezinárodní [%] 17,71 19,49 15,87
92
Úloha: Vyhynutí dinosaurů Kód úlohy: S527 Počet otázek: 3
Kód otázky S527Q03
Charakteristika otázky Rozhodnutí o pravdivost výroků o zkamenělinách
Uvolnění otázky Ne
Typ otázky Komplexní s výběrem odpovědi
Kompetence Vysvětlování jevů pomocí přírodních věd
Vědomosti z přírodních věd Systémy Země a vesmíru
Vědomosti o přírodních vědách -
Kontext / Situace Hranice vědy a techniky / Globální
Úloha použita v letech 2006, 2009
Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí):
Výzkum v roce průměr chlapci dívky
2006 / ČR [%] 59,51 61,96 56,28
2006 / mezinárodní [%] 57,96 58,98 56,91
2009 / ČR [%] 53,29 53,19 53,41
2009 / mezinárodní [%] 57,21 58,37 56,02
Úloha: Vyhynutí dinosaurů Kód úlohy: S527 Počet otázek: 3
Kód otázky S527Q04
Charakteristika otázky Rozhodnutí, zda lze z uvedených objevů vyvodit dané závěry
Uvolnění otázky Ne
Typ otázky Komplexní s výběrem odpovědi
Kompetence Vysvětlování jevů pomocí přírodních věd
Vědomosti z přírodních věd Systémy Země a vesmíru
Vědomosti o přírodních vědách -
Kontext / Situace Hranice vědy a techniky / Globální
Úloha použita v letech 2006, 2009
Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí):
Výzkum v roce průměr chlapci dívky
2006 / ČR [%] 54,40 57,68 50,04
2006 / mezinárodní [%] 53,72 54,77 52,60
2009 / ČR [%] 52,30 55,53 48,67
2009 / mezinárodní [%] 53,13 54,72 51,49