Познавательные метапредметные умения, 10 класс

Сентябрь, 2013

1. Характеристика инструментария

Содержание проверочной работы определялось Кодификатором метапредметных (познавательных) умений для основного общего образования, который составлен на основе требований к метапредметным результатам освоения программы основного общего образования Федерального государственного стандарта образования (Приказ Министерства образования и науки РФ от 17 декабря 2010 г. № 000) и с учетом материалов раздела «Планируемые результаты освоения междисциплинарных программ» Примерной образовательной программы основного общего образования (Примерная основная образовательная программа образовательного учреждения. Основная школа [сост. ], М., Просвещение, 2011, Стандарты второго поколения).

Для проведения диагностики было подготовлено 4 равноценных по средней трудности варианта тестов, выполнение которых было рассчитано на 90 минут.

Контрольные измерительные материалы для стартовой диагностики были построены на материале следующих предметов: обществознание, история, математика, физика, химия и биология. Задания, объединенные в группы и отличающиеся контекстом, были направлены на проверку основных блоков познавательных метапредметных умений:

1. Умения, в основе которых лежит ознакомление учащихся с методами познания различных наук (наблюдение, опыты, измерения): формулирование идеи (предположения), которая проверяется в ходе наблюдения; описание хода опыта; формулирование выводов по результатам наблюдений.

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

2. Умения, в основе которых лежит освоение школьниками логических приемов познания (определение структуры объекта; сравнение, анализ, объединение по общему признаку; классификация, ранжирование объектов; комбинирование известных алгоритмов деятельности), в том числе умение ориентироваться в разнообразии способов решения задач.

3. Чтение и понимание письменного текста (извлечение из текста информации, заданной в явном виде; сопоставление информации, содержащейся в разных частях текста; применение информации из текста и имеющегося запаса знаний для решения задач учебно-познавательного и учебно-практического характера).

4. Работа с информацией (работа с рисунками, схемами, таблицами, диаграммами, преобразование и интерпретация информации).

Каждому из заданий присвоен уровень – 1, 2 или 3. Уровень характеризует степень сформированности умения, которая требуется для успешного выполнения данного задания. Уровни выделены в соответствии с динамикой формирования способов деятельности:

Уровень 1 — освоение способа деятельности (узнавание алгоритма, следование образцу и простейшим алгоритмам, использование известного алгоритма в ситуациях типовых учебных задач).

Уровень 2 — применение способа деятельности (использование известных алгоритмов при решении нетиповых учебных задач, решение задач путем комбинирования известных алгоритмов).

Уровень 3 — преобразование способа деятельности (изменение известного алгоритма, исходя из особенностей учебной задачи, самостоятельное установление последовательности действий при решении учебной задачи).

В диагностической работе использовалось 4 варианта, каждый из которых состоял из 27 заданий, из которых предлагалось 15 заданий с выбором ответа, 7 заданий с кратким ответом и 5 заданий с развернутым ответом. Все задания были объединены в группы в соответствии с используемым контекстом и проверяемыми умениями. Правильное выполнение заданий с выбором ответа оценивалось 1 баллом, заданий с кратким ответом в 1 или 2 балла, заданий с развернутым ответом – 2 балла. Максимальный балл за выполнение всех заданий составил 35 баллов.

В таблице 1 приведена содержательная структура каждого из вариантов теста: распределение заданий по группам проверяемых умений, уровню сложности и максимальному баллу за данную группу заданий.

Таблица 1

Содержательная структура вариантов диагностической работы

Код

Проверяемая группа познавательных метапредметных умений

Количество заданий

Максимальный балл

Всего

I уровень

II уровень

III уровень

1

Методологические умения

3

2

1

-

4

2

Логические умения

10

5

3

2

13

3

Смысловое чтение и работа с текстом

11

6

3

2

14

4

Работа с информацией

3

2

1

-

4

Итого

27

15

8

4

Максимальный балл

15

12

8

35

Данная структура диагностической работы обеспечивала возможности:

-  выявления индивидуального уровня сформированности познавательных метапредметных умений в целом и по отдельным блокам;

-  определения среднего уровня сформированности познавательных метапредметных умений как для конкретного образовательного учреждения, так и для всей выборки участников диагностики в целом.

Кроме того, по результатам диагностики определялись три уровня овладения учащимися спектром проверяемых познавательных метапредметных умений — высокий, средний и низкий. В таблице 2 приведены диапазоны тестовых баллов для каждого из уровней подготовки.

Таблица 2

Уровень подготовки

Низкий уровень

Средний уровень

Высокий уровень

Суммарный тестовый балл

Меньше 10

10-19

Больше 19

2. Основные результаты диагностики

В стартовой диагностике метапредметных умений принимали участие
12001 учащийся из 407 образовательных учреждений.

Распределение участников диагностики по полученным тестовым баллам представлено на диаграмме 1.

Диаграмма 1

По результатам выполнения средний балл составил 15,6 баллов, а средний процент выполнения теста 44,6%. Менее 10 баллов за выполнение заданий итоговой работы получили 9% учащихся, продемонстрировав низкий уровень подготовки. Достигли высокого уровня, получив по результатам выполнения заданий 20 баллов и выше, 20% десятиклассников. Основная часть учащихся (71%) показали средний уровень сформированности познавательных метапредметных умений.

Обобщенные результаты диагностики по всей выборке участников представлены в таблице 3.

Таблица 3

Средние по городу результаты выполнения диагностической работы

Кл.

Процент учащихся с данным уровнем овладения метапредметными умениями

Средний процент выполнения заданий по уровням сложности

Средний процент выполнения заданий по блокам МПУ

низкий

средний

высокий

Задания 1 уровня

Задания 2 уровня

Задания 3 уровня

I блок

II блок

III блок

IV блок

10

9%

71%

20%

55,7%

38%

33,8%

47,3%

40,2%

40,7%

70,2%

При интерпретации результатов тестирования выделено три уровня овладения учащимися спектром проверяемых метапредметных умений — высокий, средний и низкий.

Низкий уровень показывает, что учащийся узнает отдельные изученные способы действий, но умеет применять их лишь для известных типовых ситуаций, т. е. действует на уровне простого воспроизведения действия. Учащийся с низким уровнем овладения метапредметными умениями может испытывать серьезные трудности в процессе обучения, ему необходимы компенсирующие занятия по освоению всего спектра общеучебных умений.

Средний уровень говорит о том, что учащийся справляется с применением проверяемых способов деятельности в несложных ситуациях, осмысленно использует изученные алгоритмы действий на уровне их применения. При фиксации данного уровня необходим анализ выполнения учащимся каждой группы заданий с целью выявления трудностей в освоении тех или иных способов действий и проведения соответствующей целенаправленной коррекции.

Высокий уровень показывает, что учащийся достаточно свободно владеет проверяемыми способами деятельности, может комбинировать изученные алгоритмы в соответствии с требованиями новой ситуации, составлять собственные планы решения учебных задач.

3. Анализ выполнения диагностической работы по метапредметным умениям

Структура овладения учащимися 10 классов проверяемыми познавательными метапредметными умениями представлена в таблице 4 и отображена на диаграмме 2.

Диаграмма 2

Таблица 4

Код

Проверяемые метапредметные умения

Средний процент выполнения

01.01.01

Формулирование гипотезы опыта

53,7%

01.02.01

Анализ экспериментальной установки и хода опыта, описание опыта, планирование опыта

26,3%

01.03.01

Формулирование выводов, адекватных полученным результатам

62,8%

01.04.01

Использование имеющихся знаний (в т. ч. и математического аппарата) для объяснения представленных результатов

83,1%

02.01.01

Определение структуры объекта познания, поиск и выделение значимых функциональных связей и отношений между частями целого. Описание объекта познания

39,3%

02.03.01

Умение разделять процессы на этапы, звенья; выделение характерных причинно-следственных связей

60,2%

02.04.01

Сравнение, сопоставление объектов по одному или нескольким предложенным основаниям, критериям

55,6%

02.05.01

Классификация, ранжирование объектов по одному или нескольким основаниям, критериям

31,9%

02.06.01

Комбинирование известных алгоритмов деятельности в ситуациях, не предполагающих стандартного применения одного из них (в том числе с использованием математического аппарата)

27,4%

03.01.01

Проведение информационно-смыслового анализа текста. Ответы на прямые вопросы к тексту. Извлечение из текста информации, заданной в явном виде

49,3%

03.02.01

Извлечение из текста информации, заданной в неявном виде

53,5%

03.03.01

Сопоставление информации, содержащейся в разных текстах (частях текста). Установление соответствия между информацией, заданной в явном и неявном виде

62,2%

03.07.01

Применение информации из текста и имеющегося запаса знаний для объяснений, решения задач учебно-познавательного и учебно-практического характера

20,7%

04.02.01

Работа с информацией, представленной в виде графика (понимание области значения функции, скорости изменения функции)

50,5%

04.06.01

Работа с информацией, представленной в разных видах (интерпретация информации, формулирование выводов)

76,8%

Ниже приведен анализ результатов выполнения заданий по группам проверяемых умений.

3.1 Методологические умения

Формирование умений, связанных с пониманием методов научного познания, является приоритетным направлением, наиболее полно реализующим деятельностный подход в преподавании предметов естественнонаучного цикла. Между тем, результаты диагностики свидетельствуют о недостаточно высоком уровне сформированности методологических умений.

В двух вариантах стартовой диагностики были включены три задания на проверку методологических умений на материале физики. Задания с выбором ответа проверяли умения формулировать гипотезу опыта по его описанию и вывод по предложенным результатам опытов. В качестве контекста использовались описания стандартных для школьного курса физики исследований, в одном варианте, зависимости силы Архимеда от объема погружаемого тела и плотности жидкости и независимости от плотности тела, а в другом варианте, зависимости жесткости резинового (капронового) шнура от его длины, площади поперечного сечения и материала. Задания на умение формулировать гипотезу опыта и строить выводы по результатам исследования были выполнены достаточно успешно, тогда как с заданием на самостоятельное планирование опыта для подтверждения заданной гипотезы справилась всего лишь четверть тестируемых.

В двух других вариантах этого года методологические задания были построены на контексте социологических исследований. Результаты выполнения заданий этих вариантов полностью коррелируют с результатами выполнения заданий, построенных на естественнонаучном контексте: самые низкий процент выполнения имели задания на описание дополнительного исследования.

Обучение пониманию отдельных этапов опытов (проверяемое предположение или гипотеза опыта, ход опыта и выводы по результатам опыта) начинается еще на уроках окружающего мира в начальной школе. В основной школе сначала на уроках биологии, затем на уроках физики и химии, эти умения должны получить свое развитие. В таблице 5 приведено сравнение результатов стартовой диагностики выпускников начальной школы (5 класс) и выпускников основной школы (10 класс). Задания на проверку сформированности умения самостоятельно описывать и планировать эксперимент являются самыми сложными для обеих групп учащихся, тем более, что на эти задания необходимо было дать развернутый ответ.

Таблица 5

Сравнение результатов диагностики сформированности методологических умений в 5 и 10 классах

Проверяемое умение

Средний процент выполнения

10 класс

5 класс

Формулирование гипотезы опыта

53,7%

70,6%

Анализ экспериментальной установки и хода опыта, описание опыта, планирование опыта

26,3%

18,5%

Формулирование выводов, адекватных полученным результатам

62,8%

57,5%

Ниже приведен пример группы заданий по проверке методологических умений на основании описания социологических исследований.

Пример 1

Прочитайте текст и выполните задания 7, 8 и С2.

Физик Джон Макджерви исследовал биографии 17 тыс. ученых и
6 тыс. политиков. Он убедился, что их даты рождения равномерно и случайно распределены по всему году и невозможно обнаружить никаких пиков в области тех знаков зодиака, которые, согласно астрологическим прогнозам, предрасполагают людей к занятиям наукой или политикой.

Бывший астролог Джеффри Дин проанализировал данные о 2100 парах близнецов – людей, рожденных в одном и том же месте с разницей в возрасте не больше пяти минут. В возрасте 11, 16 и 23 лет они проходили тесты, в которых оценивался уровень интеллекта, математические и художественные способности, уровень тревожности, агрессивности, общительности и еще сотня других личностных характеристик. Статистический анализ показал, что сходство между близнецами ни в чем не превышает сходства между любыми случайными людьми.

1.В чем заключалась цель исследований Джеффри Дина? (73% выполнения)

1)

Выявить математические и художественные способности людей, родившихся под разными знаками зодиака.

2)

Выявить сходство случайно выбранных людей.

3)

Выявить сходство людей, родившихся с максимально близкими астрологическими параметрами. (правильный ответ)

4)

Выявить наличие связи между способностью человека к занятиям наукой или политикой и знаком зодиака, под которым он родился.

2. Какой из выводов соответствует исследованиям Джона Макджерви? (64 % выполнения)

1)

В среднем, число ученых, родившихся под знаком Козерога, равно числу ученых, родившихся под знаком Тельца. (правильный ответ)

2)

При составлении гороскопа необходимо учитывать много различных параметров, связанных с рождением человека.

3)

Даты рождения людей равномерно и случайно распределены по всему году.

4)

Дата рождения не определяет личностные качества человека.

3. (34% выполнения)

Согласно астрологическим прогнозам люди, родившиеся под знаком Льва, часто имеют драматический талант. Опишите, какое научное исследование необходимо провести, чтобы опровергнуть это утверждение?

3.2 Общелогические умения

Логические умения проверялись наибольшим числом заданий, представленных в разной форме: 3 задания с выбором ответа, 6 заданий с кратким ответом и 1 задание с развернутым ответом. Два задания с выбором ответа проверяли умения устанавливать причинно-следственные связи между объектами, группы заданий с кратким ответом – проводить ранжирование объектов и определение структуры объекта познания. Группа из трех заданий (одно с выбором ответа и два с кратким ответом) проверяла умение комбинировать известные алгоритмы деятельности в практико-ориентированной ситуации. Задание с развернутым ответом проверяло умение проводить сравнение объектов по нескольким предложенным критериям. В разных вариантах эти задания были сконструированы на материале различных предметов.

Приведенная ниже таблица 6 показывает средние результаты выполнения заданий по диагностике общелогических умений.

Таблица 6

Проверяемые умения

Средний процент

выполнения

Определение структуры объекта познания. Описание объекта познания

39,3%

Выделение характерных причинно-следственных связей

60,2%

Сравнение объектов по нескольким критериям

55,6%

Ранжирование объектов по одному или нескольким основаниям

31,9%

Комбинирование известных алгоритмов деятельности в ситуациях, не предполагающих стандартного применения одного из них (в том числе с использованием математического аппарата)

27,4%

Несмотря на высокие, в среднем, результаты выполнения заданий на выделение характерных причинно-следственных связей, следует отметить, что в зависимости от предметного содержания (даже в рамках одного предмета) процент выполнения заданий варьировался от 14 до 92%. Ниже приведены примеры заданий на установление причинно-следственных связей, которые были построены на предметном содержании школьного курса физики, но одно задание проверяло понятия, а второе – понимание явлений.

В заданиях нужно было найти из четырёх предложенных слов (словосочетаний) то, которое по аналогии с первой парой следует вставить на место знака вопроса. Например:

Симфония – композитор

Повесть - ? (писатель)

Пример 2 (84% )

Физический прибор – мензурка

физическая величина – ?

1)

инерция

2)

траектория

3)

масса (правильный ответ)

4)

молекула

Пример 3 (14% )

Движение молекул – диффузия

взаимодействие молекул – ?

1)

броуновское движение

2)

всемирное тяготение

3)

смачиваемость (правильный ответ)

4)

инерция

41% десятиклассников полагают, что косвенным доказательством взаимодействия молекул является броуновское движение, а 27% школьником движение молекул связали с явлением инерции.

Задания на ранжирование, построенные на предметном содержании химии и биологии, также выявили широкий разброс процента выполнения заданий в зависимости от предметного контекста. Между тем понятно, что конструирование такого рода заданий не может не опираться на базовое предметное содержание.

Самый низкий средний процент выполнения (27,4%) выявила группа заданий (одно задание с выбором ответа и два задания с кратким ответом) на комбинирование известных алгоритмов деятельности с использованием математического аппарата в практико-ориентированной ситуации (расчет стоимости путевки в зимний лагерь для учащихся). Вероятно, здесь сказываются как проблемы с вычислительными навыками, так и проблемы с выполнением заданий с кратким ответом, в которых ответ необходимо представить самостоятельно, а не выбрать из предложенного списка.

3.3 Работа с информацией

В работу для стартовой диагностики было включено 3 задания (два задания с выбором ответа и одно задание с кратким ответом), проверяющих данную группу умений. В таблице 7 приведены средние проценты выполнения соответствующих групп заданий пятиклассниками.

Таблица 7

Проверяемые умения

Средний процент

выполнения

Работа с информацией, представленной в виде графика

50,5%

Работа с информацией, представленной в разных видах (интерпретация информации)

76,8%

Вся информация, необходимая для выполнения этой группы заданий, была задана в контексте (социологические опросы или исследования), то есть не требовалось привлечения каких-либо предметных знаний. Вероятно, это определило достаточно высокий процент выполнения этих заданий. Более половины учащихся успешно работают с информацией, заданной не только вербально, но и с помощью графиков, таблиц или диаграмм. Ниже приведен пример одного из заданий этой группы.

Пример 4 (86 %)

Социологические службы страны Н. в 2013 г. провели исследование, имеющее своей целью выявить основные источники информирования населения. Респондентам был задан вопрос: «Откуда вы обычно узнаете новости о стране и мире?»

В результате были получены данные, представленные в таблице (в %):

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

граждане

20 – 35 лет

граждане старше 50 лет

национальные каналы телевидения

24

32

газеты, журналы

13

22

интернет-издания

28

16

социальные сети в интернете

20

14

от друзей, родственников

10

8

радио

5

8

Какой вывод следует сделать на основании данных таблицы?

1)

Для обеих возрастных групп в равной мере значимы сведения, почерпнутые из печатных СМИ.

2)

И для пожилых, и для молодых граждан основной канал получения информации – телевидение.

3)

Для граждан более молодого возраста значимым источником информации стали ресурсы Интернета. (правильный ответ)

4)

Люди старшего возраста в большей степени, чем молодежь, доверяет информации, полученной от друзей и коллег.

3.4 Читательские умения

Читательские умения проверялись в работе с использованием двух текстов естественнонаучного характера, к которым предлагалось 11 заданий. В таблице 8 приведены результаты выполнения по отдельным группам заданий, проверяющих читательские умения, в сравнении с результатами стартовой диагностики 5 классов.

Таблица 8

Проверяемые умения

Средний процент

выполнения

10 класс

5 класс

Извлечение из текста информации, заданной в явном виде

49%

60%

Извлечение из текста информации, заданной в неявном виде. Сопоставление информации, содержащейся в разных текстах (частях текста). Установление соответствия между информацией, заданной в явном и неявном виде

58%

70%

Применение информации из текста и имеющегося запаса знаний для объяснений, решения задач учебно-познавательного и учебно-практического характера

20,7%

-

Сравнивая результаты диагностик в 5 и 10 классах, получаем, что читательская грамотность к концу обучения в основной школе понизилась по сравнению с результатами на конец обучения в начальной школе. Особенно удивительным кажется факт снижения процента выполнения заданий на извлечение информации в явном виде. Так, например, только 55% десятиклассников сумели найти ответ на вопрос: «Какой из газов играет наибольшую роль в парниковой эффекте атмосферы Земли?» (см. пример 5). Тогда как в тексте явно указывалось: «Пары воды поглощают около 62% инфракрасного излучения, что способствует нагреву нижних слоев атмосферы. За водяным паром в списке парниковых газов следует углекислый газ (СО2), поглощающий в прозрачном воздухе 22% инфракрасного излучения Земли».

Пример 5 (55% выполнения)

Какой из газов играет наибольшую роль в парниковом эффекте атмосферы Земли?

1)

азот

2)

кислород

3)

углекислый газ

4)

водяной пар (правильный ответ)

Еще один пример на извлечение информации в явном виде. В тексте о процессе кипения говорится, что "кипение начинается при той температуре, когда пузырьки газа имеют возможность расширяться, а это происходит, если давление насыщенного пара вырастет до атмосферного давления". Но только 44 % учащихся смогли ответить на вопрос о температуре кипения (пример 6).

Пример 6 (44% выполнения)

Температура кипения – это температура,

1)

равная 100 °С

2)

при которой жидкость переходит в пар

3)

при которой давление насыщенного пара равно атмосферному давлению (правильный ответ)

4)

при которой практически отсутствует процесс конденсации пара

Можно отметить ряд факторов, которые объясняют снижение процента выполнения заданий на читательскую грамотность:

·  во-первых, достаточно высокий уровень сложности естественнонаучных текстов для 10 класса;

·  во-вторых, читательские умения в начальной школе формировались (и в 5 классе проверялись) преимущественно на литературных текстах;

·  в-третьих, тексты в диагностических тестах для 10 классов в отличие от текстов в тестах для 5 класса размещались в последней части работы, и большая часть десятиклассников не приступали к выполнению заданий с развернутым ответом к тексту.

Для выполнения заданий на применение информации из текста и имеющегося запаса знаний для объяснения и решения задач учебно-познавательного и учебно-практического характера необходимы как высокий уровень сформированности читательских умений, так и определенный запас предметных знаний. Формирование умений выполнять эту группу заданий является одной из задач старшей школы.

4. Сравнительный анализ овладения метапредметными умениями
учащимися с разным уровнем подготовки

На диаграмме 3 показана зависимость среднего тестового балла школьников от средней школьной оценки по группе предметов, используемых в диагностике. Линейный характер зависимости свидетельствует о том, что школьная успеваемость хорошо коррелирует с уровнем сформированности познавательных метапредметных умений.

Диаграмма 3

По результатам выполнения диагностической работы было выделено три группы учащихся по уровням подготовки: низкий, средний и высокий.

Группа учащихся с низким уровнем подготовки составила 1103 ученика или 9% от общего числа участников тестирования. Группа со средним уровнем подготовки наиболее многочисленна и составляет 8464 человека или 71% от общего числа тестируемых. Группа учащихся с высоким уровнем подготовки составила по результатам итоговой работы 2434 человека (20%) от общего числа участников тестирования.

На диаграмме 4 приведены сравнительные данные о результатах выполнения заданий учащимися, продемонстрировавшими различный уровень подготовки.

Диаграмма 4

Как видно из диаграммы, группы заданий, используемые в диагностике, хорошо дифференцируют учащихся по всем проверяемым познавательным метапредметным умениям.

Учащиеся с низким уровнем подготовки наиболее успешно справились с заданиями на установление причинно-следственных связей и на интерпретацию информации, представленной в виде таблиц, графиков, диаграмм (задания были построены на результатах социологических опросов и не требовали применения предметных знаний). Невыполнимыми для этой группы учащихся оказались задания с развернутым ответом на планирование самостоятельного эксперимента и на применение информации из текста и имеющегося запаса знаний для решения задач учебно-практического характера.

Учащиеся со средним уровнем подготовки достигли 60% выполнения для групп заданий, проверяющих метапредметные умения формулировать выводы по результатам эксперимента, устанавливать причинно-следственные связи, сопоставлять информацию, содержащуюся в разных частях текста, а также интерпретировать информацию, представленную в графическом виде.

Учащиеся с высоким уровнем подготовки справились со всеми группами заданий не менее чем на 40%, а для большинства заданий процент выполнения превысил 60%.

Выводы и рекомендации:

1.  По итогам выполнения диагностической работы 71% учащихся продемонстрировали средний уровень подготовки и 20% – высокий уровень. Соответственно, можно говорить о достаточно хорошей адаптации учащихся к обучению в старшей школе по новым образовательным стандартам.

2.  Результаты выполнения диагностической работы показывают, что наиболее успешно десятиклассники справляются с заданиями, проверяющими умения формулировать вывод по результатам экспериментальных и социологических исследований, выявлять причинно-следственные связи, сопоставлять информацию из разных частей текста, интерпретировать графическую информацию.

3.  По итогам диагностики отмечаются дефициты в выполнении заданий, требующих самостоятельного описания хода опытов, классификации и определения структуры объектов познания, применения информации из текста при решении задач практико-ориентированного содержания и комбинирования алгоритмов действий с использованием математического аппарата при решении проблем.

4.  По результатам диагностики можно рекомендовать в рамках предметного обучения увеличить долю заданий для текущего контроля, проверяющих читательскую грамотность, общелогические приемы познания, методологические умения, а также заданий, обучающих решению проблем, опирающихся на ситуации жизненного характера.