L’indagine OCSE PISA:competenze scientifiche e linguistiche

Stefania Pozio

Come è definita la literacy in PISA 2006

Per literacy scientifica di un individuo PISA intende:• l’insieme delle sue conoscenze scientifiche e l’uso di

tali conoscenze per identificare domande scientifiche, per acquisire nuove conoscenze, per spiegare fenomeni scientifici e per trarre conclusioni basate sui fatti riguardo a questioni di carattere scientifico;

• la sua comprensione dei tratti distintivi della scienza intesa come forma di sapere e d’indagine propria degli esseri umani;

• la sua consapevolezza di come scienza e tecnologia plasmino il nostro ambiente materiale, intellettuale e culturale;

• la sua volontà di confrontarsi con temi e problemi legati alle scienze, nonché con le idee della scienza, da cittadino che riflette.

• Traguardi per lo sviluppo delle Traguardi per lo sviluppo delle competenze al termine della scuola competenze al termine della scuola secondaria di primo gradosecondaria di primo grado

• L’alunno ha padronanza di tecniche di sperimentazione, di L’alunno ha padronanza di tecniche di sperimentazione, di raccolta e di analisi dati, sia in situazioni di osservazione e raccolta e di analisi dati, sia in situazioni di osservazione e monitoraggio, sia in situazioni di laboratorio;monitoraggio, sia in situazioni di laboratorio;

• Utilizza in contesti diversi uno stesso strumento Utilizza in contesti diversi uno stesso strumento matematico o informatico;matematico o informatico;

• Esplicita, affronta e risolve situazioni problematiche sia in Esplicita, affronta e risolve situazioni problematiche sia in ambito scolastico che nell’esperienza quotidiana;ambito scolastico che nell’esperienza quotidiana;

• Sviluppa semplici schematizzazioni, modellizzazioni, Sviluppa semplici schematizzazioni, modellizzazioni, formalizzazioni logiche e matematiche dei fatti e dei formalizzazioni logiche e matematiche dei fatti e dei fenomeni, applicandoli anche ad aspetti della vita fenomeni, applicandoli anche ad aspetti della vita quotidiana.quotidiana.

• Conosce i principali problemi legati all’uso delle scienze Conosce i principali problemi legati all’uso delle scienze nel campo dello sviluppo tecnologico ed è disposto a nel campo dello sviluppo tecnologico ed è disposto a confrontarsi con curiosità e interesse.confrontarsi con curiosità e interesse.

Indicazioni per il curricolo

Competenze complesse e funzionali

• “Che cosa è importante che un cittadino conosca, a che cosa è importante che dia valore e che cosa è importante che sia in grado di fare, in situazioni che richiedono il ricorso alla scienza e alla tecnologia o che sono in qualche modo da esse determinate?”

• Le competenze che costituiscono il nucleo centrale della definizione di literacy scientifica di PISA 2006 sono fondamentali per rispondere a questa domanda. Esse si riferiscono a quanto gli studenti sappiano:

individuare questioni di carattere scientifico

dare una spiegazione scientifica dei fenomeni

usare prove fondate su dati scientifici  

Terminologia in PISA 2006

• L'espressione “conoscenze scientifiche” è sempre usata nel Quadro di Riferimento per designare contemporaneamente la conoscenza della scienza e la conoscenza sulla scienza.

• Per conoscenza della scienza s’intende una conoscenza del mondo naturale che attraversi gli ambiti principali della fisica, della chimica, delle scienze biologiche, delle scienze della Terra e dell’Universo, nonché della tecnologia.

• Per conoscenza sulla scienza, invece, s’intende la conoscenza dei mezzi (indagine scientifica) e dei fini (spiegazioni di carattere scientifico) della scienza.

4 aspetti interconnessi

Contesto

Situazioni di vita che

hanno a che fare con la scienza e la tecnologia

Competenzeindividuare questioni di carattere scientificodare ai fenomeni una spiegazione scientifica usare prove basate su dati scientifici

ConoscenzeConoscenze sul mondo naturale(conoscenza della scienza)Conoscenze sulla scienza in quanto tale(conoscenza sulla scienza)

Atteggiamenti(Risposta alle questioni di carattere scientifico) interessesostegno alla ricerca scientificaresponsabilità

Richiede alle persone di

Il modo in cui lo fanno è influenzato

da

• Presupposto di un efficace Presupposto di un efficace insegnamento/apprendimento delle scienze è insegnamento/apprendimento delle scienze è un’interazione diretta degli alunni con gli oggetti un’interazione diretta degli alunni con gli oggetti e le idee coinvolti nell’osservazione e nello e le idee coinvolti nell’osservazione e nello studio.studio.

• E’ necessario che ci siano spazi fisici adatti alle E’ necessario che ci siano spazi fisici adatti alle esperienze concrete e alle sperimentazioni.esperienze concrete e alle sperimentazioni.

• I tempi e le modalità di lavoro devono dare I tempi e le modalità di lavoro devono dare ampio margine alla discussione e al confronto. ampio margine alla discussione e al confronto.

Indicazioni per il curricolo

• Il coinvolgimento degli studenti con i fenomeni rafforza e sviluppa la comprensione del fenomeno stesso e aiuta a individuare problemi significativi a partire dal contesto esplorato e a prospettarne soluzioni.

Indicazioni per il curricolo

Competenza PISA: individuare questioni di

carattere scientifico

Competenza PISA:dare una spiegazione scientifica

dei fenomeni

400 450 500 550

410 Messico424 Turchia473 Grecia474 Portogallo475 Italia486 Lussemburgo487 Norvegia488 Spagna488 Rep. Slovacca489 Stati Uniti491 Islanda495 Francia496 Danimarca496 Polonia500 Media OCSE503 Svezia504 Ungheria508 Irlanda510 Belgio511 Austria512 Svizzera513 Rep. Ceca515 Regno Unito516 Germania522 Corea525 Paesi Bassi527 Australia530 N. Zelanda531 Giappone534 Canada563 Finlandia

Intervallo Confidenza Inferiore

Intervallo Confidenza Superiore

Risultati in scienze (medie) in PISA 2006

QUADRO SINTETICO DEI RISULTATI 2006 - SCIENZE L’Italia nel quadro internazionale

• Paesi con risultati significativamente più alti dell’Italia

Grecia

Portogallo

Paesi con risultatinon significativamente diversi dall’Italia

Hong Kong -Finlandia – Corea

Paesi Bassi – Giappone - C

anada

Belgio – Svizzera - A

ustralia

Nuova Zelanda - Repubblica Ceca

Danimarca – Francia – S

vezia

Germania – Spagna – S

tati Uniti

Serbia - Bulgaria

Turchia - Uruguay

Indonesia -Thailandia

Tunisia - Messico

Brasile

Paesi con risultati significativamente più bassi dell’Italia

Confronto tra le medie di strato e alcuni paesi di riferimento per Scienze

400

420

440

460

480

500

520

540

560

580F

inla

ndia

Pae

si B

assi

ITA

LIA

- N

ord

Est

Ger

man

ia

Rep

ubbl

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Cec

a

Aus

tria

Irla

nda

Ung

heria

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ITA

LIA

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Gre

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ITA

LIA

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ud

Ser

bia

ITA

LIA

- S

ud Is

ole

Tur

chia

Risultati in scienze (livelli) in PISA 2006

7,3

5,2

4,1

4,7

6,6

18

14,1

3,6

11,3

11,9

14,9

14,5

27,6

24

13,6

21,4

21,8

27,4

22,8

27,4

27,4

29,1

27,9

25,9

30,2

27,2

15,1

20,3

32,2

23,6

21,8

17,9

20,9

4,2

7,7

17

10

4,5

7,2

4,8

0,5

10,9

0,8

0,3

2,9

1,8

0,4

1,3

3,9

0% 20% 40% 60% 80% 100%

Italia

OCSE

Finlandia

Germania

Regno Unito

Spagna

Francia

<1123456

PIOGGE ACIDE La fotografia qui sotto mostra alcune statue dette Cariatidi, erette sull’Acropoli di Atene più di 2500 anni fa. Queste statue sono fatte di un tipo di roccia che si chiama marmo. Il marmo è composto di carbonato di calcio.

Nel 1980, le statue originali, che erano state corrose dalle piogge acide, sono state trasferite all’interno del museo dell’Acropoli e sostituite da copie.

Marbre manquant

Tipo di quesito: risposta aperta articolata

Competenza: usare prove basate su dati scientifici

Conoscenze: conoscenza della scienza

Categoria: sistemi fisici

Livello di competenza: 3

Domanda 2: PIOGGE ACIDE S485Q02 – 0 1 2 9

Le piogge normali sono leggermente acide perché hanno assorbito parte del diossido di carbonio (anidride carbonica) presente nell’aria. Le piogge acide sono più acide delle piogge normali perché hanno assorbito anche altri gas, come gli ossidi di zolfo e gli ossidi di azoto.

Da dove provengono gli ossidi di zolfo e di azoto presenti nell’aria?

................................................................................................................................

................................................................................................................................

PIOGGE ACIDE: INDICAZIONI PER LA CORREZIONE D2

Punteggio pieno

Codice 2: Lo studente menziona uno qualunque fra: gas di scappamento delle auto, emissioni di gas delle fabbriche, combustione di combustibili fossili - quali petrolio o carbone - gas emessi dai vulcani o altre cose di questo genere. Bruciare carbone e gas. Gli ossidi nell’aria provengono dall’inquinamento causato dalle fabbriche e dalle industrie. Vulcani. Fumi provenienti da centrali elettriche [Con il termine “centrali elettriche” si intendono quelle alimentate da combustibili fossili.] Vengono dalla combustione di materiali contenenti zolfo e azoto.

Punteggio parziale

Codice 1: Risposte che riportino una fonte di inquinamento giusta e una sbagliata.

Domanda  3: PIOGGE ACIDEUna scaglia di marmo ha una massa di 2,0 grammi prima di essere immersa per una notte nell’aceto. Il giorno dopo, la scaglia viene tolta dall’aceto e asciugata. Quale sarà la massa della scaglia di marmo asciutta?

A.Meno di 2,0 grammi.B.Esattamente 2,0 grammi.C.Tra 2,0 e 2,4 grammi.D.Più di 2,4 grammi.

Tipo di quesito: scelta multipla

Competenza: dare una spiegazione scientifica ai fenomeni

Conoscenze: conoscenza della scienza

Categoria: sistemi fisici

Livello di competenza: 2

PIOGGE ACIDE: INDICAZIONI PER LA CORREZIONE D3

Punteggio pienoCodice 1: A. Meno di 2,0 grammi.

Domanda 5: PIOGGE ACIDE

Gli studenti che hanno fatto questo esperimento hanno immerso per una notte scaglie di marmo anche in acqua pura (distillata).

Spiega perché gli studenti hanno inserito anche questa fase nel loro esperimento.

.....................................................................................................

................................................................................................................................

PIOGGE ACIDE: INDICAZIONI PER LA CORREZIONE D5

Punteggio pieno

Codice 2: Per poter fare un confronto con il test dell’aceto e del marmo e quindi dimostrare che l’acido (l’aceto) è indispensabile affinché ci sia la reazione. Per essere sicuri che l’acqua piovana deve essere acida come le piogge acide per provocare questa reazione. Per vedere se i buchi nelle scaglie di marmo possono essere stati causati da qualcosa di diverso. Perché dimostra che le scaglie di marmo non reagiscono con qualsiasi liquido, infatti l’acqua è neutra.

Punteggio parziale

Codice 1: Per poter fare un confronto con il test dell’aceto e del marmo, ma senza spiegare che l’esperimento vuol dimostrare che l’acido (aceto) è indispensabile affinché ci sia la reazione.

Tipo di quesito: risposta aperta articolata

Competenza: individuare questioni di carattere scientifico

Conoscenze: conoscenza sulla scienza

Categoria: l’indagine scientifica

Livello di competenza: 3/6

Come rispondono gli studenti

Paesi Pioggie Acide Dom. 5 Difficoltà 529Livello 3

Pioggie AcideDom. 5Difficoltà 717Livello 6

Pioggie AcideDom. 5

% p.parziale

E. S. % p. pieno

E. S. % Omesse

E. S.

Italia 32,7 0,9 16,2 0,9 29,2 1,2

Finlandia 60,1 1,4 8,2 0,8 10,4 0,9

Giappone 32,3 1,3 19,3 1,2 29,8 1,3

Media OCSE 43,0 0,2 14,0 0,2 17,3 0,2

Quadro teorico di riferimento del TIMSS

• Contenuto delle prove:– biologia (35%)– chimica (20%)– fisica (25%)– scienze della Terra (20%).

Quadro teorico di riferimento del TIMSS

• Dimensione cognitiva che specifica i processi di pensiero:– Conoscere: riguarda fatti, procedure e concetti che lo studente

deve sapere;– Applicare: si focalizza sulla capacità dello studente di applicare

conoscenze e concetti a situazioni problematiche;– Ragionare: va oltre la risoluzione di problemi di routine, per

arrivare a situazioni non familiari, contesti complessi e problemi a più stadi.

Contenuto: Chimica

Dominio cognitivo: Ragionare

Tipo di quesito: a risposta aperta

IEA TIMSS – III media

IEA TIMSS – III media

Contenuto: Fisica

Dominio cognitivo: Applicare

Tipo di quesito: a risposta aperta

Risultati Italiani in ScienzeTIMMS 2003 e PISA 2003 e 2006

  TIMSS 2007Quarto anno

TIMSS 2007Ottavo anno

Pisa 2003Quindici anni

Pisa 2006Quindici anni

  Media Err. St.

Media Err.St.

Media Err.St.

Media Err.St.

Nord-Ovest 541 4.9 509 4.5 533 5.2 501 4.1

Nord Est 556 5.4 527 7.1 533 7.7 520 2.8

Centro 536 5.8 506 3.7 497 5.3 486 8.0

Sud 532 8.8 477 6.1 447 8.7 448 3.7

Sud e Isole 507 8.7 462 8.0 440 6.0 432 4.6

Italia 535 3.2 495 2.8 486 3.1 475 2.0

Media Int. oMedia OCSE

489 0.9 474 0.6 500 0.6500 0.5

Nazione migliore

565 5.5 578 4.3 548 1.9 563 2.0

Singapore Singapore Finlandia Finlandia

Cosa influenza i risultati italiani in Scienze?

TIMSS 2003Quarto anno

TIMSS 2003Ottavo anno

Pisa 2003Quindici anni

Numero di libri a casa?

% IT

Media IT

% Int.

MediaInt.

% IT

MediaIT

% Int.

MediaInt.

% IT

MediaIT

% OCSE

MediaOCSE

0-10 18 498 18 453 13 457 18 438 9 416 12 419

11-25 33 511 24 430 29 474 26 458 17 449 16 449

25-100 27 525 31 502 25 497 27 483 32 482 30 494

101-200 11 531 14 507 14 502 13 498 20 506 18 524

201-500 10 525 12 518 19 524 15 506 13 536 14 558

+ di 500* 8 544 8 565

* Questa categoria è usata solo da PISA, il TIMSS si arresta alla categoria precedente espressa come “+di 200”.

Uso del libro di testo da parte degli insegnanti di scienze

(% di studenti)In 4° elementare In 3° media

Italia Internazionale Italia Internazionale

Mai 7% 18% 1% 5%

Come base principale per la lezione

32% 56% 63% 56%

Come risorsa aggiuntiva 61% 26% 36% 39%

Attività svolte in classe una o + volte al mese

4° elementareITALIA

4° elementareInternazionale

3° media ITALIA

8° annoInternazionale

STU% INS% STU% INS% STU% INS% STU% INS%

Guardare l’insegnante che svolge un esperimento

69 18 69 23 26 7 64 38

Progettare un esperimento o una ricerca

47 25 50 28 16 10 49 31

Fare un esperimento o una ricerca

49 30 50 39 13 6 57 54

Lavorare con altri studenti in piccoli gruppi per una ricerca o un esperimento a scuola

42 24 57 44 12 7 59 57

Scrivere spiegazioni rispetto al perché è accaduto qualcosa che si è osservato

78 79 69 64 32 23 66 61

Collegare quello che si sta apprendendo in scienze con la vita quotidiana degli studenti

* 44 * 67 35 64 57 76

Percentuali di studenti e di insegnanti che dichiarano di svolgere le attività proposte minimo

una volta al mese

Indicazioni nazionali

• Poiché i saperi caratteristici delle scienze naturali e sperimentali sono a carattere enciclopedico, è opportuno selezionare alcuni temi (campi di esperienza) sui quali lavorare a scuola in modo diretto e progressivamente approfondito, in continuità attraverso gli anni della scuola.

400 450 500 550

410 Messico447 Turchia460 Grecia461 Spagna466 Rep. Slovacca469 Italia472 Portogallo479 Lussemburgo482 Ungheria483 Rep. Ceca484 Norvegia484 Islanda488 Francia490 Austria492 Media OCSE494 Danimarca495 Germania495 Regno Unito498 Giappone499 Svizzera501 Belgio507 Paesi Bassi507 Svezia508 Polonia513 Australia517 Irlanda521 N. Zelanda527 Canada547 Finlandia556 Corea

Intervallo Confidenza Inferiore

Intervallo Confidenza Superiore

Risultati in lettura (medie) in PISA 2006

Competenza in lettura

• “Reading literacy": si riferisce alla comprensione, all’utilizzo e alla riflessione su testi scritti al fine di raggiungere i propri obiettivi, di sviluppare le proprie conoscenze e le proprie potenzialità e di svolgere un ruolo attivo nella società.

• La "reading literacy" non è più considerata un'abilità che si acquisisce unicamente nell'infanzia, durante i primi anni di scuola, ma piuttosto come un insieme di conoscenze, abilità e strategie in continua evoluzione, che gli individui sviluppano nel corso della vita, attraverso le interazioni con i pari e con i gruppi più ampi di cui fanno parte.

LAVORO

Usa le informazioni sulla forza di lavoro di un paese, alla pagina precedente, per rispondere alle seguenti domande.

Il seguente diagramma ad albero mostra la struttura della forza di lavoro di un paese o della “popolazione attiva”. Nel 1995, la popolazione totale del paese era di circa 3,4 milioni di abitanti.

Struttura della forza di lavoro – marzo 1994/marzo 1995 (x1.000)1

Domanda 4: IL LAVORO R088Q04- 0 1 2 3

In quale parte del diagramma ad albero potrebbero eventualmente essere inserite le persone elencate nella tabella seguente?

Indica la tua risposta segnando con una croce la casella corretta. La prima risposta è già fornita come esempio. ‘Nella forza di

lavoro: occupato’

‘Nella forza di lavoro:

disoccupato’

‘Non nella forza di lavoro’

‘Non compreso in alcuna categoria’

Un cameriere di 35 anni a tempo parziale.

Una donna d’affari di 43 anni che lavora 60 ore a settimana

Uno studente a tempo pieno di 21 anni

Un attore di 25 anni che ha terminato di recente un film e sta cercando lavoro

Una donna di 55 anni che non ha mai lavorato o voluto lavorare fuori casa.

Una nonna di 80 anni che lavora ancora poche ore al giorno alla bancarella che la sua famiglia ha al mercato.