Các phương
pháp tiếp cận cơ bản để đánh giá khả năng đọc hiểu khoa học
Đánh giá khả năng đọc viết khoa học tự nhiên của học sinh
trong nghiên cứu dựa trên định nghĩa sau của khái niệm này:
Khả năng hiểu biết về khoa học tự nhiên là khả năng một
người thực hiện một vị trí công dân tích cực về các vấn đề liên quan đến sự
phát triển của khoa học tự nhiên và ứng dụng các thành tựu của họ, sự sẵn sàng
quan tâm đến các ý tưởng khoa học tự nhiên. Một người hiểu biết về khoa học tự
nhiên tìm cách tham gia vào một cuộc thảo luận hợp lý về các vấn đề liên quan
đến khoa học tự nhiên và công nghệ, đòi hỏi anh ta phải có các năng lực sau:
1)
để giải
thích các hiện tượng một cách khoa học;
2)
để hiểu các
tính năng của nghiên cứu khoa học tự nhiên;
3)
diễn giải dữ
liệu một cách khoa học và sử dụng bằng chứng để đưa ra kết luận.
Định nghĩa này ngụ ý các yêu cầu đối với các bài tập để đánh
giá khả năng đọc viết khoa học tự nhiên. Chúng phải nhằm mục đích kiểm tra các
năng lực được liệt kê ở trên và đồng thời dựa trên các tình huống thực tế.
Chính những nhiệm vụ này, được kết hợp thành các khối chuyên đề, tạo nên các
công cụ đo lường của nghiên cứu PІ8A. Khối nhiệm vụ bao gồm mô tả một tình
huống thực tế, được trình bày, như một quy luật, trong một khóa có vấn đề và
một số câu hỏi-nhiệm vụ liên quan đến tình huống này. Hơn nữa, mỗi câu hỏi
nhiệm vụ được phân thành các loại sau:
1) năng lực được đánh giá bởi nhiệm vụ;
2) loại kiến thức khoa học tự nhiên
liên quan đến bài tập;
3) bối cảnh;
4) mức độ nhận thức (hoặc mức độ khó
khăn) của nhiệm vụ.
Mỗi năng lực trong số ba năng lực đặc trưng cho khả năng đọc
viết khoa học tự nhiên bao gồm một tập hợp các kỹ năng cụ thể, có thể được kiểm
tra trực tiếp bằng câu hỏi nhiệm vụ. Những kỹ năng này có thể được xem như một
tập hợp các hành động cơ bản mà một người có trình độ khoa học có thể thực hiện
được. Dưới đây là chi tiết về những năng lực được đánh giá trong nghiên cứu
PІ8A.
1.
Giải
thích khoa học về các hiện tượng
Nhận biết, thúc đẩy và đánh giá các
giải thích cho các hiện tượng tự nhiên và nhân tạo, bao gồm khả năng:
1.
■ Nhớ lại và áp dụng kiến thức
khoa học tự nhiên có liên quan;
2.
■ Nhận biết, sử dụng và tạo ra các
mô hình và biểu diễn giải thích;
3.
■ Đưa ra và xác nhận các dự báo
thích hợp;
4.
■ Đề xuất các giả thuyết giải thích;
5.
■ Giải thích những ứng dụng tiềm
năng của kiến thức khoa học đối với xã
hội.
2.
Hiểu
các đặc điểm của nghiên cứu khoa học tự nhiên
Mô tả và đánh giá nghiên cứu khoa học, đề xuất các phương
pháp khoa học để giải quyết vấn đề, bao gồm khả năng:
1.
■ Nhận ra câu hỏi đang được điều tra
trong một công trình khoa học nhất
định;
2.
■ Phân biệt giữa các câu hỏi có thể
được điều tra bằng khoa học tự nhiên;
3. ■ Đề xuất cách nghiên cứu vấn đề này
một cách khoa học;
4.
■ Đánh giá một cách khoa học các
cách đề xuất để nghiên cứu vấn đề;
5.
■ Mô tả và đánh giá các cách mà các
nhà khoa học sử dụng để đảm bảo độ tin cậy của dữ liệu và độ tin cậy của các
giải thích.
3. Diễn
giải dữ liệu và sử dụng bằng chứng khoa học để đưa ra kết luận
Phân tích và đánh giá thông tin,
tuyên bố và lập luận khoa học và đưa ra kết luận, bao gồm khả năng:
1. ■ Chuyển đổi hình thức trình bày dữ
liệu này sang hình thức trình bày dữ liệu khác;
2. ■ Phân tích, diễn giải dữ liệu và
đưa ra kết luận thích hợp;
3. ■ Nhận ra các giả định, bằng chứng
và lập luận trong các văn bản khoa học;
4. ■ Phân biệt lập luận dựa trên bằng
chứng khoa học với lập luận dựa trên những cân nhắc khác;
5. ■ Đánh giá các luận cứ và bằng chứng
khoa học từ nhiều nguồn khác nhau (ví dụ như báo, internet, tạp chí).
Mỗi năng lực được đánh giá trong bài tập có thể được chứng
minh trên tài liệu kiến thức khoa học thuộc các loại sau:
• Kiến thức cơ bản , kiến
thức về nội dung khoa học liên quan đến các lĩnh vực sau: "Hệ thống vật
lý", "Hệ thống sống" và "Khoa học về Trái đất và Vũ
trụ."
• Kiến thức về quy trình ,
kiến thức về các phương pháp khác nhau được sử dụng để có được kiến thức
khoa học, cũng như các quy trình nghiên cứu tiêu chuẩn.
Các lĩnh vực cơ bản có thể chính thức tương quan với kiến
thức môn học. Vì vậy, "Hệ thống vật lý" chủ yếu là vật chất của vật
lý và hóa học, "Hệ thống sống" - sinh học, "Khoa học về Trái đất
và Vũ trụ" - địa lý, địa chất, thiên văn học. Tuy nhiên, theo quan điểm
của nội dung của các nhiệm vụ PI8A thường có tính chất liên ngành.
Đối với kiến thức thủ tục , nó áp dụng như nhau cho
tất cả các môn khoa học tự nhiên, trước hết, cho phép chúng ta gộp chúng thành
một nhóm và nói cụ thể về khoa học tự nhiên , chứ không phải về một số
môn học hẹp. Trong thực tế của chúng tôi, một tổ hợp kiến thức, kỹ năng và
năng lực liên quan đến loại kiến thức thủ tục thường được kết hợp nhiều hơn
với tiêu đề “Phương pháp nhận thức khoa học”.
Bối cảnh có thể được gọi là khu vực chuyên đề mà tình huống
vấn đề được mô tả trong câu hỏi (nhiệm vụ) thuộc về. Trong nghiên cứu
PІ8A-2015, các tình huống này được nhóm lại theo các ngữ cảnh sau:
1) sức khỏe;
2) tài nguyên thiên nhiên;
3) môi trường;
4) nguy cơ và rủi ro;
5) kết nối khoa học và công nghệ.
Trong trường hợp này, mỗi tình huống có thể được xem xét ở
một trong ba cấp độ: cá nhân (liên quan đến bản thân học sinh, gia đình,
bạn bè), địa phương / quốc gia hoặc toàn cầu (trong đó các hiện
tượng xảy ra ở các khu vực khác nhau trên thế giới được xem xét ). Ví dụ, chúng
ta hãy xem tình huống ở các cấp độ khác nhau liên quan đến bối cảnh của “sự kết
nối giữa khoa học và công nghệ” và loại kiến thức có ý nghĩa (“Hệ thống vật
lý”) như thế nào. Ở mức độ cá nhân, nó có thể được liên kết với hoạt động của các
thiết bị điện gia dụng, nguyên lý hoạt động của cầu chì hoặc miếng đệm làm nóng
nước muối. Ở cấp địa phương / quốc gia - với nguyên tắc là máy phát điện bằng
sức gió hoặc sử dụng các mái nhà tiết kiệm năng lượng. Ở cấp độ toàn cầu - với
việc sử dụng trong công nghệ nguyên lý phản ứng của chuyển động (hoặc định luật
bảo toàn động lượng) hoặc phương pháp thu năng lượng do sự phân hạch của hạt
nhân nguyên tử.
Bối cảnh là một điều kiện rất quan trọng để một bài tập
nghiên cứu đã cho được coi là một bài tập về khoa học văn. Rốt cuộc, đọc hiểu
khoa học tự nhiên (giống như các loại văn học chức năng khác) chỉ giả định khả
năng áp dụng kiến thức trong một tình huống thực tế, chứ không phải trong các
điều kiện trừu tượng tinh vi. Đối với phần sau, các nhiệm vụ (task) thuộc một
loại khác được thiết kế. Một vấn đề khác là bản thân danh sách các bối cảnh có
thể khác hoặc rộng hơn so với danh sách được đề xuất trong nghiên cứu PІ8A.
Chính sự hiện diện của bối cảnh mà tình huống vấn đề được
đặt ra sẽ cung cấp câu trả lời cho câu hỏi tại sao có thể cần đến kiến
thức khoa học tự nhiên này. Nhiệm vụ (nhiệm vụ) ngoài ngữ cảnh - với xe đẩy,
khối, kết nối nối tiếp và song song của dây dẫn, thấu kính mỏng, v.v. - để ngỏ
câu hỏi này, điều này làm cho nhiều học sinh bỏ công sức vào những vấn đề như
vậy là vô nghĩa.
Trong khi đó, đôi khi nó không phải là khó khăn để biến đổi
một điển hình, không có ngữ cảnh , nhiệm vụ thành một ngữ cảnh một.
Hãy cho một ví dụ. Đây là một trong những bài tập vật lý điển hình được cung
cấp tại OGE:
Hai quả cầu rắn có cùng khối lượng,
nhôm (1) và đồng (2), rơi từ cùng độ cao từ trạng thái nghỉ. Lực cản của không
khí không đáng kể. So sánh động năng E 1 và E 2 và tốc độ của quả
bóng và 1 và và 2 ngay trước khi chạm đất.
1) E 1 = E 2 ; và 1 = và 2
2) E 1 = E 2 ; và 1 <và 2
3) E і <E 2 ; và 1 = và 2
4) E 1 <E 2 ; và 1 <
và 2
Ở dạng ngữ cảnh, ý nghĩa tương tự của nhiệm vụ có thể giống
như sau:
Hãy tưởng tượng rằng các phi hành gia trên Mặt trăng được
thả đồng thời hai thùng chứa với các thiết bị cần thiết từ một chiếc máy bay lơ
lửng trên bề mặt. Vật chứa 1 có khối lượng lớn hơn vật chứa 2. So sánh thời
gian để cả hai vật chứa tiếp cận mặt trăng và tốc độ của chúng ngay trước khi
chạm vào bề mặt.
Các tùy chọn trả lời có thể được cung cấp ở đây để dễ dàng
đánh giá.
Các kỹ sư cũng tính toán động năng mà thùng chứa sẽ có khi
nó chạm vào bề mặt. Giải thích tại sao họ làm điều này /
Một lời giải thích phải được đưa ra ở đây.
So sánh động năng của cả hai vật chứa ngay trước khi va vào
bề mặt.
Các tùy chọn trả lời được đưa ra.
Ở dạng này, ví dụ, nhiệm vụ có thể được quy cho bối cảnh
"kết nối giữa khoa học và công nghệ" (vì chúng ta đang nói về việc sử
dụng các thiết bị kỹ thuật), cấp độ toàn cầu (vì du hành vũ trụ là công việc
kinh doanh của toàn bộ hành tinh). Loại kiến thức ở đây là kiến thức có ý
nghĩa (vật lý, cơ học). Các kỹ năng được kiểm tra nằm trong khả năng “giải
thích khoa học về các hiện tượng”. Đồng thời, để giải thích, không chỉ cần vận
dụng các kiến thức vật lý có liên quan mà trên thực tế còn phải sử dụng một
số khái niệm mô hình: tinh thần thay thế các vật chứa đơn giản bằng các vật thể
vật lý, để hiểu được điều đó trong tình huống của Mặt trăng. không nhất thiết
phải quy định cụ thể sự không có lực cản của không khí, và sau đó, ngược lại,
trừu tượng hóa mọi thứ xảy ra trên hành tinh nào và đi đến trường hợp lý tưởng
là một vật thể rơi tự do dưới tác dụng của trọng lực. Khi thực hiện một nhiệm
vụ như vậy trong khuôn khổ kiểm soát hiện tại hoặc cuối cùng, tất nhiên, các
biểu diễn mô hình này có thể được học sinh sử dụng một cách trực quan, vô thức.
Nhưng nếu nhiệm vụ được thảo luận trong lớp học, thì chúng chắc chắn nên được
tập trung vào, vì trên thực tế, chính việc giảm thiểu tình huống xuống mô hình
cho phép bạn giải quyết vấn đề.
Đối với các nhiệm vụ về hiểu biết khoa học tự nhiên trong
nghiên cứu PІ8A , mức độ của các hành động nhận thức mà học sinh phải thực hiện
để hoàn thành nhiệm vụ cũng được xác định. Khó khăn của bất kỳ nhiệm vụ nào là
sự kết hợp giữa sự phức tạp về trí tuệ của chính nó (tức là sự phức tạp của các
thủ tục tinh thần bắt buộc) và lượng kiến thức và kỹ năng cần thiết để hoàn
thành nhiệm vụ. Các cấp độ nhận thức sau được phân biệt:
• Thấp
Thực hiện quy trình một bước, chẳng hạn như nhận biết sự
kiện, thuật ngữ, nguyên tắc hoặc khái niệm hoặc tìm một điểm thông tin trong
biểu đồ hoặc bảng.
• Trung bình
Sử dụng và áp dụng kiến thức khái niệm để mô tả hoặc giải
thích các hiện tượng, lựa chọn các quy trình thích hợp liên quan đến hai hoặc
nhiều bước, giải thích hoặc sử dụng các bộ dữ liệu đơn giản dưới dạng bảng hoặc
đồ thị.
• Cao
Phân tích thông tin hoặc dữ liệu phức tạp, tóm tắt hoặc đánh
giá bằng chứng, biện minh, hình thành kết luận, tính đến các nguồn thông tin
khác nhau , xây dựng kế hoạch hoặc trình tự các bước dẫn đến giải pháp cho một
vấn đề.
Việc xác định mức độ nhận thức, hoặc mức độ khó khăn của một
nhiệm vụ phù hợp với các tiêu chí này đôi khi không phải là một nhiệm vụ dễ
dàng. Thông thường, chúng tôi đánh giá khó khăn này một cách trực quan,
"bằng mắt", hoặc nó được xác định theo kinh nghiệm, tùy thuộc vào tỷ
lệ trẻ em trong một mẫu nhất định thực hiện nhiệm vụ được giao. Xa hơn, việc
đánh giá mức độ nhận thức của nhiệm vụ sẽ được chứng minh bằng các ví dụ cụ
thể.
MÔ HÌNH
NHIỆM VỤ VỀ KHOA HỌC TỰ NHIÊN TRONG VIỆC ĐỊNH DẠNG NGHIÊN CỨU PI8A
Ở dạng tổng quát nhất, mô hình nhiệm vụ đánh giá khả năng
đọc viết khoa học tự nhiên (SNG) trong định dạng nghiên cứu PІ8A có thể được
biểu diễn như sơ đồ sau:
Đồng thời, độ khó của nhiệm vụ (các cấp độ nhận thức) có thể
phụ thuộc vào mức độ phức tạp của việc mô tả tình huống thực tế, lượng kiến
thức có ý nghĩa cần thiết và mức độ cần thể hiện kỹ năng này hoặc kỹ năng đó.
Ví dụ, nếu đề xuất giải thích một cách khoa học về một hiện tượng, thì thứ
nhất, bản thân hiện tượng đó có thể đơn giản hơn hoặc phức tạp hơn, và thứ hai,
nó có thể được giải thích một cách hời hợt, ở mức độ định tính, hoặc, ví dụ, sử
dụng một bộ máy toán học.
Để trình bày rõ hơn các phương pháp xây dựng nhiệm vụ phù
hợp với mô hình này, cũng như ý nghĩa của từng loại nhiệm vụ trong đó có thể
đặc trưng cho các nhiệm vụ, chúng ta sẽ xem xét một trong những nhiệm vụ được
gọi là nhiệm vụ mở về môn khoa học tự nhiên. từ RI8A-2015.
Nhiệm vụ: Hội chứng chết thuộc địa
Bài tập này kiểm tra một hiện tượng gọi là hội chứng chết
đàn ong. Tài liệu giới thiệu bao gồm một văn bản ngắn mô tả hiện tượng và một
biểu đồ trình bày kết quả của một nghiên cứu đã xem xét mối quan hệ giữa việc
sử dụng thuốc trừ sâu imidacloprid và cái chết của đàn ong.
Để trả lời đúng câu hỏi này, học sinh phải đưa ra lời giải
thích rằng hoa không thể hình thành hạt nếu không thụ phấn. Kỹ năng cần có để
trả lời câu hỏi này thuộc nhóm kỹ năng “giải thích hiện tượng một cách khoa
học”, cụ thể là học sinh cần ghi nhớ và vận dụng kiến thức khoa học tự nhiên
phù hợp.
|
Số câu hỏi |
1 |
|
Năng lực |
Giải thích khoa học về các hiện tượng |
|
Loại kiến thức |
Kiến thức cơ bản: hệ thống sống |
|
Định nghĩa bài văn |
Môi trường; địa phương / quốc gia |
|
Mức độ nhận thức |
Trung bình |
|
Dạng câu hỏi |
Với một câu trả lời mở |
Học sinh được khuyến khích chọn một trong ba tùy chọn trong
mỗi menu thả xuống để thể hiện sự hiểu biết về câu hỏi đang được điều tra trong
thí nghiệm này. Vì vậy, để hoàn thành nhiệm vụ này, cần vận dụng các kỹ năng
liên quan đến năng lực “vận dụng các phương pháp nghiên cứu khoa học tự nhiên”.
Mỗi menu thả xuống cung cấp ba tùy chọn sau:
• cái chết của đàn
ong;
• nồng độ imidacloprid trong thực
phẩm;
• khả năng miễn dịch của ong với
imidacloprid.
Câu trả lời đúng là các nhà khoa học đã nghiên cứu ảnh hưởng
của nồng độ imidacloprid trong thực phẩm đến cái chết của đàn ong, và
câu trả lời này cho thấy rằng học sinh đã xác định đúng các biến độc lập và phụ
thuộc trong thí nghiệm này.
|
Số câu hỏi |
2 |
|
Năng lực |
Hiểu các đặc điểm của nghiên cứu khoa
học tự nhiên |
|
Loại kiến thức |
Kiến thức tự tạo |
|
Định nghĩa bài văn |
Môi trường; địa phương / quốc gia |
|
Mức độ nhận thức |
Trung bình |
|
Dạng câu hỏi |
Câu trả lời trắc nghiệm phức tạp |
Câu hỏi này yêu cầu giải thích biểu
đồ với dữ liệu về mối quan hệ giữa nồng độ của thuốc trừ sâu được sử dụng và
thời gian sau đó đàn ong chết. Vì vậy, câu hỏi này nhằm đánh giá kỹ năng liên
quan đến năng lực “diễn giải dữ liệu và sử dụng bằng chứng khoa học để đưa ra
kết luận”.
Câu trả lời đúng là phương án 1:
"Các gia đình tiếp xúc với nhiều imidacloprid có xu hướng chết nhanh
hơn." Kết luận này dựa trên việc phân tích biểu đồ cho thấy trong khoảng
thời gian từ tuần thứ 14 đến tuần thứ 20 của thí nghiệm, tỷ lệ đàn ong chết ở
nồng độ thuốc trừ sâu 400 mg / kg cao hơn so với 20 mg / kg. .
|
Số câu hỏi |
3 |
|
Năng lực |
Diễn giải dữ liệu và sử dụng bằng chứng
khoa học để đưa ra kết luận |
|
Loại kiến thức |
Thủ tục |
|
Định nghĩa bài văn |
Môi trường; địa phương / quốc gia |
|
Mức độ nhận thức |
Trung bình |
|
Dạng câu hỏi |
Trắc nghiệm đơn giản |
Học sinh nên đề xuất một giả thuyết để giải thích cái chết
của đàn ong ở nhóm đối chứng, nghĩa là ở đây kiểm tra một trong những kỹ năng
liên quan đến năng lực “giải thích khoa học về hiện tượng”. Câu trả lời đúng
chỉ ra rằng phải có một số lý do tự nhiên khác dẫn đến cái chết của các đàn ong
được nghiên cứu, hoặc các tổ ong trong nhóm đối chứng không được bảo vệ một
cách đáng tin cậy khỏi tác động của thuốc trừ sâu.
|
Số câu hỏi |
4 |
|
Năng lực |
Giải thích khoa học về các hiện tượng |
|
Loại kiến thức |
Kiến thức cơ bản: hệ thống sống |
|
Định nghĩa bài văn |
Môi trường; địa phương / quốc gia |
|
Mức độ nhận thức |
Trung bình |
|
Dạng câu hỏi |
Với một câu trả lời mở |
Học sinh nên sử dụng kiến thức khoa học liên quan về nhiễm
virut để giải thích hiện tượng được mô tả trong câu hỏi, cụ thể là sự hiện diện
của ADN lạ trong tế bào ong. Đó là, câu hỏi này kiểm tra kỹ năng thuộc về năng
lực "giải thích khoa học về các hiện tượng." Ở đây, lựa chọn thứ ba
là lựa chọn đúng: "DNA không phải của ong đã được tìm thấy trong tế bào
của những con ong."
|
Số câu hỏi |
số năm |
|
Năng lực |
Giải thích khoa học về các hiện tượng |
|
Loại kiến thức |
Kiến thức cơ bản: hệ thống sống |
|
Định nghĩa bài văn |
Môi trường; địa phương / quốc gia |
|
Mức độ nhận thức |
Trung bình |
|
Dạng câu hỏi |
Trắc nghiệm đơn giản |
Như
một bình luận bổ sung cần thiết về nhiệm vụ này, cần phải nói rằng bản thân
tình huống được mô tả là tài liệu không quen thuộc với học sinh, và chính trên
tài liệu mới này, họ được mời thể hiện kiến thức và kỹ năng của mình. Đây có
thể coi là những điều kiện điển hình để chứng tỏ khả năng hiểu biết khoa học.
Theo cùng một mô hình, các nhiệm vụ mới có thể được phát
triển: cả chủ yếu dựa trên nội dung của một chủ đề duy nhất và những nhiệm vụ
liên ngành.