L’indagine OCSE-PISA: il framework e i risultati per le scienze
Le competenze nelle scienze e l’indagine PISA 2003
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Le competenze nelle scienze e lindagine PISA 2003Mario Branca, Dipartimento di Chimica dellUniversit di Sassari, SSIS Sardegna sezione di Sassari.
Perugia 28 aprile 2005
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Frazione degli studenti iscritti a corsi di laurea ad orientamento scientifico:
50% nellAA 1951/5230% nellAA 2000/01
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andamento delle iscrizioni dal 1989/90 al 2000/01 chimica da 2274 a 1293 fisica da 3216 a 1428 matematica da 4396 a 1611www.miur.it/ustat
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Sar difficile far fronte alla crescente richiesta da parte delle imprese di ricercatori e tecnici di alta qualificazione scientifica.
Spopolamento delle Universit a causa del turn-over generazionale.
Difficolt al reperimento un numero sufficiente di docenti qualificati di materie scientifiche nella Scuola di ogni ordine e grado.La crisi delle vocazioni scientifiche un fenomeno che preoccupa il Nord del Mondo.
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Possibili cause un fenomeno internazionale, ma lItalia investe meno degli altri paesi in ricerca e sviluppo.
Scarso interesse da parte degli studenti.
ma probabilmente anche senso di inadeguatezza da parte degli allievi.
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Indagini internazionali PISA 2003 http://www.pisa.oecd.org
EDUCATION AT A GLANCE 2004www.oecd.org/edu/eag2004
TIMSS http://www.cede.it/ricerche-internazionali/iea-timssIndagini nazionaliINVALSI
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PISA (Programme for International Student Assessment)OECD (Organization for Economic Co-operation and Development) Il programma internazionale dellOECD, per il monitoraggio delle acquisizioni degli Studenti, denominato PISA si prefigge come obiettivo di verificare in che misura i giovani che concludono la scuola dellobbligo o si avvicinano alla fine del ciclo obbligatorio (14 o 15 anni), abbiano acquisito le conoscenze e le capacit necessarie per svolgere un ruolo attivo nella societ, valutando le competenze funzionali nella lettura, nella matematica e nelle scienze. I risultati si basano sui dati raccolti nel corso del 2003.
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Risultati nella scala delle scienze PISA 2003ITALIANord Ovest533Nord Est533Centro497Sud444Sud Isole440Media OECD500
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Ma che cosa stato chiesto nel PISA ai nostri ragazzi?
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Il PISA che accerta le competenze scientifiche cos costruitoProcessi : processi mentali che sono coinvolti nel fare domande o affermazioni:1 individuare questioni che possono essere studiate scientificamente.2 Identificare prove necessarie in una indagine scientifica.3 Trarre o valutare conclusioni4 Comunicare conclusioni valide5 Dimostrare comprensione di concetti scientificinces.ed.gov/surveys/pisa/ pdf/PISA_Science_Concepts_Items.pdf
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b. Contenuti o conoscenze scientifiche e comprensioni concettuali che sono richieste nellusare quei processi:Struttura e propriet della materia.Variazioni atmosferiche.Trasformazioni chimiche e fisiche.Trasformazioni energetiche.Forza e movimento.Forma e funzione.Biologia umana.Trasformazioni fisiologiche.Biodiversit.Controllo genetico.Ecosistemi.La terra e il suo posto nelluniverso.Trasformazioni geologiche.
nces.ed.gov/surveys/pisa/ pdf/PISA_Science_Concepts_Items.pdf
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c. Situazioni :si definisce situazione scientifica un fenomeno del mondo reale nel quale la scienza pu essere applicata. Le aree di applicazione delle scienze sono state raggruppate in tre gruppi:Scienze della vita e della salute, salute, malattie e nutrizione, mantenimento e uso sostenibile delle specie; interdipendenza di sistemi fisici e biologici.Scienza della terra e dellambiente, inquinamento, produzione e perdita dei suolo, tempo e climaScienza e tecnologia: biotecnologia, uso dei materiali e rifiuti, uso dellenergia, trasportinces.ed.gov/surveys/pisa/ pdf/PISA_Science_Concepts_Items.pdf
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I Quesiti proposti
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Diario di Semmlweis"Luglio 1846. La prossima settimana diventer "Herr Doktor" nel primo reparto della clinica di maternit dell'Ospedale generale di Vienna. Mi sono spaventato quando ho conosciuto la percentuale dei pazienti morti in questa clinica. Questo mese su 208 madri 36 sono morte di febbre puerperale. Dare alla nascita un bambino e pericoloso come una polmonite
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Il tracciato tratto dal diario di Ignazio Semmelweis (1818-1865) e illustra l'effetto devastante della febbre puerperale, un malattia contagiosa che fa morire molte donne dopo il parto. Semmelweis raccoglie i dati sui numeri di decessi a causa di febbri puerperali nel primo e secondo reparto (vedi diagramma).percentuale di decessi a causa di febbri
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I medici, compreso Semmelvweis, erano completamente all'oscuro circa le cause delle febbri puerperali.Ancora dal diario di Semmelweis:
Dicembre 1846. Perch cos tante donne muoiono a causa di queste febbri senza che vi siano stati problemi durante il parto? Da secoli la scienza ci dice che un'invisibile epidemia che ammazza le madri. La causa pu essere un qualche fattore nell'aria o in una qualche influenza extraterrestre o in un movimento della terra stessa, un terremoto.
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Noi oggi sappiamo che sono causate dalle condizioni igieniche. Ma al tempo di Semmelweis, molte persone, anche scienziati non lo sapevano. Tuttavia, Semmelweis sapeva che era improbabile che le febbri fossero causate da influenze extraterrestri o da un terremoto. Mostr i dati raccolti (vedi diagramma) e li us per cercare di persuadere i suoi colleghi.Oggigiorno nessuno considera come possibile causa delle febbre un'influenza extraterrestre o un terremoto.
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Nel quesito si richiede allo studente di utilizzare i dati forniti per:a) Valutare differenti punti di vistab) collegare sistematicamente i dati a conclusioni possibili utilizzando una catena di ragionamenti non fornita agli studenti.
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DOMANDA 1: DIARIO DI SEMMELWEISProcesso:Valutare evidenze/dati scientifici. Concetti:Scienza della vita e salute (biologia animale)
Supponiamo che voi siate Semmelweis. Fornite un motivo (basato sui dati raccolti da Semmelweis) per il quale improbabile che le febbri puerperali siano causate dai terremoti.
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Punteggio.
RISPOSTE PIENAMENTE CORRETTEUna risposta che faccia riferimento al diverso numero di decessi (in percentuale) in entrambi i reparti.
RISPOSTE PARZIALMENTE CORRETTE risposte che indicano che i terremoti non sono frequentirisposte che indicano che i terremoti colpirebbero anche le persone al di fuori dei repartirisposte che indicano che durante i terremoti, i maschi non soffrono di febbri puerperali
RISPOSTE NON CORRETTErisposte che affermano soltanto che i terremoti non causano febbre.risposte che soltanto affermano che le febbri possono avere altra causa.risposte che sono combinazione delle precedenti.
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Supponiamo che voi siate Semmelweis. Fornite un motivo (basato sui dati raccolti da Semmelweis) per il quale le febbri puerperali improbabile che siano causate dai terremoti.
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Testo 2 del diario di Semmelweis:
Parte della ricerca nell'ospedale era la dissezione. Il cadavere delle persone decedute viene aperto per trovare le cause del decesso. Semmelweis annota che gli studenti che operano nel primo reparto e visitano le donne che hanno appena partorito usualmente prendono parte alla dissezione delle donne morte il giorno prima. Inoltre non si curano di lavarsi dopo la dissezione. Molti di loro, per mostrare la loro laboriosit, sono fieri del fatto che si potesse sentire su di loro l'odore della camera mortuaria.
Uno degli amici di Semmelweil mor dopo essersi tagliato durante una dissezione. La dissezione del suo corpo mostr gli stessi sintomi delle madri morte di febbre puerperale. Ci forn a Semmelweil una nuova idea.
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DOMANDA 2Processo: individuazione dei quesitiConcetti: Scienze della vita e salute (biologia Umana)
A Semmelweis viene una nuova idea che collega il comportamento degli studenti con le morti delle donne nei reparti di maternit.
Qual quest'idea?Se gli studenti si lavassero dopo le dissezioni si osserverebbe un decremento nelle febbri puerperali.Gli studenti non dovrebbero partecipare alle dissezioni perch potrebbero tagliarsi.Gli studenti puzzano perch dopo le dissezioni non si lavanoGli studenti volendo dimostrare la loro industriosit sono meno attenti nell'esaminare le donne.
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RISPOSTA CORRETTA: 1.Se gli studenti si lavassero dopo le dissezioni si osserverebbe un decremento nelle febbri puerperali..RISPOSTA SBAGLIATATutte le altre
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Semmelweis riusc nell'intento di ridurre il numero di decessi per febbre puerperale. Ma ancora oggi la febbre puerperale rimane una malattia che difficile da eliminare. Le febbri, che sono difficili da curare, sono ancora un problema ospedaliero. Molte provvedimenti di routine servono come controllo per questo problema. Tra questi vi quello di lavare le lenzuola a temperatura elevata.
DOMANDA 3Processo: Applicare conoscenze scientifiche nella situazione prospettata.Concetti: Scienze nella vita e salute (Biologia Umana)Spiegare perch lavare le lenzuola a temperatura elevata riduce il rischio che il paziente possa contrarre la febbre.
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PunteggioRISPOSTE CORRETTE Risposte che fanno riferimento alla morte dei batteriRisposte che fanno riferimento alla morte di micro-organismi, germi o virus.Risposte che fanno riferimento alla rimozione (non alla morte) di micro-organismi, germi o virus.Risposte che fanno riferimento alla sterilizzazione delle lenzuola.
RISPOSTE ERRATERisposte che fanno riferimento alla morte della malattia.Altre risposte scorrette.
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Il prossimo quesito chiede agli studenti di andare oltre l'esempio storico che indaga sulle conoscenze scientifiche comuni necessarie a spiegare i fenomeni scientifici.
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DOMANDA 4Processo: applicare conoscenze scientifiche alla situazione presente.concetti: Scienze nella vita e salute (biodiversit)
Molte malattie possono essere curate usando antibiotici. Tuttavia, l'efficacia di alcuni antibiotici contro le febbri puerperali negli ultimi anni diminuita. Per quale motivo?Una volta prodotti, gli antibiotici perdono gradualmente di efficaciaI batteri diventano resistenti agli antibioticiQuesti antibiotici sono efficaci contro le febbri puerperali, ma non contro le altre malattie.La richiesta di questi antibiotici diminuita in quanto le condizioni di salute pubblica sono migliorate, negli ultimi anni, considerevolmente.
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PunteggioRISPOSTA CORRETTA risposta 2 - I batteri diventano resistenti agli antibiotici
RISPOSTA SBAGLIATE tutte le altre
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Test internazionaliForniscono un quadro allingresso della scuola superiore, che cosa succede alluscita?
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In Italia il 97% dei candidati ha superato lesame di maturit . E raddoppiato rispetto allanno precedente il numero dei diplomati con il massimo dei voti. lesame di maturit con commissioni formate esclusivamente da professori interni si trasformata in una farsa- con la conseguenza che nessuna scuola boccia se stessa.
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A Sassari ho provato a confrontare le competenze scientifiche dei maturati con quelle di chi ha conseguito la terza media test su 192 matricole della facolt di scienze e su127 iscritti alla prima classe delle secondarie(60% liceo e 40% ITIS)An Inventory for Alternate Conceptions among First-Semester General Chemistry StudentsMulford, Douglas R.; Robinson, William R.J. Chem. Educ. 2002, 79, 739.
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2.Che cosa conterranno le bolle in un campione di acqua che si trova in ebollizione da almeno 30 minuti?A) aria;B) idrogeno in forma gassosa e ossigeno in forma gassosa;C) ossigeno;D) vapore dacqua ;E) calore.
Chart2
6.259.4488188976
37.522.0472440945
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matricole
medie
100
2
Chart1
Chart1
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chim
biol
nat
SSIS
100
1
Sheet1
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100100100100100100100100100100100100100100100100100100100100100100
Sheet1
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04.25531914897.40740740740
chim
biol
nat
SSIS
100
2
Sheet2
Sheet3
-
4. Se sciogliamo 1 grammo di sale da cucina in 20 grammi di acqua, quale sar il peso finale della soluzione ?A) 19 grammi;B) 20 grammi;C) compreso tra 20 e 21 grammi;D) esattamente21 grammiE) pi di 21 grammi.
Chart5
6.77083333337.874015748
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matricole
medie
4
Chart1
Chart1
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chim
biol
nat
SSIS
100
1
Sheet1
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100100100100100100100100100100100100100100100100100100100100100100
Sheet1
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chim
biol
nat
SSIS
100
2
Sheet2
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chim
biol
nat
SSIS
3
Sheet3
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chim
biol
nat
SSIS
4
-
5.Il ferro si combina con lossigeno e lacqua dellaria e arrugginisce. Se un filo di ferro si arrugginisce completamente, il peso della ruggine sar:A) inferiore al peso del filo da cui proviene;B) identico al peso del fil da cui proviene;C) pi alto di quello del filo da cui provieneD) impossibile da prevedereE) la ruggine non pesa
Chart2
43.229166666737.0078740157
18.229166666715.7480314961
14.062521.2598425197
13.541666666714.1732283465
4.68757.0866141732
6.254.7244094488
matricole
medie
5
Chart1
Chart1
2525.531914893618.51851851851.9607843137
8.333333333313.4751773057.40740740740
4.166666666714.893617021314.814814814813.7254901961
5026.241134751822.222222222260.7843137255
12.510.638297872318.518518518523.5294117647
09.21985815618.51851851850
chim
biol
nat
SSIS
100
1
Sheet1
numeromaturitvoto12345678910111213141516171819202122
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3sci65ddccanrebaeanrenrdnradnrnrnra
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100100100100100100100100100100100100100100100100100100100100100100
Sheet1
08.51063829793.70370370370
033.333333333311.11111111116.1224489796
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04.255319148900
chim
biol
nat
SSIS
4
Sheet2
042.553191489433.333333333337.2549019608
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04.96453900717.40740740740
05.673758865211.11111111110
chim
biol
nat
SSIS
5
Sheet3
021.985815602822.22222222227.5471698113
012.76595744687.40740740745.6603773585
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chim
biol
nat
SSIS
6
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chim
biol
nat
SSIS
7
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04.2553191489014
0002
00.709219858200
chim
biol
nat
SSIS
100
8
-
7.Quando dell'acqua liquida che si trova a 0C congela:A) cala di temperatura e cede calore all'ambiente;B) aumenta di temperatura ed assorbe calore dall'ambiente;C) resta alla stessa temperatura e cede calore all'ambiente;D) resta alla stessa temperatura ed assorbe calore dall'ambiente; E) durante il congelamento non viene scambiato calore.
Chart8
46.87541.7322834646
2.08333333337.0866141732
19.791666666711.811023622
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19.791666666726.7716535433
5.20833333336.2992125984
matricole
medie
7
Chart1
Chart1
2525.531914893618.51851851851.9607843137
8.333333333313.4751773057.40740740740
4.166666666714.893617021314.814814814813.7254901961
5026.241134751822.222222222260.7843137255
12.510.638297872318.518518518523.5294117647
09.21985815618.51851851850
chim
biol
nat
SSIS
100
1
Sheet1
numeromaturitvoto12345678910111213141516171819202122
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100100100100100100100100100100100100100100100100100100100100100100
Sheet1
07.09219858163.703703703713.7254901961
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04.25531914897.40740740740
chim
biol
nat
SSIS
100
2
Sheet2
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chim
biol
nat
SSIS
3
Sheet3
08.51063829793.70370370370
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04.255319148900
chim
biol
nat
SSIS
4
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chim
biol
nat
SSIS
5
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chim
biol
nat
SSIS
6
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chim
biol
nat
SSIS
7
-
Test di accesso alle facoltPerch medicinaUguale e svolto contemporaneamente in tutta in ItaliaSvolto da moltissimi studenti (33.634 nel 2004) una prova oggettiva e non autoreferenzialeil MIUR rende pubblici tutti i risultati.
-
Test di medicina80 domande a scelta multipla26 logica e cultura generale18 biologia18 chimica18 matematica e fisica una risposta giusta e 4 distrattori1,5 minuti per domanda.Punteggio massimo 80 puntirisposta esatta +1 puntorisposta errata -0,2 punti
-
Confronto test ammissione 2003 - 2004200331.126 candidati5% raggiunge 48/80Media ammessi 42,7Media totale 26,16200433.634 candidati2% raggiunge 48/80Media ammessi 39,5Media totale 24,48Fonte: http://pacs.unica.it
-
Medicina e Chirurgia AA2004/05
Risultati su scala nazionale; media il punteggio medio ottenuto dagli ammessi.media totale su tutti i concorrenti
Risultati abbastanza diversi da una sede allaltra, ma nel complesso i punteggi medi sono bassi. La media degli ammessi 39,5/80. La media su tutti i canditati 24,5/80
http://pacs.unica.it/graduato.htm
parziale
MediaMedia
UniversitAmmessiTotale
Messina33.7120.5
Sassari34.720.73
Catania35.0120.82
Catanzaro35.9720.83
Foggia34.6921.07
Napoli 235.8521.17
Napoli38.7221.26
Cagliari34.6321.79
L'Aquila34.5421.95
Chieti38.4422.96
Roma 238.3123.24
Siena37.1123.39
Palermo39.9523.84
Perugia38.1123.96
Roma43.7724.75
Trieste38.2425.64
Ancona39.9725.95
Genova36.9626.06
Varese37.4926.12
Pisa41.326.14
Firenze39.3826.15
Vercelli38.1526.22
Parma39.0926.47
Torino40.927.03
Brescia39.527.35
Bari41.327.41
Padova43.3627.75
Ferrara41.1928.14
Pavia42.4728.39
Bologna45.5128.63
Modena41.6328.63
Milano43.7128.79
Verona44.329.4
Milano 244.529.61
Udine44.8830.43
Totale
Massimo45.51
Minimo33.71
-
Simulazione nazionaleCosa succederebbe se la graduatoria venisse fatta su scala nazionale?
http://pacs.unica.it/graduatorie/statsmed04.htm
-
Quali le maggiori difficolt?Non conoscono gli argomenti?Non riescono a capire le domande?Non sono abituati a risolvere i test?Non hanno abbastanza tempo a disposizione in relazione alla difficolt dei quesiti?I quesiti non tengono conto dei programmi della scuola superiore?
-
Ancora difficolt anche un problema di continuitEsiste un raccordo tra i docenti delle scuole superiori e quelli delluniversit?I test selezionano veramente i migliori studenti?La didattica italiana tradizionalmente non fa uso dei test, non detto che sia davvero cos peggiore di quella degli altri paesi europei.
-
Forse....Occorre un ripensamento a tutti i livelli sullinsegnamento delle discipline scientificheOccorre raccordare i diversi ordini di istruzione che appaiono sempre pi frammentati e scollegatiE urgente definire un elenco coinciso e chiaro delle conoscenze e competenze irrinunciabili per le diverse fasce di etOccorre organizzarsi su scala locale per effettuare azioni che siano significative, che vadano quindi ad incidere sulla massa dei docenti e degli studenti