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