Факторы, влияющие на результаты ККР8
advertisement
Министерство образования и науки Красноярского края Краевое государственное казенное специализированное учреждение «Центр оценки качества образования» АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОТЧЕТ О РЕЗУЛЬТАТАХ КРАЕВОЙ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ ПО ФИЗИКЕ ДЛЯ УЧАЩИХСЯ 8-Х КЛАССОВ ШКОЛ КРАСНОЯРСКОГО КРАЯ Красноярск, 2015 1 В отчете представлены результаты краевой контрольной работы по физике для учащихся 8-го класса, которая проводилась в октябре 2014 года во всех учреждениях Красноярского края, реализующих программы основного общего образования. Отчет включает краткую характеристику измерительных материалов, описание основных результатов контрольной работы и анкетирования учителей физики, а также описание факторов, влияющих на результаты освоения основных предметных и метапредметных умений в области физики по итогам первого года изучения. Отчет адресован широкому кругу специалистов: учителям физики, специалистам структур повышения квалификации, муниципальных методических служб, представителям органов управления образованием. Отчет подготовлен: Составители Краснов П. О., Торгашина Н. Г., Чабан Т. Ю. Подготовка и обработка данных Кремезная О. Л., Рамеева Р. С. Корректура Езовских О. В. 2 ОГЛАВЛЕНИЕ 1. НАЗНАЧЕНИЕ ККР8………………………………………………………. 2. ОПИСАНИЕ МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ …………………………………. 2.1. Основные подходы к разработке измерительных материалов …. 2.2. Структура контрольных измерительных материалов …………… 2.3. Организация проведения ККР8 …………………………………… 3. СОСТАВ УЧАСТНИКОВ ККР8 …………………………………………… 4. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ КРАЕВОЙ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ …………… 4.1. Анализ выполнения заданий …………………………………….. 4.2. Анализ освоения отдельных групп умений …………………….. 4.3. Распределение участников ККР8 по уровням достижений …… 5. ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА РЕЗУЛЬТАТЫ ККР8 ……………………….. 5.1. Индекс образовательных условий ………………………………. 5.2. Результаты анкетирования учителей физики 8-х классов ……. Характеристики образовательных организаций ……………….. Наполняемость классов ………………………………………….. Кадровые ресурсы школ …………………………………………. Материально-техническое обеспечение школ …………………. Организация обучения …………………………………………… 6. ВЫВОДЫ ……………………………………………………………….. 7. РЕКОМЕНДАЦИИ ………………………………………………………. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ ………………………………. 4 5 5 5 10 10 11 12 23 24 27 27 30 31 32 33 36 40 47 48 51 3 1. НАЗНАЧЕНИЕ ККР8 Краевая контрольная работа для оценки сформированности основных предметных и метапредметных умений в области физики по итогам первого года ее изучения (ККР8) разработана КГКСУ «Центр оценки качества образования» (ЦОКО) по заказу министерства образования и науки Красноярского края и с 2013 года проводится во всех 8-х классах общеобразовательных организаций края. Работа призвана оценить уровень подготовки по физике с точки зрения вклада первого года обучения в формирование физического и в целом естественнонаучного мышления и дать некоторые ориентиры при переходе на ФГОС основного общего образования. Предметом оценки является качество владения основными понятиями и умениями, на освоение которых направлено обучение в 7-м классе, способность к самостоятельному анализу физических задач и поиску способов их решения на основе изученных физических моделей. Кроме того, в задачи проведения ККР8 входило выявление факторов, влияющих на уровень подготовки учащихся по физике, что может помочь совершенствованию образовательной практики и задать контекст для оценки образовательных результатов. В ходе исследования были собраны контекстные данные, характеризующие: используемые учебно-методические комплексы по физике; образование и квалификацию педагогов; оснащенность образовательного учреждения; социальные характеристики тестируемых классов. Результаты ККР8 не используются для сравнения школ и муниципальных образовательных систем. Основная задача контрольной работы – выявить как существующие дефициты, так и положительный опыт в обучении физике и улучшить практику ее преподавания. При этом решение указанной задачи предполагается не только для тех групп учеников, которые впоследствии выберут физику в качестве профильного предмета и будут проходить итоговую аттестацию по этому предмету, но и для всех остальных, поскольку именно в процессе изучения данного предмета у учащихся формируются ключевые основы естественнонаучного мышления и способов познания окружающего мира. 4 2. ОПИСАНИЕ МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ 2.1. Основные подходы к разработке измерительных материалов Отбор содержания и разработка структуры контрольной работы основывались на концепции модельного строения курса физики, согласно которой предметом изучения физики являются различные модели, описывающие реальные физические процессы или явления. При этом каждая из моделей характеризуется набором физических величин и связывающих их законов. Это означает, что сформированное представление о том или ином природном объекте, процессе и/или явлении при изучении физики основывается на понимании смысла соответствующих физических величин и их взаимосвязей. Стоит отметить, что структура контрольной работы не обеспечивает полноту проверки полученных в 7-м классе предметных знаний и экспериментальных умений. Ее ключевым предметным содержанием в 2014 году является модель явления плавания тел. 2.2. Структура контрольных измерительных материалов Контрольные измерительные материалы разработаны в двух вариантах. Каждый вариант контрольной работы включает в себя два текста, где в первом приводятся реальные природные или техногенные факты (в том числе исторические), имеющие место в окружающем нас мире и связанные с рассматриваемым физическим явлением, а во втором поясняется природа данного явления, при этом пояснение дополняется рисунком и графиком. Второй частью каждого варианта контрольной работы является набор заданий, проверяющих уровень сформированности представлений о модели рассматриваемого физического явления и способности использовать их для объяснения явлений окружающего мира. Проверка традиционного «знаниевого» компонента в разработанных материалах сведена к минимуму: ученику в большинстве случаев не требуется помнить определения и формулы, за исключением заданий №№ 8, 12–15. Важно понимать суть рассматриваемого физического явления и физическую модель, которая его описывает в виде набора соответствующих параметров (физических величин) и их взаимосвязи. Задания контрольной работы сгруппированы в три блока по 6–8 заданий. Каждый блок направлен на проверку определенной группы умений (таблица 1), освоение которых предполагается федеральным компонентом государственного стандарта основного общего образования по физике. При этом часть проверяемых умений можно квалифицировать как предметные – 5 формируемые в предметной области «Физика», часть – как метапредметные1, то есть формируемые не только посредством изучения физики, но и при изучении всех остальных предметов естественнонаучного цикла. Таблица 1 Структура контрольной работы по группам проверяемых умений № блока Группа проверяемых умений Извлечение информации о модели физического явления из текста задачи Анализ данных, их использование при решении расчетных задач Понимание связей между физическими величинами, объяснение физических явлений с использованием данных связей Всего: 1 2 3 Количество заданий Максимальный первичный балл 7 (№№ 1–7) 7 8 (№№ 8–15) 8 6 (№№ 16–21) 8 21 23 Внутри блока задания распределены по сложности от меньшей (базовый уровень) к большей (повышенный уровень). Задания базового уровня требуют овладения стандартными учебнопрактическими или учебно-познавательными действиями, способ выполнения которых очевиден, опирается на изученные определения, законы, формулы, алгоритмы работы. 1 В федеральном компоненте государственного образовательного стандарта 2004 г. и ФГОС можно выделить ряд общих учебных/метапредметных умений, ключевых для предметной области «Естествознание»: Стандарт 2004 г.: Познавательная деятельность. Использование для познания окружающего мира различных методов (наблюдение, измерение, опыт, эксперимент, моделирование и др.). Определение структуры объекта познания, поиск и выделение значимых функциональных связей и отношений между частями целого. Умение разделять процессы на этапы, звенья; выделение характерных причинноследственных связей. Исследование несложных практических ситуаций, выдвижение предположений, понимание необходимости их проверки на практике. Использование практических и лабораторных работ, несложных экспериментов для доказательства выдвигаемых предположений; описание результатов этих работ. Творческое решение учебных и практических задач: умение мотивированно отказываться от образца, искать оригинальные решения. ФГОС: умение определять понятия, создавать обобщения, устанавливать аналогии, классифицировать, самостоятельно выбирать основания и критерии для классификации, устанавливать причинно-следственные связи, строить логическое рассуждение, умозаключение (индуктивное, дедуктивное и по аналогии) и делать выводы; умение создавать, применять и преобразовывать знаки и символы, модели и схемы для решения учебных и познавательных задач; смысловое чтение. 6 Задания повышенного уровня трудности – это задания, требующие понимания природы рассматриваемых физических явлений и взаимосвязей между параметрами описывающей данное явление физической модели; способности к самостоятельному приобретению новых знаний и их применению для решения познавательных и практических задач. Задания этого типа не выполняются по заранее известному, типовому алгоритму. Контрольная работа включала 12 заданий базового и 9 заданий повышенного уровня трудности, за которые ученик мог получить 12 баллов (52% от общего количества баллов за работу) и 11 баллов (48%) соответственно. Максимальный первичный балл за работу – 23. Контрольная работа предполагает работу с информацией, представленной в разной форме: текст, график, схема (рисунок). При этом используется пять форм заданий: задания на установление соответствия, задания на установление правильной последовательности, задания с выбором ответа, с кратким ответом и с развернутым ответом. Более подробная информация о типах заданий и проверяемых ими умениях представлена в плане работы (таблица 2). Таблица 2 План контрольной работы № задания Проверяемое умение Тип задания Уровень сложности Максимальный балл ВО Базовый 1 ВО Базовый 1 1 Находить физические представленные в тексте величины, 2 Отличать физические от иных терминов величины 3 Находить физические величины, представленные в явном виде на схеме (рисунке) ВО Базовый 1 4 Находить физические величины, значение которых можно рассчитать на основе данных, представленных на схеме (рисунке) ВО Повышенный 1 5 Устанавливать соответствие между физическими явлениями и физическими величинами ВО Базовый 1 6 Выделять ключевую физическую величину при описании явления КО Базовый 1 7 Выделять ключевой процесс, лежащий в основе физического явления ВО Повышенный 1 7 8 Выражать одну физическую величину через другие УС Базовый 1 9 Читать информацию, представленную в графической форме УС Базовый 1 10 Анализировать информацию, представленную в графической форме КО Базовый 1 11 Анализировать информацию, представленную в графической форме КО Повышенный 1 12 Решать задачи решения КО Повышенный 1 13 Производить простейшие вычисления с использованием физических величин КО Базовый 1 14 Производить простейшие вычисления с использованием физических величин КО Базовый 1 15 Производить вычисления с использованием двух зависимостей физических величин, представленных в разных системах измерения КО Повышенный 1 16 Определять характер изменения параметров физического явления КО Повышенный 1 17 Сопоставлять причины и следствия физических явлений УП Повышенный 1 18 Объяснять наблюдаемые с физической точки зрения РО Базовый 1 19 Понимать связи КО Базовый 1 20 Анализировать и интерпретировать информацию с физической точки зрения РО Повышенный 2 21 Выдвигать и обосновывать гипотезу на основе знаний о физическом явлении РО Повышенный 2 с неявным ходом явления причинно-следственные Примечание: ВО – задание с выбором ответа, УС – задание на установление соответствия, УП – задание на установление правильной последовательности, КО – задание открытого типа с кратким ответом, РО – задание с развернутым ответом. В 2014 году КИМ прошли апробацию на представительной региональной выборке, в которой приняли участие 448 учеников 8-го класса. 8 В ходе апробации проведена оценка способности заданий дифференцировать учеников по уровню их подготовленности, параллельности вариантов тестов и согласованности заданий – в классической теории тестирования. Доработанный по результатам апробации инструментарий прошел внешнюю экспертизу, в ходе которой оценивалась содержательная валидность теста, соответствие кодификаторов требованиям федерального компонента государственного стандарта основного общего образования (2004 г.), структуре основных используемых в регионе образовательных программ и возрастным особенностям учащихся. При проведении работы на всей совокупности учащихся 8-х классов средний коэффициент дифференцирующей способности работы составил 0,31, коэффициент надежности Кьюдера–Ричарсона – 0,85. 2.3. Организация проведения ККР8 В соответствии с приказом Министерства образования и науки Красноярского края от 09.10.2014 № 704-04/2 краевая контрольная работа прошла одновременно во всех общеобразовательных учреждениях края 15 октября 2014 года. Измерительные материалы тиражировались и доставлялись в школы представителями муниципальных органов управления образованием (МОУО) либо направлялись в школы накануне проведения ККР8. Пакет с КИМ мог быть вскрыт не ранее чем за 30 минут до начала контрольной работы. Представители МОУО присутствовали в школе при вскрытии пакета и в течение всего времени проведения работы. В краевых образовательных учреждениях внешних наблюдателей не было. Проводили тестирование сотрудники школ, не преподающие физику. Учителя физики привлекались только к проверке пяти заданий работы (№№ 6, 18, 19, 20 и 21), требующих экспертной оценки. Рекомендации по оцениванию направлялись муниципальным и школьным координаторам ККР8 после окончания тестирования. В большинстве муниципальных образований проверку выполняли муниципальные предметные комиссии. Ответы учеников на остальные 16 заданий работы образовательные учреждения вносили в электронные формы – их проверка выполнялась программными средствами. Дальнейшую обработку результатов выполнял ЦОКО. 3. СОСТАВ УЧАСТНИКОВ ККР8 В 2014 году краевую контрольную работу по физике выполняли 22 897 учащихся 8-го класса. Это 89,3% всех восьмиклассников общеобразовательных учреждений края, что позволяет использовать полученные результаты для выводов о качестве освоения основных 9 предметных и метапредметных умений в области физики по итогам первого года ее изучения в регионе в целом. При анализе результатов ККР8 2014 года, помимо данных о выполнении отдельных заданий, освоении тех или иных умений, учитывалась следующая контекстная информация: пол учеников; тип населенного пункта, где расположено образовательное учреждение; тип образовательного учреждения; образовательная программа, по которой ведется обучение; социальный состав класса. Состав участников ККР8 характеризуется следующими показателями. Доли юношей и девушек равны (Таблица 3). Таблица 3 Распределение участников ККР8 по полу Пол Женский Мужской Количество участников ККР8 11 449 11 448 Доля учащихся в общем количестве участников ККР8 50,00% 50,00% Распределение учащихся по территориальной образовательных учреждений представлено в таблице 4. принадлежности Таблица 4 Распределение участников ККР8 по территориальной принадлежности образовательных учреждений Тип населенного пункта, в котором находится ОУ г. Красноярск Города с населением от 50 до 500 тыс. чел. Города с населением менее 50 тыс. чел. Поселок городского типа Село, деревня, поселок 6879 Доля учащихся в общем количестве участников ККР8 30,04% 6178 26,98% 2209 9,65% 1893 5738 8,27% 25,06% Количество участников ККР8 Как видно из приведенных данных, четвертая часть участников ККР8 учатся в сельских школах и три четверти – в городских. 10 Распределение учащихся по группам образовательных учреждений представлено в таблице 5 (в порядке убывания количества учеников). Таблица 5 Распределение участников ККР8 по группам образовательных учреждений Тип ОУ Средние общеобразовательные школы (СОШ), в том числе школы-интернаты (СОШИ), негосударственные СОШ Школы с особым статусом (гимназии, лицеи, школы с углубленным изучением отдельных предметов) Основные общеобразовательные школы (ООШ) Кадетские корпуса и мариинские гимназии Количество участников ККР8 Доля учащихся в общем количестве участников ККР8 17 010 74,29% 4652 20,32% 830 3,62% 405 1,77% Как следует из данных Таблица 5, более 70% участников ККР8 учатся в средних общеобразовательных школах, 20% – в гимназиях, лицеях и школах с углубленным изучением отдельных предметов. Около 2% участников обучаются в кадетских корпусах и мариинских гимназиях. 4. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ КРАЕВОЙ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ Средний процент выполнения работы составил 40,82%. Средний первичный балл – 9,39 из 23 возможных. Значимых различий в результатах выполнения ККР8 юношами и девушками не обнаружено. Средний процент выполнения работы в группе девушек чуть выше 41,61%, в группе юношей – 40,03%. 11 4.1. Анализ выполнения заданий Информация о выполнении отдельных заданий теста представлена ниже. № задания № блока Таблица 6 Решаемость отдельных заданий теста в целом по региону 1 2 3 1 4 2 5 6 7 8 9 2 10 11 Проверяемое умение Находить физические величины, представленные в тексте Отличать физические величины от иных терминов Находить физические величины, представленные в явном виде на схеме (рисунке) Находить физические величины, значение которых можно рассчитать на основе данных, представленных на схеме (рисунке) Устанавливать соответствие между физическими явлениями и физическими величинами Выделять ключевую физическую величину при описании явления Выделять ключевой процесс, лежащий в основе физического явления Выражать одну физическую величину через другие Читать информацию, представленную в графической форме Анализировать информацию, представленную в графической форме Анализировать информацию, представленную в графической форме Максимальный балл Доля участников ККР8, выполнивших задание полностью частично 1 72,28% − 1 63,51% − 1 56,23% − 1 30,74% − 1 28,75% − 1 58,04% − 1 37,70% − 1 60,43% − 1 73,78% − 1 78,30% − 1 63,82% − 12 № задания № блока 12 13 14 15 16 17 18 3 19 20 21 Проверяемое умение Решать задачи с неявным ходом решения Производить простейшие вычисления с использованием физических величин Производить простейшие вычисления с использованием физических величин Производить вычисления с использованием двух зависимостей физических величин, представленных в разных системах измерения Определять характер изменения параметров физического явления Сопоставлять причины и следствия физических явлений Объяснять наблюдаемые явления с физической точки зрения Понимать причинноследственные связи Анализировать и интерпретировать информацию с физической точки зрения Выдвигать и обосновывать гипотезу на основе знаний о физическом явлении Максимальный балл Доля участников ККР8, выполнивших задание полностью частично 1 20,84% − 1 25,54% − 1 30,79% − 1 19,97% − 1 21,43% − 1 21,98% − 1 60,60% − 1 34,61% − 2 8,63% 23,82% 2 7,58% 23,28% Задание 1. Задание с выбором ответов, связанное с извлечением явной информации. Ученик должен был отметить две физические величины, упоминающиеся в учебных текстах о плавании тел, которые предваряли задания контрольной работы. Более 72% восьмиклассников с этим успешно справились. У 28% восьмиклассников, соответственно, навыки поискового чтения – необходимый элемент работы с данными в любой предметной области – оказались недостаточными. 13 Яркой иллюстрацией может быть выполнение задания № 1 во 2-м варианте работы, в котором 26% участников ККР8 выбрали дистрактор (неверный ответ) «плотность». Включенные в работу тексты содержали описание условий плавания тел, а изучение данного материала строится в том числе и на соотношении плотностей жидкостей и погруженных в них объектов, но термин «плотность» в текстах при этом не упоминался. Его выбор каждым четвертым учеников, выполнявшим 2-й вариант работы, говорит о том, что значительная группа учеников отвечала на вопросы задания № 1, вообще не перечитывая тексты, полагаясь только на память или на общее представление об изученном явлении. Задание 2. Задание с выбором ответа, где требовалось выбрать среди названий физических объектов, их свойств и единиц измерения термин, обозначающий физическую величину. Для верного ответа ученик должен был опираться на представление о физической величине как о количественно измеримой характеристике физического объекта, системы или процесса. 64% участников ККР8 выполнили задание правильно. Наиболее сильными оказались дистракторы, называющие единицы измерения. В 1-м варианте неверный ответ «метр» выбрали около 23% учащихся, во 2-м варианте 30% остановились на ответе «тонна». Еще 5% учащихся, выполнявших 1-й вариант работы, считают величиной молекулу, 11% выполнявших 2-й вариант работы выбрали ответ «тело». В целом можно говорить о том, что каждый третий восьмиклассник не отличает физические величины от единиц их измерения и названий объектов физического мира. Эта проблема заслуживает особого внимания. Задание 3. Задание с выбором ответа, связанное с извлечением явной информации, представленной на схеме (пример на рис. 1). Ученик должен был отметить две физические величины, численные значения которых были обозначены на схеме стандартным для любого учебного пособия по физике образом. Казалось бы, задача несложная, но справились с ней чуть более 56% восьмиклассников. Рис. 1 Можно предположить, что большая часть учеников не знает принятых обозначений физических величин и единиц СИ. Задание 4. Задание с множественным выбором, связанное с извлечением неявной информации. Ученик должен был отметить две физические 14 величины, численные значения которых можно рассчитать, зная значения других величин, обозначенных на схеме. Задание более сложное, чем предыдущее. Успешно его выполнили около 31% восьмиклассников. Это говорит о том, что связей между физическими величинами, которые лежат в основе расчетных задач, две трети учеников не видят. Задание 5. Задание предполагало оценку истинности четырех утверждений об условиях, при которых тело способно плавать внутри жидкости, не всплывая и не погружаясь. Учащиеся могли опираться не только (и не столько) на знания, полученные в 7-м классе, но и на включенные в работу тексты, где, в частности, говорилось: «Разность сил давления F1 и F2 на верхнюю и нижнюю часть тела (см. рис. 2) называется выталкивающей силой или силой Архимеда, которая равна весу жидкости, вытесняемой телом, и направлена вверх. Таким образом, на тело, погруженное в жидкость, действуют по крайней мере две силы – сила тяжести (Fт) и сила Архимеда (FA). От направления их равнодействующей будет зависеть, всплывет тело или утонет при погружении в жидкость». На основе этих данных путем логических рассуждений можно вывести условия плавания тел. Тем не менее только 29% учащихся справились с заданием полностью. Основная часть учеников дали частично правильные ответы, верно оценив от одного до трех утверждений из четырех. При этом 25% испытуемых, решавших первый вариант, и 22%, решавших второй, полагают, что равенства плотностей жидкости и погруженного в нее тела для плавания тела внутри жидкости недостаточно. Примерно четвертая часть учащихся, работавших с 1-м вариантом, считают, что для наблюдения данного явления сила тяжести, действующая на тело, должна быть больше силы Архимеда. Третья часть восьмиклассников, работавших со 2-м вариантом, наоборот, полагают, что сила Архимеда должна быть больше силы тяжести. Задание 6. Задание открытого типа, в котором ученику необходимо дополнить предложение, вставив название физической величины, являющейся ключевой для описания физического явления. 6. Тело, находящееся внутри жидкости, всплывёт на поверхность, если его ________________ меньше _____________ жидкости. Успешно с заданием справились 58% восьмиклассников. Следовательно, 42% восьмиклассников не могут самостоятельно выделить физические величины, определяющие возникновение того или иного явления. Задание 7. Задание закрытого типа, где требовалось определить процесс, лежащий в основе возникновения силы Архимеда. Для этого необходимо понимать природу явления и процессов в макрои микромире, которые это явление вызывают и сопровождают. Верный ответ – «молекулы жидкости взаимодействуют между собой и с погруженным 15 телом» – дали 38% участников исследования. При этом примерно четверть испытуемых в качестве ответа выбрали «сила тяжести действует на молекулы жидкости», а треть – «погруженное тело весом давит на слои жидкости ниже». Данные процессы, конечно, имеют место, но они не являются ключевыми для возникновения силы Архимеда. Задание 8. Задание на установление соответствия, проверявшие знание основных формул для расчета физических величин по теме: формулы расчета силы тяжести, силы Архимеда, плотности тела и давления жидкости. Как можно видеть из данного ниже примера, формулы не требовалось записывать по памяти – их нужно было только опознать, опираясь на изученный материал, расшифровку использованных символов и информацию из приведенных текстов. Установите соответствие, впишите в таблицу номера правильных ответов. Физическая величина А) сила тяжести Формула расчёта 1) gV Б) плотность тела В) сила Архимеда 2) mg 3) gh Г) давление жидкости 4) m V Обозначения в формуле ρ – плотность жидкости V – объём погруженного в жидкость тела m – масса тела ρ – плотность жидкости h – глубина погружения в жидкости m – масса тела, V – объём тела А Б В Г Ответ: 16 Задание считалось полностью выполненным в том случае, когда были правильно установлены все четыре соответствия. И если каждую формулу по отдельности верно устанавливают от 68% до 82% восьмиклассников, то все четыре – 60%. Таким образом, около 40% восьмиклассников не знает ряда базовых расчетных формул по данной теме и, что гораздо тревожнее, не может Рис. 2 их восстановить, опираясь на учебный текст, собственные рассуждения и опыт. Иными словами, формула для них не связана с представлениями о зависимости величин. Это может говорить о том, что изучение основных законов, представленных формулами, во многих случаях опирается только на память, не разворачивается на уровне понимания, не вовлекает в образовательный процесс личный опыт ученика: например, ощущение давления воды на разных глубинах, сопротивление выталкивающей силы при погружении в воду тел разного объема и т. д., помогая его осмыслить. Задание 9. Задание на установление соответствия, в котором требовалось по графику найти ординаты двух точек (давление жидкости), соответствующие заданным значениям их абсцисс (глубине погружения). Полностью с заданием справились около 74% учащихся, при этом доля правильно определивших ординату хотя бы одной точки из двух достигала 85%, что указывает на достаточно хорошую сформированность умения читать графики. Задание 10. Задание с кратким ответом, где по заданной ординате некоторой точки на одном графике предполагалось определить ординату точки с аналогичной абсциссой на втором графике. Задание верно выполнили 78% испытуемых – что является лучшим результатом для всех заданий контрольной работы. Задание 11. Задание с кратким ответом, в котором по заданной абсциссе точки на одном графике предполагалось определить абсциссу точки с аналогичной ординатой на втором графике. Успешно с заданием справились около 64% испытуемых. 11. В бензине на глубине __________ см давление будет равно давлению в воде на глубине 90 см. Результаты заданий 9–11 свидетельствуют о том, что умение читать и анализировать графики, освоенное в курсе алгебры, ученики достаточно успешно переносят в область физики. 17 Задание 12 опиралось одновременно на анализ графиков (рис. 2) и схемы (рис. 1). 12.Если сила Архимеда, действующая на куб (на рисунке) в воде, равна 270 Н, то в бензине она будет равна __________ Н. Искомой величиной была сила Архимеда, при этом значение плотности бензина, которое позволило бы рассчитать ее по формуле ρgV, в явном виде не было дано. Его можно было определить по графику зависимости давления бензина от глубины погружения. Но можно было использовать и принципиально иной способ решения, определив разность давлений бензина на разных глубинах (давления на верхнюю (P1) и нижнюю (P2) грани куба). Далее эту разность давлений достаточно было умножить на площадь (S) любой стороны куба: FA = (P2 – P1) · S. При этом очевидно, что S = a2, где a – длина стороны куба. Решаемость задания составила около 21%, что вполне ожидаемо для задач с неявным ходом решения. Результаты заданий 13–15, напротив, ожидались существенно выше. Задание 13. В задании № 13 нужно было произвести простейшие вычисления – рассчитать объем куба, изображенного на схеме (см. рис. 1). Длина его стороны определялась по шкале глубины погружения куба на рисунке 1. Несмотря на всю простоту задания, справились с ним лишь 26% учеников 8-го класса. Среди основных причин столь низкой решаемости стоит назвать следующие. Во-первых, ряд учеников просто не приступали к выполнению расчетных задач. Из тех, кто выполнял вычисления, часть неверно определили по шкале на рисунке длину стороны куба (в явном виде она не указывалась). Еще часть использовали неверную формулу расчета объема куба. Эти трудности свидетельствуют о серьезных дефицитах математической подготовки, связанных с вычислительными навыками. В заданиях 14 и 15 ученику нужно было рассчитать массу и плотность того же куба. Массу можно было вычислить, используя формулу для расчета силы тяжести как произведения массы на ускорение свободного падения. Значение силы тяжести, действующей на куб, было обозначено на рисунке 1. Решаемость задания немногим выше, чем предыдущего – 31%. Если учесть, что в заданиях 3 и 8 около 60% учеников отметили силу тяжести как величину, значение которой можно определить по рисунку, и верно указали формулу для ее расчета, столь низкий результат следует связать прежде всего с неумением выполнять элементарные расчеты. Задание 15 предполагало вычисления с использованием двух зависимостей физических величин, значения которых были указаны в разных системах измерений. Оптимальным ходом выполнения данного задания было бы определение отношения значений массы и объема, полученных при решении двух предыдущих заданий, с дальнейшим переводом кг/см3 в кг/м3. 18 Справились с этой задачей только 20% участников ККР8. С учетом тех трудностей, которые выявили задания 13 и 14, такая решаемость прогнозируема. Задание 16. В задании требовалось определить характер изменения физических величин (сила Архимеда, действующая на тело; давление жидкости на верхнюю или нижнюю часть тела; масса тела; расстояние до дна водоема) в ситуации, когда тело погружается или, наоборот, всплывает со дна неглубокого водоема. При ответе ученик мог опираться как на данные в условии задачи, так и на изученную физическую модель, изученные понятия и закономерности. Задание решили чуть более 21% восьмиклассников. Анализ выбора ответов свидетельствует о том, что многие ключевые понятия были изучены формально, восьмиклассники совершенно не понимают их сути. Так, например, около половины испытуемых, решавших 1-й вариант, Рис. 3 ответили, что сила Архимеда, действующая на тело, при его всплытии увеличивается, еще 20% – что уменьшается. Тогда как при движении внутри толщи воды сила Архимеда должна оставаться постоянной, по крайней мере, в рамках той модели, которую учащиеся рассматривали при изучении данной темы – FA = gV, – не учитывающей изменение плотности самой воды по мере погружения в нее. 24% учащихся полагают, что масса всплывающего тела меняется (по мнению 14% учеников, она становится меньше, 10% считают, что она увеличивается). И совсем странными представляются ответы относительно изменения расстояния от всплывающего тела до дна водоема: 23% испытуемых полагают, что оно уменьшается, и около 13% – что оно… не меняется (!). Это наглядная иллюстрация того, что моделирование не освоено подавляющим большинством учеников даже в самых простых его формах. Аналогичное распределение ответов можно наблюдать и при анализе выполнения второго варианта работы. Задание 17. Задание на установление правильной последовательности. Решение опирается на понимание природы возникновения силы Архимеда и причинно-следственных отношений. Ученику нужно было пронумеровать (от причины к следствию) следующие утверждения: – на молекулы жидкости действует сила тяжести, – действие сил давления на определенной глубине одинаково во всех направлениях, – молекулы жидкости взаимодействуют, – молекулы жидкости обладают массой. Последовательность рассуждений должна быть следующей. Наличие у молекул массы обуславливает действие на них силы тяжести со стороны Земли. Сила тяжести направлена вниз, соответственно, молекулы должны 19 устремляться вниз. В результате этого они приходят во взаимодействие – молекулы, находящиеся сверху, давят на молекулы, находящиеся снизу. Конечно, из-за их хаотичного движения взаимодействие происходит не только вдоль вертикальных прямых, а в разных направлениях, но в отсутствие сил тяжести разности давлений на разных глубинах не возникало бы в принципе. При этом действие сил давления на определенной глубине передается одинаково во всех направлениях, что обусловлено действием третьего закона Ньютона. Успешно с заданием справились 22% учащихся. Столь низкая решаемость обусловлена одной из ключевых проблем освоения курса физики – учащиеся не овладевают модельными представлениями о природе физических явлений, ограничиваясь запоминанием терминов, определений и формул. Задание 18. Задание открытого типа, где нужно было применить физические знания для объяснения того, почему не тонут в воде деревянные предметы (вариант 1) и тонут камни (вариант 2). Наиболее ожидаемым ответом здесь могли быть рассуждения относительно разности плотностей тела и жидкости. Объяснение могло опираться и на соотношение силы Архимеда и силы тяжести. Корректные с физической точки зрения ответы дал 61% учеников. Из 39% испытуемых, которые не справились с заданием, большинство давали ответ на языке бытовых представлений («Потому что камень тяжелее воды» и т. п.), не умея перевести их на язык физики. Встречались ответы, которые свидетельствуют о полной путанице понятий: «Потому что плотность воды больше массы» и т.п. Были и те, кто просто не может сформулировать свои мысли так, чтобы они были логически обоснованы и понятны: «На брошенный в воду камень действует сила Архимеда и притяжения, и поэтому в небольшом водоёме камень тонет». Но и на дерево действуют те же силы… Неумение строить рассуждения – особая проблема восьмиклассников, которую не всегда осознают учителя. (По данным анкет, около четверти (27%) учителей физики, работающих в 8-х классах, относят включение в учебный процесс качественных задач, требующих письменных рассуждений, к факторам, определяющим успешность изучения предмета.) Задание 19 специально было сконструировано так, чтобы при оценке умения интерпретировать наблюдаемые явления можно было отделить само понимание физических процессов от умения рассуждать и оформлять свою мысль. Ученикам нужно было восстановить описание процессов, которые происходят при погружении подводной лодки, добавив в текст только названия соответствующих физических величин. Работа по оформлению рассуждения за ученика была, по сути, выполнена, и этот текст мог послужить опорой для выстраивания описания других физический явлений в следующих заданиях. 20 19. Впишите пропущенные названия физических величин. Масса подводных лодок меньше массы авианосцев, но у подлодок есть цистерны главного балласта. Когда эти цистерны заполняются водой, ____________ подлодки не меняется, а __________ увеличивается. Следовательно, увеличивается плотность подводной лодки. В результате она становится больше _____________ воды. Поэтому сила тяжести, действующая на подводную лодку, становится больше __________ ___________________, и подлодка погружается под воду. С заданием справились (верно указали все четыре физические величины: объем, масса, плотность, сила Архимеда) 35% учащихся. Такой результат дает основание говорить о том, что ключевые трудности восьмиклассников коренятся в непонимании ключевых понятий и связей между ними. Задание 20. Задание предполагало развернутый ответ – интерпретацию с точки зрения физики реального явления. В 1-м варианте нужно было объяснить, каким образом плавательный пузырь помогает рыбам быстро всплывать или погружаться. Во 2-м варианте – почему водный орех не тонет, даже когда созревают его тяжёлые плоды (необходимые справочные материалы содержались в исходных данных). Рассмотрим выполнение этого задания на примере 1-го варианта работы. Как уже говорилось, текст задания № 19 мог послужить опорой для развернутого ответа: в нем были показаны все ключевые зависимости, все причинно-следственные связи. При этом объяснение могло строиться как на соотношении сил, действующих на рыбу, так и на соотношении плотности рыбы и плотности воды. При первом способе последовательная цепочка рассуждений должна была включать следующие этапы: 1) при погружении рыбы объем ее плавательного пузыря под давлением воды уменьшается; 2) как следствие уменьшается действующая на рыбу сила Архимеда (выталкивающая сила); 3) из-за этого рыба погружается быстрее (если рыба всплывает, процессы будут обратными). Если в основе объяснения лежит соотношение плотностей, то основные этапы рассуждения выглядят примерно так: 1) при погружении плавательный пузырь (рыба) под нарастающим давлением воды сжимается; 2) как следствие плотность рыбы увеличивается и 3) она быстрее погружается. 9% участников ККР8 удержали основные этапы рассуждений, дав примерно такие ответы: – Потому что у рыб меняется объем тела. А чем меньше объем тела, тем меньше действует сила выталкивания на это тело, и наоборот. – У рыбы уменьшается объем плавательного пузыря, а масса не изменяется. Следовательно, плотность рыб увеличивается. И поэтому они могут быстрее увеличивать глубину погружения. 21 Еще 24% дали частично верные ответы, указав хотя бы одно ключевое звено в цепи причинно-следственных связей, например: уменьшается плотность рыб. 67% учащихся не приступили к выполнению данного задания либо дали абсолютно неправильные ответы, например: – Сила Архимеда зависит от объёма. Уменьшая объём плавательного пузыря, рыба может подняться выше, т. к. уменьшается FA; – Потому что изменяется объём воздуха в пузыре, чем меньше сила воздуха, тем меньше сила тяжести. Таким образом, две трети участников ККР8 не смогли выполнить несложный перенос описания одной реальной ситуации на другую. В задании 21 проверялось умение выдвигать и обосновывать гипотезу на основе понимания физической модели. У берегов Португалии очень глубоко на дне покоится много затонувших кораблей с драгоценностями на борту. Почему в большинстве случаев эти корабли не могут поднять со дна? Предложите своё объяснение и обоснуйте его с физической точки зрения. Вероятность того, что учащиеся могли знать ответ на поставленный вопрос, крайне мала, поэтому любой ответ фактически должен был представлять собой гипотезу, основанную на физических представлениях о явлении. Обоснование могло опираться на представления о том, что на глубине очень большое давление воды, а сила Архимеда, поскольку корабли лежат на дне, не действует, не облегчает подъем. Полностью с заданием справились около 8% восьмиклассников – такие ответы оценивались в 2 балла. Ещё 23% учеников выдвинули собственную гипотезу, но наряду с корректными с точки зрения физики обоснованиями использовали некорректные (например: «Потому что чем глубже мы опускаемся под воду, тем больше давление приходится на нас, плюс сила притяжения на глубине больше») или дали корректный с точки зрения физики ответ, но на несколько иной вопрос (например: «Потому что сила тяжести действует сильнее силы Архимеда» – в этом случае ученик объясняет, почему корабли оказались на дне). Такие ответы оценивались в 1 балл. Остальные ученики выдвинули не обоснованные с физической точки зрения гипотезы (например, «Португальцы не хотят их доставать») или гипотезы, обоснованные неверно («На глубине сила тяжести больше», «Заржавевший металл гораздо тяжелее», «Вес кораблей становится больше в воде»). 0 баллов получили 69% учеников. Можно видеть, что результаты заданий 19–21 очень близки: даже частично их выполняет не более 35% восьмиклассников. 22 4.2. Анализ освоения отдельных групп умений В таблице 7 представлен средний процент освоения каждой из трех проверяемых в работе групп умений. Этот показатель был рассчитан с учетом трудности каждого задания – для каждого ученика, для каждого класса и по региону в целом. Таким образом, если два ученика выполнили по одному заданию на первую группу умений, но первый ученик выполнил более простое задание, а второй – более сложное, процент освоения данной группы умений у второго ученика будет выше. Таблица 7 Освоения основных групп умений, проверяемых в ККР8 Группа умений 1 группа умений 2 группа умений 3 группа умений Извлечение информации о модели физического явления из текста задачи Анализ данных, их использование при решении расчетных задач Понимание связей между физическими величинами, объяснение физических явлений Средний процент освоения основных групп умений 44,18% 35,05% 22,56% Как видно из приведенных данных, средний процент освоения третьей группы умений менее 23% (см. таблицу 7). Это говорит о том, что подавляющее большинство учеников не могут применить свои знания и умения для объяснения реальных явлений окружающего мира с физической точки зрения, что ставит под вопрос эффективность используемых методов преподавания физики как предмета, который задает основы естественнонаучной картины мира. По двум другим группам умений процент освоения также ниже 50%. Так, во второй группе, которую можно назвать «традиционная физика», предполагающей прежде всего знание и использование базовых формул и решение расчетных задач, средний процент выполнения заданий невысок – только 35%. Все это заставляет говорить о необходимости корректировки образовательного процесса, который сегодня не приводит к пониманию базовых физических моделей, с которых начинается изучение предмета. 23 Таблица 8 Средняя решаемость заданий по группам проверяемых умений среди юношей и девушек № Группы умений Средняя решаемость юноши девушки 1 Извлечение информации о модели физического явления из текста задачи 43,08% 45,28% 2 Анализ данных, их использование при решении расчетных задач 34,59% 35,52% Понимание связей между физическими 3 величинами, объяснение физических явлений 22,21% 22,90% с использованием данных связей Существенных различий в результатах юношей и девушек не зафиксировано ни по одной группе умений (см. таблицу 8). С одной стороны, это ставит под сомнение представление о физике как «мужском» предмете. А с другой – заставляет задуматься, насколько преподавание физики на этапе «введения в предмет» отвечает интересам и возможностям юношей. 4.3. Распределение участников ККР8 по уровням достижений Диаграмма 1 Распределение первичных баллов участников ККР8 24 Как видим, распределение является унимодальным, левосторонним, что говорит о том, что контрольная работа была для восьмиклассников достаточно трудной. Это согласуется с задачами оценки качества «вхождения» в предмет, предполагающей дифференциацию учеников, выявление проблем и дефицитов, которые могут влиять на успешность дальнейшего изучения предметов естественнонаучного цикла. Уровни достижений По результатам выполнения ККР8 выделено три уровня достижений: повышенный, базовый и ниже базового. Повышенный уровень (уровень осознанного владения учебными действиями) Количественный критерий. Повышенный уровень присваивался, если ученик выполнял не менее 11 заданий работы и из них не менее 4 заданий повышенного уровня трудности (задание считается выполненным, если ученик получил за него хотя бы 1 балл). Ученик, достигший повышенного уровня, знает физические величины, с помощью которых описываются модели изученных физических явлений, понимает характер связей, зависимостей между ними, знает базовые формулы, умеет действовать как по формальному образцу (алгоритму, правилу, схеме, формуле) в стандартной задачной ситуации, так и самостоятельно анализируя данные, извлекая некоторую вторичную информацию из графиков, схем, когда значения физических величин могут быть определены только косвенно; может применять знания из курса физики для физического описания и объяснения реальных физических явлений. Проблемы и дефициты: менее 50% учеников данной группы справились с заданиями № 5 (решаемость в группе учеников с повышенным уровнем достижений 40%), № 12 (решаемость 46%) и № 17 (решаемость 45%). Это свидетельствует о трудностях в понимании причинно-следственных связей, прежде всего в микромире, моделировании физических процессов и выполнении задач с неявным ходом решения. Невелик и средний процент решения несложных расчетных задач (52–63%). Базовый уровень Количественный критерий. Ученик выполнил не менее 7 из 21 задания работы (задание считается выполненным, если ученик получил за него хотя бы 1 балл). Иными словами, выполнено более 50% заданий базового уровня трудности (или более сложных). Решая физическую задачу, учащиеся, демонстрирующие базовый уровень подготовки, оперируют знаниями, полученными непосредственно при изучении физики, знают основные понятия, формулы, определения физических величин и законов, находят явную информацию в текстовом и 25 графическом виде, дают общие интерпретации явлениям, которые рассматриваются в учебном курсе. Проблемы и дефициты: ученики не понимают причин и сути изученных физических явлений, связей между физическими величинами, не могут самостоятельно применить полученные знания для объяснения явлений окружающего мира и даже для несложных расчетов. При этом они, как правило, не приобретают новых знаний в процессе решения учебной задачи. Уровень ниже базового Количественный критерий. Базовый уровень присваивался, если ученик выполнил менее 7 заданий работы. Учащиеся этой группы относительно успешны только в заданиях, где требуются общие учебные умения: поисковое чтение, работа с графиками. Все задания, требующие знаний и умений именно в области физики, имеют решаемость ниже 30%. Ни одно из средств описания и объяснения окружающего мира, которые открывает физика как предмет, ими не присвоено. Диаграмма 2 Распределение участников ККР8 по физике по уровням достижений Как можно видеть на диаграмме, границу базового уровня достижений преодолели 71% участников ККР8. Самая многочисленная группа – 43% – ученики, достигшие только базового уровня. Доли учеников с более низкими и более высокими результатами почти равны: 28% восьмиклассников продемонстрировали повышенный уровень достижений, 29% – уровень ниже базового. Об этой группе учеников мы можем говорить, что в предметную область физики они, по сути, не вошли. Детальная информация о выполнении учениками из выделенных групп каждого задания работы приведена на диаграмме 2. 26 Диаграмма 3 Решаемость заданий участниками ККР8 с разным уровнем достижений 5. ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА РЕЗУЛЬТАТЫ ККР8 При проведении ККР8 собиралась контекстная информация, которая необходима для получения общего представления об условиях и особенностях образовательного процесса и степени влияния тех или иных факторов на образовательные результаты. Для этой цели была разработана анкета для учителя физики (она была включена в форму для ввода первичных результатов каждого класса и заполнялась в электронном виде), а также собраны данные «социального паспорта» каждого класса, которые использовались при расчете индекса образовательных условий. Оценка значимости влияния обсуждаемых ниже факторов на различия в результатах ККР8 в 2014 году проводилась на основе методов статистического анализа. 5.1. Индекс образовательных условий Для расчета индекса образовательных условий были собраны данные по 14 показателям, позволяющим охарактеризовать различные аспекты социального состава учащихся. (В документах, направленных участникам ККР8, он был назван индексом социального благополучия и ресурсообеспеченности класса.) При расчете индекса образовательных условий, влияющих на результаты ККР8, была использована модель множественной регрессии, предназначенная для описания связи между значением среднего балла, 27 набранного классом при выполнении ККР8 (зависимой переменной), и факторами, характеризующими социальный и экономический статус класса (независимой, или объясняющей, переменной). В результате построения такой модели определился набор факторов, существенно влияющих на результаты учащихся, а также степень их влияния. Таким образом, получилась формула для вычисления обобщенного показателя, характеризующего образовательные условия школы и социальноэкономический статус ученика. Этот обобщенный показатель был назван индексом образовательных условий (ИОУ). На результаты выполнения краевой контрольной работы по физике статистически значимое влияние оказывают следующие социальноэкономические характеристики состава учащихся в исследуемом классе: доля учащихся в классе − из неполных семей (B); − из семей, где только один из родителей имеет высшее образование (C); − из семей, где оба родителя имеют высшее образование (D); − из семей, находящихся в социально опасном положении (E); − из семей, проживающих в благоустроенном жилье (F). Кроме того, показано, что статистически значимое влияние на результаты ККР8 оказывает и тип образовательной организации (А). (A) может принимать следующие значения: A = 1 при расчете ИОУ для гимназий, лицеев, школ с углубленным изучением отдельных предметов; A = 0 при расчете ИОУ для остальных школ. Результаты школ с особым статусом значимо выше, чем результаты других школ (таблица 9). Данный результат представляется достаточно ожидаемым, но здесь важна численная оценка связи статуса школы с результатами ее учащихся. Понятно, что тип образовательной организации определяет и особенности набора учеников, и подбор педагогов, и материально-технические ресурсы школы. Таблица 9 Средний тестовый балл участников ККР8 из образовательных организаций разных типов Тип ОО Средние общеобразовательные школы, в том числе средние общеобразовательные школы-интернаты Школы с особым статусом (гимназии, лицеи, школы с углубленным изучением отдельных предметов) Основные общеобразовательные школы Кадетские корпуса и мариинские гимназии Средний процент выполнения работы 38,61% 49,43% 34,85% 47,00% 28 Полученная формула для расчета индекса образовательных условий выглядит следующим образом: ИОУ = 0,373 + 0,064·A - 0,07·B + 0,04·C + 0,1·D - 0,116·E + 0,019·F, где коэффициент каждого фактора показывает степень его влияния на ИОУ, который, в свою очередь, может принимать значение от 0 до 1. Таким образом, можно говорить, что чем выше доля учеников из семей, где один или оба родителя имеют высшее образование, и из семей, проживающих в благоустроенном жилье, тем вероятность высоких результатов выше. Но чем выше в классе доля учеников из неполных семей и семей, находящихся в социально опасном положении, тем ниже вероятность высоких результатов ККР8. Если качество жилья, в котором проживает ученик, состав семьи, образование его родителей относятся к условиям семьи, то тип образовательной организации можно интерпретировать как ресурс школы. Данный индекс был рассчитан для каждого участвующего в контрольной работе класса (кроме тех классов, где ККР8 выполняли менее 4 учеников) и отражен на диаграмме в виде треугольника, представляющего его положение среди всех других классов региона (они представлены на диаграмме точками), участвовавших в ККР8 по физике, с учетом ИОУ. Сплошной красной линией обозначены средние результаты по региону, иначе ее можно описать как линию ожидаемых результатов. Пунктирными зелеными линиями – коридор, в котором расположены результаты 75% классов. Рис. 4. Пример диаграммы «Результаты ККР8 класса» Сравнение результатов классов рекомендуется проводить только в группах классов со схожим индексом образовательных условий (вдоль вертикального направления на диаграмме). Если результаты классов находятся вблизи верхней границы обозначенного пунктирными линиями 29 коридора, они характеризуются как более высокие в сравнении с ожидаемыми; если ниже нижней границы коридора – как более низкие по отношению к ожидаемым. Выводы о различиях в решаемости, объясняемые теми или иными факторами, в том числе индексом образовательных условий, делались на основе значения коэффициента детерминации. Коэффициент детерминации (R2 – R-квадрат) – это доля дисперсии зависимой переменной, объясняемая рассматриваемой моделью зависимости2. В результате статистического анализа было выявлено, что вклад ИОУ в различия между результатами классов составляет 12,45%. Полученный результат имеет практическое значение. Так, одним из критериев аттестации педагога являются результаты классов, в которых он преподает, в федеральных или региональных оценочных процедурах. При этом он может претендовать на присвоение более высокой квалификационной категории при условии высоких результатов (выше средних по муниципалитету, региону или типу школы). Если учесть, что ИОУ имеет существенное влияние на результаты учащихся, то в классе с низким индексом образовательных условий учитель становится заложником ситуации. Его мастерство может быть как минимум не хуже мастерства коллег, преподающих в более благополучных классах, но высокие показатели качества образования будут оставаться недостижимыми. Это создает препятствия для получения более высокой квалификационной категории, хотя педагог может быть ее достоин. Данная ситуация требует разработки новых подходов при проведении аттестации педагогов, которые бы учитывали ИОУ классов. 5.2. Результаты анкетирования учителей физики 8-х классов В анкетировании приняли участие учителя 893 образовательных организаций края, преподающие в 1409 классах. Указать точное количество участвовавших в анкетировании учителей невозможно, поскольку учителя могли преподавать в нескольких тестируемых классах, анкета же была анонимной. 2 Коэффициент детерминации ( — R-квадрат) — это доля дисперсии зависимой переменной, объясняемая рассматриваемой моделью зависимости, то есть объясняющими переменными. Более точно — это единица минус доля необъясненной дисперсии (дисперсии случайной ошибки модели, или условной по факторам дисперсии зависимой переменной) в дисперсии зависимой переменной. Его рассматривают как универсальную меру зависимости одной случайной величины от множества других. В частном случае линейной зависимости является квадратом так называемого множественного коэффициента корреляции между зависимой переменной и объясняющими переменными. В частности, для модели парной линейной регрессии коэффициент детерминации равен квадрату обычного коэффициента корреляции между y и x. Источник: https://ru.wikipedia.org/wiki/Коэффициент_детерминации 30 В анкету учителя входили вопросы, касающиеся − условий обучения в образовательной организации (количества часов по предмету в неделю, используемых учебников, материальнотехнического оснащения); − демографических и профессиональных характеристик учителей; − причин трудностей в обучении физике и факторов, влияющих на успешность преподавания. Характеристики образовательных организаций Тип населенного пункта, в котором расположена школа, и тип самой образовательной организации, по данным многих исследований, проведенных в стране и крае, относятся к факторам, влияющим на результаты. С ними связаны качество образовательной среды, особенности занятости, уровень благосостояния семей, их образовательный потенциал, те или иные социальные риски. Средний балл за контрольную работу по физике тем выше, чем крупнее населенный пункт (из этой закономерности «выпадают» только результаты школ в поселках городского типа, но различия в результатах этой группы школ и школ сёл и малых городов незначительны) (см. таблицу 10). По данным статистического анализа, тип населенного пункта объясняет 7,37% различий в результатах ККР8. Стоит подчеркнуть, что данное значение, как и все остальные, указанные ниже, не относится непосредственно к среднему баллу конкретного класса. Его невозможно использовать для сравнения классов, прогнозирования либо интерпретации результатов выполнения работы каждым отдельным классом. Фактически оно означает следующее. Из всех возможных факторов, определяющих отличие результатов выполнения ККР8 одним классом от результатов других классов, 7,37% составляет тип населенного пункта, в котором обучается данный класс. Таблица 10 Средний тестовый балл участников ККР8 из разных групп образовательных организаций Территориальная принадлежность ОО г. Красноярск Город с населением более 50 000 человек Город с населением менее 50 000 человек Поселок городского типа Село (поселок, деревня) Средний процент выполнения работы 45,75% 42,15% 36,65% 37,86% 36,05% 31 Наполняемость классов Опираясь на результаты, представленные в таблице 11 и на рисунке 5, можно утверждать, что строгой зависимости результата выполнения ККР8 от количества учащихся в классе не существует. Рис. 5. Результаты ККР8 в зависимости от численности класса Таблица 11 Результаты ККР8 в зависимости от наполняемости классов Наполняемость Количество классов классов 1–7 человек 8–14 человек 15–25 человек 26–34 человека 283 241 790 95 Количество учащихся в классах в данной группе наполняемости 1153 2687 16 488 2569 Средний процент выполнения работы 36,51% 36,12% 41,02% 46,39% Наибольшая доля – 72% – приходится на классы, состоящие из 15-25 учеников. При этом самые высокие результаты достигаются в классах с численностью выше нормативной (более 25 учеников). Но такая наполняемость характерна, во-первых, для городских школ, а во-вторых, для школ со сложившейся высокой репутацией, количество желающих попасть в которые, как правило, превышает количество мест. Иными словами, в данной ситуации не результат выполнения ККР8 зависит от числа учащихся, а 32 наоборот, уровень подготовки в образовательной организации определяет наполняемость класса и, как следствие, более высокий процент выполнения контрольной работы. Обращает на себя внимание и относительная успешность классов с минимальным количеством учеников (1-7), где может быть организована индивидуальная работа с каждым подростком. Однако в сельской местности, где таких классов больше всего, это совершенно не приводит к улучшению результатов (таблица 12). В классах с минимальной наполняемостью результаты повышаются только в Красноярске и малых городах края. Таблица 12 Результаты ККР8 в группах классов с разной наполняемостью по типам населенных пунктов Поселок городского типа Село 34,45% 58,70% 35,30% 29,91% 28,80% 33,70% 36,31% 36,71% 45,01% 42,26% 36,28% 38,31% 35,43% 48,92% 43,37% 43,31% 45,99% – Наполняемость классов Все участники Красноярск 1-7 человек 8-14 человек 15-25 человек 26-34 человека 36,51% 36,12% 76,40% 38,92% 41,02% 46,39% Малый город Город Кадровые ресурсы школ Как минимум 97% учащихся обучают педагоги, имеющие высшее образование (таблица 13). При этом наиболее высокие результаты ККР8 отмечаются у группы учителей, обучавшихся по 4-летней программе. Возможно, основу этой группы составляют учителя, получившие профильное педагогическое образование в советский период (программы педагогического образования долгое время были на 1 год короче соответствующих программ классических университетов). Таблица 13 Образование учителей физики 8-х классов Какое законченное образование Вы имеете? Среднее общее Среднее специальное (педагогическое) Количество классов Доля классов Количество учащихся Доля учащихся Средний процент выполнения работы 7 0,50% 40 0,17% 37,17% 12 0,85% 81 0,35% 30,49% 33 Высшее (4 года) Высшее (5 лет) Два высших, кандидат или доктор наук Отсутствует ответ Итого: 290 1055 20,58% 74,88% 4878 17 064 21,30% 74,53% 45,25% 39,60% 19 1,35% 373 1,63% 41,90% 26 1,85% 461 2,01% 40,59% 1409 100% 22 897 100% С точки зрения демографических показателей (таблица 14) ситуация выглядит следующим образом: учителей моложе 40 лет в параллели 8-х классов менее трети, при этом почти половина – учителя старше 50 лет. Таблица 14 Распределение учителей физики 8-х классов в зависимости от возраста Ваш возраст Менее 25 лет 25–29 лет 30–39 лет 40–49 лет 50–59 лет 60 или более лет Отсутствует ответ Итого: Средний Количество Доля процент учащихся учащихся выполнения работы 1295 5,66% 37,65% 1393 6,08% 36,82% 3444 15,04% 39,52% 6194 27,05% 41,06% 7498 32,75% 42,21% Количество классов Доля классов 76 95 208 355 488 5,39% 6,74% 14,76% 25,20% 34,63% 163 11,57% 2640 11,53% 41,72% 24 1,70% 433 1,89% 40,58% 1409 100% 22 897 100% В 2014 году самые высокие результаты ККР8 отмечаются в классах, где преподают учителя старше 50 лет (таблица 15). Если говорить о стаже, то максимально высокие результаты фиксируются в классах, где преподают учителя со стажем 40 лет и более (но эта группа невелика – всего 5% классов), и в классах, где учителя физики имеют педагогический стаж 17–25 лет (эта группа значительна). По сравнению с 2013 годом распределение педагогов по стажу преподавания практически не изменилось. 34 Таблица 15 Информация о педагогическом стаже учителей физики 8-х классов Педагогический стаж 0–7 лет 8–16 лет 17–25 лет 26–31 год 32–40 лет 40 лет и более Информация отсутствует Доля классов, где учитель выбрал данный ответ в 2013 году Доля классов, где учитель выбрал данный ответ в 2014 году 13,96% 15,26% 23,86% 20,03% 19,38% 4,84% 15,54% 14,19% 24,34% 18,03% 20,79% 4,68% Средний процент выполнения работы в данной группе 38,06% 38,62% 42,31% 41,33% 41,09% 45,98% 2,68% 2,41% – По данным краевого образовательного портала krao.ru, на начало 20142015 учебного года физика входит в число предметов, по которым количество открытых вакансий в школах края наиболее велико. С нехваткой учителей-физиков нередко связана смена преподавателя физики между 7-м и 8-м классом. Это произошло в каждом пятом классе (таблица 16). И там, где учитель менялся, результаты чуть ниже. Как показал статистический анализ, 0,17% различий в результатах ККР8 объясняются только этим фактором. Таблица 16 Смена учителя физики при переходе учащихся из 7-го в 8-й класс Преподавали Средний ли Вы физику Количество Доля Количество Доля процент в тестируемом классов классов учащихся учащихся выполнения классе в работы прошлом году? Да 1101 78,14% 17 687 77,25% 41,24% Нет 287 20,37% 4821 21,06% 39,24% Ответ 21 1,49% 389 1,70% 41,49% отсутствует Почти не изменилась и доля учителей высшей квалификационной категории: 29% в 2013 году, 30% – в 2014 году (таблица 17). В классах, где физику преподают учителя этой группы, результаты наиболее высоки. При этом различия в результатах тех классов, где уроки физики ведут учителя высшей квалификационной категории, и классов, где преподают учителя 35 первой квалификационной категории, выражены в большей степени, чем различия между результатами классов, где работают педагоги первой квалификационной категории, и классов, где работают учителя, не имеющие квалификационной категории. Отчасти это связано с тем, что учителя, не имеющие квалификационной категории, но соответствующие занимаемой должности, не обязательно менее квалифицированны или менее опытны. Это могут быть педагоги, которые по тем или иным причинам не проходили аттестационные процедуры. Таблица 17 Распределение учителей физики 8-х классов в зависимости от квалификационной категории Ваша категория Высшая категория Первая категория Соответствие занимаемой должности Ответ отсутствует Итого: Средний Количество Доля процент учащихся учащихся выполнения работы Количество классов Доля классов 423 30,02% 8198 35,80% 44,30% 599 42,51% 8924 38,97% 39,89% 307 21,79% 4509 19,69% 37,53% 80 5,68% 1266 5,53% 36,57% 1409 100% По данным статистического анализа, педагогический стаж и возраст учителя физики объясняют менее 1% различий в результатах ККР8, образование и квалификационная категория – 1,72% и 3,31% соответственно. Материально-техническое обеспечение школ Опираясь на результаты анкетирования учителей, можно заключить, что только 3% учеников (5% классов) учатся в школах, где нет специального кабинета физики (таблица 18). Еще в 4% классов нет лаборантской. Средние результаты ККР8 в этих школах заметно ниже, чем в школах, которые соответствующим образом оснащены. Однако здесь действует множество факторов: школы, где нет специализированного кабинета или лаборантской, – это, как правило, малочисленные школы, школы в отдаленных местностях, отличающиеся и по социальному составу класса, и по подбору учителей, и по общей ресурсной обеспеченности. Это подтверждают данные ответов на вопрос об основных причинах трудностей в изучении физики. Отсутствие оборудованного кабинета физики как один из главных факторов, снижающих 36 успешность преподавания предмета, отмечают учителя каждого второго класса (48,41%) в сельских ООШ. Таблица 18 Данные о материально-техническом оснащении школ (по результатам анкетирования учителей физики) Средний Количество Доля Количество Доля процент Ответ классов классов учащихся учащихся выполнения работы Есть ли в Вашей школе кабинет физики? Да 1300 92,26% 21 669 94,64% 40,96% Нет 76 5,39% 608 2,66% 34,43% Нет ответа 33 2,34% 620 2,71% 42,24% Есть ли в Вашей школе кабинет физики с лаборантской? Да 1258 89,28% 21 689 94,72% 41,08% Нет 128 9,08% 808 3,53% 33,80% Нет ответа 23 1,63% 400 1,75% 41,13% Есть ли в Вашей школе лабораторные комплекты по механике? Да 1186 84,17% 19 758 86,29% 40,71% Нет 195 13,84% 2634 11,50% 40,98% Нет ответа 28 1,99% 505 2,21% 44,34% Есть ли в Вашей школе учебно-вспомогательный персонал, помогающий проведению уроков физики (лаборант, инженер и т. д.)? Да 713 50,60% 13 419 58,61% 40,81% Нет 670 47,55% 9041 39,49% 40,84% Нет ответа 26 1,85% 437 1,91% 40,76% Есть ли в Вашей школе цифровая техника, которую можно использовать для физических измерений? Да 666 47,27% 12 186 53,22% 42,00% Нет 717 50,89% 10 276 44,88% 39,46% Нет ответа 26 1,85% 435 1,90% 39,84% Есть ли в Вашей школе цифровые образовательные ресурсы, которые можно использовать для уроков физики (виртуальные лаборатории, учебная анимация и т. п.)? Да 1086 77,08% 18 363 80,20% 41,59% Нет 299 21,22% 4127 18,02% 37,31% Нет ответа 24 1,70% 407 1,78% 41,61% Классов, которые учатся в школах, где нет лабораторных комплектов по механике (раздел, в котором изучается тема ККР8 2014 года «Плавание тел»), 14%. Около половины 8-х классов изучают предмет в школах, где нет учебно-вспомогательного персонала (лаборантов, инженеров). Однако отсутствие этих ресурсов почти не сказывается на результатах ККР8. 37 Количество учащихся Что, по Вашей оценке, главным образом мешает успешному преподаванию физики в основной школе? (До двух факторов) Нехватка лабораторного оборудования Отсутствие оборудованного кабинета физики Отсутствие учебновспомогательного персонала (лаборанта, инженера и т. п.) Низкое качество оборудования Слишком высокая учебная нагрузка учителей Количество классов Цифровой техникой для физических измерений и цифровыми образовательными ресурсами, которые можно использовать на уроках физики, не располагают учителя 51% и 21% классов соответственно. Это сказывается на результатах ККР8 в большей степени. При этом, по данным статистического анализа, в целом разница в материально-техническом обеспечении школ объясняет 3,37% различий в результатах учеников. Полученный результат указывает на то, что учителя вынуждены так или иначе компенсировать отсутствие ресурсов, основная часть которых является необходимой с точки зрения нормативных требований к условиям образовательного процесса. Поэтому наряду с данными статистического анализа необходимо учитывать и оценку роли этих ресурсов учителями, работающими в тестируемых классах. Отвечая на вопрос «Что, по Вашей оценке, главным образом мешает успешному преподаванию физики в основной школе?», почти половина учителей (47–48%) указали на нехватку лабораторного оборудования и его низкое качество (таблица 19). Примерно треть учителей указали на слишком высокую учебную нагрузку, которая, как было отмечено выше, может быть вызвана и необходимостью компенсации нехватки ресурсов мастерством и квалификацией учителя. Таблица 19 Факторы, мешающие успешному преподаванию физики в основной школе (по мнению учителей 8-х классов) Доля Средний процент выполнения работы Доля 668 47,41% 10 150 44,33% 39,91% 242 17,18% 2771 12,10% 38,96% 264 18,74% 4146 18,11% 41,64% 674 47,84% 11 146 48,68% 39,67% 444 31,51% 8139 35,55% 41,10% 38 Результаты ККР8 в классах, учителя которых выделили эту проблему, близки к средним, но это может говорить о том, что проблема является общей для большой группы школ – не только «слабых», но и «сильных». И если мастерство и квалификация учителя компенсирует отсутствие необходимых ресурсов, то это нередко достигается дополнительными усилиями и затратами рабочего и учебного времени. Дополнительную информацию дает анализ ответов учителей из разных типов населенных пунктов и разных типов образовательных организаций. Так, о слишком высокой нагрузке практически не говорят учителя сельских школ. Ее отмечают учителя г. Красноярска, учителя лицеев и СОШ в городах края с населением более 50 тыс. человек, а также СОШ в малых городах и поселках городского типа. Отсутствие лаборанта, инженера отмечают учителя городских лицеев и школ с УИОП, ООШ в Красноярске и поселках городского типа. Нехватка ресурсов для проведения практических занятий, по данным анкетирования учителей, вошла в тройку основных причин трудностей учеников при освоении физики (таблица 20). Об этом говорят учителя 19% (273) классов. Отмечая другие причины, учителя указывают на то, что оборудования не хватает всем классам, его приходится брать в другой школе, оно низкого качества или устаревшее, указывают на отсутствие компьютерного оборудования, низкую скорость Интернета, отсутствие цифровых ресурсов и современных дидактических материалов, высокую загруженность кабинета физики, сокращение ставок лаборантов. При этом безусловными «лидерами» среди причин трудностей учеников при освоении физики, по мнению учителей, являются недостаточная математическая подготовка учащихся (78,71%) и недостаточная сформированность их читательской грамотности (79,91%). Таблица 20 Основные причины трудностей при обучении физике (по мнению учителей) Каковы, на Ваш взгляд, основные причины возникающих у учащихся трудностей при обучении физике? (Не более двух ответов) Недостаточная математическая подготовка Недостаточная сформированность читательской грамотности Количество классов Доля Количество учащихся Доля Средняя решаемость 1109 78,71% 18 903 82,56% 40,60% 1126 79,91% 18 197 79,47% 40,46% 39 Нехватка ресурсов для проведения практических занятий Другое − − − − − − 273 19,38% 3697 16,15% 38,71% 147 10,43% 2135 9,32% 44,71% Среди других причин затруднений чаще всего называются недостаточное количество часов физики в учебном плане; загруженность учителей оформлением различной отчетной документации; низкая мотивация учеников, низкий интерес к техническим профессиям; слабая общеучебная подготовка учащихся; перегруженность учеников; неудобное расписание. Организация обучения Как показывают данные анкет, у 97% классов (96% учеников) два урока физики в неделю (таблица 21). В некоторых образовательных организациях восьмиклассники изучают физику 3 или 4 часа в неделю. Сопоставление с данными Краевой информационно-автоматизированной системы управления образованием показало, что классы, где в неделю ведется 3 или 4 урока физики, это далеко не всегда профильные, например, физикоматематические, классы. Число уроков в учебном плане напрямую не связано с используемым учебно-методическим комплексом. Таблица 21 Распределение классов, участвовавших в ККР8, по количеству уроков физики в неделю Сколько уроков физики в неделю проводилось в тестируемом классе в прошлом учебном году согласно учебному плану? 2 урока 3 урока 4 урока Ответ отсутствует Количество классов Доля Количество учащихся Доля Средняя решаемость 1366 18 2 23 96,95% 1,28% 0,14% 1,63% 22 056 402 42 397 96,33% 1,76% 0,18% 1,73% 40,46% 60,12% 46,17% 40,49% Как можно видеть, 3-часовой учебный план связан с существенно более высокими результатами, чем 2-часовой (группа классов, у которых 4 часа физики в неделю, крайне мала, чтобы можно было говорить о статистически подтвержденной зависимости). Как правило, этот фактор действует вкупе с некоторыми другими условиями обучения. Как показывает статистический 40 Пинский А. А. и др. Генденштейн Л. Э. и др. Перышкин А. В. Пурышева Н. С., Важеевская Н. Е. Шахмаев Н. М. и др. Громов С. В., Родина Н. А. Другие Ответ отсутствует Количество учащихся Авторы УМК по физике Количество классов анализ, влияние именно этого фактора (увеличение учебного времени на 1 час) составляет 2,42%. Еще более существенны различия в результатах учащихся, обучавшихся по разным УМК (таблица 22), однако их доли в общем количестве школьников абсолютно несопоставимы. Таблица 22 Распределение классов по используемым УМК (в порядке убывания среднего процента выполнения ККР8) Доля Доля Средняя решаемость 9 0,64% 218 0,95% 66,02% 88 6,25% 1582 6,91% 40,99% 1234 87,58% 19 554 85,40% 40,62% 10 0,71% 247 1,08% 40,29% 4 0,28% 69 0,30% 37,37% 12 0,85% 182 0,79% 35,62% 28 24 1,99% 1,70% 612 433 2,67% 1,89% 39,02% 42,01% Так, например, абсолютным лидером в использовании в учебном процессе на сегодня является учебник А. В. Перышкина, по которому учатся 85% восьмиклассников. При этом с точки зрения результатов безусловным лидером является учебник под редакцией А. А. Пинского, который используется сегодня только в городских школах, а 88,5% обучающихся по нему восьмиклассников – учащиеся школ с особым статусом образовательных учреждений. Статистический анализ показал, что вклад выбора УМК в различие результатов выполнения ККР8 учащимися составляет 2,48%. Таким образом, в целом объективные факторы, о которых шла речь выше, определяют 34,3% различий в результатах выполнения ККР8 учащимися 8-х классов. Оставшиеся 65,7% приходятся на факторы, которые, с одной стороны, не отражены в формализованных показателях, а с другой стороны, пока не поддаются какой-либо математической оценке: личность и профессионализм педагога, личность и подготовка ученика, способ преподавания предмета. 41 Как показали исследования 2012–2013 гг., объективную информацию о том, как строится работа на уроках физики и дома, при анкетировании получить очень сложно. С одной стороны, описывая свою работу, учителя склоны давать социально одобряемые ответы, согласующиеся с концепцией новых стандартов, с другой – содержательное наполнение, интерпретация основных понятий, обозначений зачастую не совпадает. Под групповой или самостоятельной работой, нестандартными заданиями, проблемным обучением и т. д. каждая школа и каждый учитель нередко понимает что-то свое. Поэтому в 2014 году при анализе итогов ККР8 не ставилась задача выявить связь между результатами ККР8 и практикой обучения. Но при этом были собраны и проанализированы мнения учителей о том, какие факторы имеют решающее значение для успешного освоения курса физики в основной школе (таблица 23). Таблица 23 Факторы, имеющие решающее значение для успешного освоения курса физики в основной школе (по мнению учителей) Доля Доля классов, учащихся, Какие факторы, с Количество учителя Количество учителя Вашей точки зрения, классов, которых учащихся, которых Средний имеют решающее учителя выбрали учителя выбрали процент значение для которых данный которых данный выполнения успешного освоения выбрали ответ, в выбрали ответ, в работы курса физики в данный группе данный группе основной школе? ответ классов – ответ участников участников ККР8 ККР8 1. Регулярное проведение фронтальных лабораторных работ 2. Демонстрация опытов 3. Регулярное самостоятельное проведение лабораторных работ учениками 202 14,34% 3172 13,85% 39,93% 229 16,25% 3357 14,66% 39,90% 356 25,27% 5662 24,73% 40,95% 42 4. Включение в учебный процесс качественных задач, требующих письменных рассуждений 5. Регулярное решение расчетных задач 6. Включение в учебный процесс нестандартных задач, образца решения которых нет в учебнике или решебнике 7. Объяснение нового материала с помощью компьютерных презентаций 8. Специально организованная работа с учебными текстами по физике, помощь в самостоятельном понимании 9. Фиксация нового материала в конспективной форме 10. Изучение нового материала через проблемные вопросы, выдвижение учениками собственных гипотез 375 26,61% 5922 25,86% 42,51% 367 26,05% 6436 28,11% 39,65% 255 18,10% 4445 19,41% 43,32% 87 6,17% 1293 5,65% 40,95% 447 31,72% 7104 31,03% 40,79% 7 0,50% 81 0,35% 35,27% 461 32,72% 7655 33,43% 40,18% 43 При этом установки учителей заметно отличаются в разных группах школ (таблица 24). Таблица 24 Распределение факторов, имеющих решающее значение для успешного освоения курса физики в основной школе (по мнению учителей), по группам образовательных организаций Группа образовательных организаций Гимназии, лицеи, СОШ с УИОП г. Красноярска СОШ и ООШ г. Красноярска Гимназии, лицеи, СОШ с УИОП городов с населением более 50 тыс. чел. СОШ и ООШ городов с населением более 50 тыс. чел. Школы городов с населением менее 50 тыс. чел. СОШ поселков городского типа ООШ поселков городского типа Школы сёл, деревень, поселков Номера выбранных факторов 8, 6, 10 5, 10, 6 10, 3, 6, 8 10, 5, 3 10, 5 8, 10 1, 2, 3 8, 10, 4, 3 Предпочтения учителей были сопоставлены со средним процентом выполнения ККР8 в классах, где они преподают. С этой точки зрения, лидерами являются классы, учителя которых считают главными факторами успеха: − включение в учебный процесс качественных задач, требующих письменных рассуждений (фактор 4); − включение в учебный процесс нестандартных задач, образца решения которых нет в учебнике или решебнике (фактор 6). При этом доли таких классов из общего числа составляют лишь 26,61% и 18,10% соответственно. Интересно, что фактор 6 в качестве одного из решающих выделяется учителями школ г. Красноярска и учителями «статусных» школ городов Красноярского края с населением более 50 тыс. человек. При этом фактор 4 выделяется лишь учителями сельских школ. Уровень средней решаемости по Красноярскому краю (40,82%) достигается в классах, где преподают учителя, считающие решающими факторами успешности − регулярное самостоятельное проведение лабораторных работ учениками (фактор 3); − объяснение нового материала с помощью компьютерных презентаций (фактор 7); − специально организованную работу с учебными текстами по физике, помощь в их понимании (фактор 8); 44 − изучение нового материала через проблемные вопросы, выдвижение учениками собственных гипотез (фактор 10). При этом фактор 8 в качестве одного из ключевых выделяется учителями лицеев, гимназий и школ с УИОП г. Красноярска, городов Красноярского края с населением более 50 тыс. человек, учителями школ поселков городского типа и сельских школ. Фактор 10 выделяется учителями из разных групп школ. Фактор 3 практически не выделяется учителями школ г. Красноярска. Доля классов, в которых преподают учителя, выделившие фактор 7 в качестве одного из решающих, составляет лишь 6,17%. Использование компьютерных презентаций, если это не специально созданный образовательный ресурс с учебной анимацией и т. п., трудно отнести к новым способам преподавания, значимо повышающим эффективность. Средний процент выполнения ККР8 ниже среднего по региону в тех классах, где учителя считают приоритетными − регулярное проведение фронтальных лабораторных работ (фактор 1); − демонстрацию опытов (фактор 2); − регулярное решение расчетных задач (фактор 5); − фиксацию нового материала в конспективной форме (фактор 9). Стоит отметить, что доля классов, в которых занятия ведут учителя, полагающие конспектирование нового материала эффективным способом преподавания, к счастью, очень мала. Регулярное решение расчетных задач, безусловно, имеет свои преимущества, но они реализуются в основном в старшей школе, когда у учеников уже сформировались представления о природе физических явлений. В этом случае решение расчетных задач позволяет систематизировать накопленные знания, установить связи между физическими величинами через соответствующие физические закономерности. Интенсивное же решение расчетных задач на учебном материале 7-го класса приводит лишь к алгоритмизации действий, что вносит незначительный вклад в изучение физических моделей. Аналогичная ситуация наблюдается и при выполнении фронтальных лабораторных работ, когда перед учениками ставится задача проведения экспериментальных измерений по четко прописанному алгоритму без применения какого-либо исследовательского подхода. В данной методике отрабатываются навыки измерений, а не освоение физической модели. 45 ВЫВОДЫ 1. По результатам контрольной работы было выделено три уровня достижений: повышенный, базовый и ниже базового. Повышенного уровня достигли 28% учащихся. Трудности данной группы учеников связаны с пониманием причинно-следственных связей, моделированием физических процессов и выполнением задач с неявным ходом решения. При этом для группы характерно − знание физических величин, с помощью которых описываются модели изученных физических явлений, понимание характера связей и зависимостей между ними; − знание базовых формул; − умение действовать как по формальному образцу (алгоритму, правилу, схеме, формуле) в стандартной задачной ситуации, так и самостоятельно анализируя данные, извлекая некоторую вторичную информацию из графиков, схем, когда значения физических величин могут быть определены только косвенно; − способность применять знания из курса физики для физического описания и объяснения реальных физических явлений. Базового уровня достигли 43% учащихся. Трудности данной группы связаны с пониманием причин и сути изученных физических явлений, связей между физическими величинами, со способностью самостоятельно применять полученные знания для объяснения явлений окружающего мира. Основные достижения: − оперирование знаниями, полученными непосредственно при изучении физики; − знание основных понятий, формул и определений физических величин и законов; − способность находить явную информацию в текстовом и графическом виде; − способность давать общие интерпретации явлениям, которые рассматриваются в учебном курсе. Не достигли базового уровня 29% учащихся. Представители этой группы освоили лишь отдельные общие учебные умения: поисковое чтение, работа с графиками. При этом ни одно из средств описания и объяснения окружающего мира, которые открывает физика как предмет, ими не освоены. 2. Значимо более высокие результаты демонстрируют учащиеся − школ с особым статусом (гимназии, лицеи, школы с углубленным изучением отдельных предметов); − кадетских корпусов и мариинских гимназий; − школ городов с населением более 50 тысяч человек; 46 − обучающиеся по УМК под В. Г. Разумовского; − у которых 3 урока физики в неделю. редакцией А. А. Пинского, 3. В качестве основных факторов, препятствующих успешному освоению физики школьниками, учителя выделяют следующие: − недостаточная математическая подготовка; − недостаточная сформированность читательской грамотности. 4. Статистический анализ позволил выделить следующие факторы, влияющие на результаты контрольной работы: − индекс образовательных условий класса, включающий в себя такие параметры, как доли учащихся из неполных семей; из семей, где только один из родителей имеет высшее образование; из семей, где оба родителя имеют высшее образование; из семей, находящихся в социально опасном положении; из семей, проживающих в благоустроенном жилье; тип образовательного учреждения; − квалификационная категория учителя; − материально-техническое обеспечение школы, включающее в себя наличие специального кабинета физики, лаборантской комнаты, цифровых образовательных ресурсов для уроков физики; − используемый учебно-методический комплекс; − количество уроков физики в неделю. Связь результатов ККР8 с возрастом и педагогическим стажем учителя, сменой учителя физики при переходе учащихся из 7-го в 8-й класс, наполняемостью класса слабая. 47 РЕКОМЕНДАЦИИ Анализ результатов краевой контрольной работы и данных анкетирования учителей физики позволяет сформулировать следующие рекомендации. Учителям и образовательным учреждениям В обучении следует уделять особое внимание рассмотрению сути физических явлений и процессов и умению применять физическую терминологию для описания и объяснения тех или иных явлений, а не просто воспроизведению законов и формул. При этом полезным будет использование различных способов представления информации: графики, таблицы, диаграммы, схемы и фотографии реальных экспериментов. Они не только дают представление о способах физического исследования окружающего мира, но и позволяют улучшить качество восприятия и формирования мыслительных моделей физических явлений. При изучении различных тем курса физики необходимо: − разбирать на уроках условия задач, учиться трансформировать условие задачи, используя разные формы записи: график, формулу, таблицу и так далее; − расширять практику решения качественных задач, увеличить долю качественных задач, где решение требуется представить в письменном виде; − избегать при изучении нового материала доминирования лекционной формы или простого чтения учебника; строить объяснение новой темы так, чтобы изложению материала учебника предшествовали выдвижение и проверка собственных гипотез; − организовать работу в группах и внутриклассную коммуникацию так, чтобы ученики адресовали свои выводы, доказательства, гипотезы друг другу, получая обратную связь и помощь; − регулярно проводить практические лабораторные работы; − включать в учебный процесс модельные эксперименты, работу в виртуальной лаборатории, самостоятельное измерение физических величин с помощью цифровой техники. Обучение учащихся, достижения которых находятся ниже базового уровня, важно связать с повышением их мотивации и самооценки, с такими видами деятельности, где требуется: − соотнесение текста задачи, формулы, описания физического явления и соответствующих физических величин; − уверенный перевод одних физических единиц измерения в другие. 48 При этом необходимо не просто дать ученикам достаточно материала для тренинга, но и выстроить его так, чтобы разные обозначения той или иной физической величины образовали целостный смысловой ряд. Учащимся, достигшим базового уровня, необходим достаточный опыт выполнения заданий, где они могли бы обнаружить, пронаблюдать, смоделировать, просчитать зависимости между изученными физическими величинами или самостоятельно составить условие задачи по заданным формулам. Кроме того, важно расширить практику работы с графиками, схемами, таблицами, предлагать конструкторские и обобщающие задания, где из отдельных понятий, физических величин, единиц измерения, формул ученик собирает модель изученного явления или предлагаемой ситуационной задачи, активно вводить в учебный процесс задания, требующие объяснения физических явлений и процессов, наблюдаемых в реальной жизни. Учащихся, достигшим высокого уровня владения большинством умений, необходимо вовлекать в олимпиадное движение, интеллектуальные состязания, исследовательскую деятельность, регулярно предлагать задания, где необходимо связывать разные представления о физических явлениях (соотносить микро- и макропроцессы), самостоятельно переносить общие способы работы, выявленные закономерности на новый предметный материал. Иными словами, необходимо изучать курс физики системно, рассматривая изучаемые элементы содержания с различных точек зрения, смещая акцент на понимание, самостоятельный анализ и применение изученного для объяснения реальных ситуаций. Только такой подход отвечает требованиям образовательного стандарта второго поколения. Системе повышения квалификации необходимо: − совместно с методическими объединениями учителей физики провести анализ всех рекомендованных Министерством образования и науки РФ образовательных программ и УМК по физике с точки зрения полноты их соответствия ФГОС; − связать повышение квалификации и переподготовку учителей физики с согласованием представлений о требованиях к образовательным результатам, задаваемых ФГОС, переориентацией образовательной практики на работу в компетентностной парадигме; − продолжить курсы по освоению современных электронных образовательных ресурсов, цифровой техники для физических измерений в учебном процессе, вызывающие большой интерес со стороны учителей физики; − продолжить работу по совершенствованию региональной системы математического образования. 49 Органам управления образованием необходимо организовать мониторинг соответствия кабинетов физики в каждой школе условиям, необходимым для проведения экспериментальных работ, в случае несоответствия – создать необходимые условия. Набор лабораторного оборудования рекомендуется скомплектовать так, чтобы он позволял использовать разные программы, поддерживать самостоятельную исследовательскую деятельность учеников. При этом важно уделить внимание оснащению школ учебным программным обеспечением, цифровыми образовательными ресурсами и цифровой лабораторной техникой, которые будут использоваться в учебном процессе. Если в результате анализа действующих УМК по физике широкой группой экспертов будут выделены УМК, использование которых может улучшить практику преподавания физики в рамках требований нового образовательного стандарта, органам управления образованием необходимо будет скорректировать заказ на учебно-методическую литературу. На уровне каждого муниципального образования необходимо провести анализ результатов ККР8, выявить проблемные области и области успешности, спланировать корректировку образовательного процесса, ориентированного на достижение планируемых результатов в рамках требований ФГОС в области физики и в целом естественных наук. 50 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 1. Анализ контекстной информации, собранной в рамках проекта «Доработка, апробация и внедрение инструментария и процедур оценки качества начального общего образования в соответствии с Федеральными государственными образовательными стандартами» [Электронный ресурс]. URL: http://www.centeroko.ru/fgos/fgos_pub.htm 2. Аналитический отчет о результатах краевой контрольной работы по физике для учащихся 8-х классов школ Красноярского края в 2013 году [Электронный ресурс]. URL: http://cok.cross-edu.ru/?page_id=1207 3. ГОСТ 16263-70 «ГСИ. Метрология. Термины и определения» 4. Демоверсия краевой контрольной работы по физике для учащихся 8 класса 2014 г. [Электронный ресурс]. URL: http://cok.crossedu.ru/?page_id=1207 5. Дубина И. Н. Математические основы эмпирических социальноэкономических исследований. – Барнаул, изд-во Алтайского университета, 2006. 6. Коган И. Ш. Обобщение и систематизация физических величин и понятий. Хайфа: Рассвет, 2006. 7. Отчет о результатах исследования освоения основных предметных и метапредметных умений в области физики учащимися VII классов в Красноярском крае в 2012 году. [Электронный ресурс]. URL: http://cok.cross-edu.ru/?page_id=1207 8. Спецификация краевой контрольной работы по физике для учащихся 8 класса 2014 г. [Электронный ресурс]. URL: http://cok.crossedu.ru/?page_id=1207 9. Федеральный компонент государственного образовательного стандарта (утвержден приказом МОиН РФ от 05.03.2005 № 1089). [Электронный ресурс]. URL: http://www.ed.gov.ru/edusupp/metodobesp/component/9067 10.Федеральный государственный образовательный стандарт основного общего образования (утвержден приказом МОиН РФ от 17.12.2010 № 1897). [Электронный ресурс]. URL: http://standart.edu.ru/catalog.aspx?CatalogId=2588 51
