3.3 Особливості роботи з умовою тестового завдання, поданого за допомогою екранних технологій

За умови використання змісту тестового завдання як задачі, яка потребує розв`язання, головним предметом діяльності виступає, очевидно, сама задача. Однак, залежно від конкретного етапу діяльності відбувається перенесення акценту цієї діяльності (локальне цілепокладання). Продукт діяльності зумовлений її предметом залежновід її мети (загальної або локальної). У разі тестування головним продуктом діяльності є відповідь на тестове завдання. Процедура діяльності (в технологічному плані) як спосіб (метод) отримання бажаного результату реалізується в операціях, які починаються із сприйняття учнем «екранної події», частиною якої є тестове завдання.

Узагальненням дослідження компонентів сприйняття виявилася створена А. В. Запорожцем, В. П. Зінченком та іншими авторами теорія перцептивних дій, згідно з якою сприйняття являє собою систему дій та операцій, що прижиттєво формуються на підставі засвоєння суспільно- історичного досвіду.

Досвід використання засобів ІКТ у навчальному процесі свідчить, що провідним видом сприйняття повідомлень під час роботи з комп`ютерними засобами сьогодні і в осяжному майбутньому є візуальне. Тому найважливішим питанням в організації процесу тестування за допомогою комп`ютера є аналіз властивостей візуальних повідомлень та особливостей сприйняття їх із екрану [2; 3; 5]. Процес переходу від перцептивної стадії розумового процесу (у розглядуваному випадку - зорового сприйняття екранних повідомлень) до аналітичної діяльності відносно «екранної події» в умовах сеансу тестування вимагає від учня вміння бачити за пропонованими повідомленнями такі об`єкти, розуміння яких дало б йому змогу сформулювати правильну відповідь на поставлене у тестовому завданні запитання.

Отже, повідомлення через засіб ІКТ, сформоване в формі екранної події, сприймається учнем як полікодовий текст [41], що містить відомості, на основі яких обов`язковим чином в учня «генерується» множина суб`єктивних смислів. До полікодових сьогодні відносять тексти, в яких містяться різні семіотичні візуальні (вербальні й іконічні) знаки. Як зауважує Е. Д. Некрасова, у поле дослідницьких інтересів потрапляють різні форми існування полікодових конструкцій: інструкції, листівки, мистецтвознавчі описи картин, тексти газетного дискурсу (статті, репортажі та ін.), інтернет- комунікації (демотиватори, веб-сайти) тощо. Основним завданням дослідників є виявлення кореляцій символів і знаків різних систем кодування між собою в рамках досліджуваного жанру (функції іконічного знаку у вербально поданих повідомленнях, форми поєднання вербальних та іконічних повідомлень і тому подібне) [34, с. 45]. На основі таких «візуальних текстів» формують сьогодні «візуальну культуру», яка, на думку багатьох дослідників, приходить на зміну монотекстової культури, початок якої пов`язують із появою друкованих видань.

Останнім часом з`являється все більша кількість публікацій, присвячених аналізу візуальної культури в дуже різноманітних її виявах, поняття «візуальна культура», «візуальні образи сучасної культури» стають приводами для жвавих теоретичних дискусій та експериментальних досліджень [7]. Сучасний світ виявляється в нескінченному розмаїтті візуальних знаків і зображень. Усяку подію в нашому світі, навіть ту, яку ми відчуваємо і про яку мріємо, можна виразити у візуальній формі, представленій в образному поданні. Наші уявлення про світ складаються з того, що ми бачимо і чуємо, сукупність знаків і образів стає засобом спілкування, отже, ті, хто нам що-небудь показують і розповідають, можуть керувати нашим світоглядом. У своєму дослідженні А. В. Колосов наводить вислів відомого західного радіожурналіста А. Геніса, який на запитання, що на його думку стало найбільш значущою подією двадцятого століття сказав:

«Ніщо не змінило життя ХХ-го століття так, як відеократична революція, яку почав кінематограф, підхопив телевізор і завершила електронна медія. ?…? За сто років відеократія перекроїла геометрію і оптику нашого світу. ?…? Перевага відеообразів над словом означає, що вперше за останні три тисячі років знайдено альтернативу писемності» [23, с. 5]. Отже, можна констатувати, що швидке перенесення навчальної діяльності на екран комп`ютера, все більше застосування зорових образів у процесі подання навчальних повідомлень є відображенням глобальних тенденцій світової інформаційно-орієнтованої культури сучасного технологічного суспільства.

Згідно з дослідженням М. Бунге [10], процес сприйняття охоплює три етапи: сприйняття починається з певного очікування або гіпотези; потім відбувається приймання зовнішніх сигналів та їх осмислення; нарешті - перевірка або підтвердження зроблених висновків. Процеси опрацювання гіпотез у сприйнятті і в розв`язанні проблеми являють собою вкладені цикли, опрацювання яких перебігає, очевидно, строго індивідуально. Однак, загальним виявляється той факт, що будь-яка гіпотеза включена у деяку систему гіпотез, на які вона спирається. Що більша кількість опорних гіпотез і що більше інтегрована їх система, тим імовірніше виникнення цієї гіпотези й вірогідність її правильності.

Відомо, що людське сприйняття найтіснішим чином пов`язане з мисленням, із розумінням сутності предмету. Так,, у своїх дослідженнях А. К. Хенріксон [21] показав, що візуальна організація різноманітних карт світу у головах політичних діячів справляє досить суттєвий вплив на вибір політичної стратегії.

Як свідчать психологічні дослідження [22; 39], сприйняття не є лише сукупністю подразників, що впливають на органи чуттів, а являє собою динамічний пошук найкращого тлумачення, пояснення отриманих даних. Сприйняття є активним процесом використання інформації для висунення й перевірки гіпотези. Характер цих гіпотез визначається змістом минулого досвіду особистості.

Як показано в працях [15; 24], в основі сприйняття, бо воно включає висновок, лежить процес прийняття рішення.

Головними етапами прийняття рішення є:

1. Первинна категоризація - виокремлення явища із оточення (відділення «сигналу» від «шуму»).

2. Пошук ознак - процес більш точної ідентифікації об`єкта, що сприймається, за допомогою додаткових ознак.

3. Підтверджувальна перевірка - пошук додаткових ознак із метою контролю і підтвердження пробної ідентифікації об`єкту.

4. Остаточне підтвердження - несумісні ознаки або нормалізуються, або повністю відсіюються.

Розвиток категорій, використовуваних для ідентифікації і класифікації предметів, пов`язаний із навчанням. Це навчання має бути спрямоване на виокремлення ознак предметів, визначення їх призначення і використання вирішальних ознак для групування об`єктів у рівноцінні класи. Навчаючись сприйняттю, людина засвоює відношення, що існують між спостережувальними властивостями об`єктів і подіями, засвоює відповідні категорії і системи категорій, «навчається передбачати взаємозв`язки явищ і перевіряти ці передбачення» [6].

Вміння виокремлювати об`єкт сприйняття, набуте в процесі роботи, допомагає учневі «відсторонитися від тла». Неминучим тлом у цьому разіє не лише вторинна у кожному конкретному випадку інформація на екрані, а й операціональна діяльність із клавіатурою комп`ютера, без якої неможливе керування засобом ІКТ. Процес віднесення об`єктів до категорій пов`язаний, очевидно, передусім із розпізнаванням конфігурації. У літературі, присвяченій цій проблемі, розглядається багато теорій, спрямованих на те або інше пояснення психологічних механізмів, які використовуються у процесі розв`язання завдань класифікації.

Ми не ставимо перед собою завдання розроблення чергової подібної теорії або аналізу існуючих, однак зауважимо: більшість авторів схиляються до того, що сприйняття не зводиться лише до розподілення об`єктів за категоріями. Ми поділяємо погдяд, згідно з яким у процесі відбору та класифікації реципієнт виокремлює лише те, що відповідає заздалегідь сформованому еталону або системі ознак, і так чи інакше ігнорує все інше.

Експериментальні дослідження показали [11], що істотним компонентом прийняття рішення є маніпулювання образом ситуації, яка склалася на основі орієнтувально-дослідницької перцептивної діяльності. Це насамперед діяльність, спрямована на переконструювання образу відповідно до поставленого завдання.

Засоби ІКТ дають можливість подавати графічний образ тестового завдання в різноманітних ракурсах, областях визначення і множині параметрів, що змінюються в різних сеансах тестування. Саме тут виявляється рівень сформованості в учня множини образів як графічного відображення знань у певній предметній галузі, тобто сформованості сприйняття та ототожнення певного поняття його можливому графічному відображенню. Константність сприйняття виявляється у впізнаванні сутності змісту тестового завдання, поданого через його графічне зображення на екрані, функціональних особливостей його параметрів, за умови практично нескінченного різноманіття можливих змін цих параметрів. Із іншого боку, множина графічних образів, необхідних для опису понять, законів, явищ тощо, що вивчаються в курсі середньої загальноосвітньої школи, є обмеженою. Це дає учневі можливість поступово, в міру оволодіння навчальним предметом, навчитися ототожнювати образ сприйняття з параметрами змісту тестового завдання, і, виходячи з контексту розв`язуваної задачі, виокремити інваріантну структуру об`єкта, що сприймається.

Послідовні фази зміни графічного образу у разі використання екранних технологій у процесі тестування мають обумовлюватися загальною, заздалегідь обраною стратегією процесу. В іншому разі можливою є неадекватність застосування графічного образу, що лише ускладнює досягнення мети тестування.

У працях Ж. Піаже [36] показано, що здатність усвідомлення тотожності наявного об`єкта, що сприймається нами у його різноманітних виявах, набувається важко і є результатом тривалого процесу навчання. Має існувати певний процес, що забезпечував би збереження сліду умов, які часто зустрічаються, та спостережувальних закономірностей. Послідовне програмування перцептивної готовності залежить від такого роду інтегративних процесів. Відтак, відношення між класами подій зберігається лише у результаті того, що воно змінюється у процесі навчання. Відповідно формуються еталони образу, що сприймається, який, згідно з багатьма сучасними теоріями, і використовується у процесі ідентифікації.

Процес використання ознак включає операцію висновку. Висновок про ідентифікацію на підставі ознаки є найбільш частою та елементарною формою пізнавальної (зокрема, навчальної) діяльності. Врахування ознак передбачає засвоєння імовірностей тих чи інших подій у середовищі, що вивчається, а також постійних співвідношень, які пов`язують одні ознаки з іншими та ознаки з зумовленими ними формами поведінки. Підготовлений спостерігач здатний дістати більше інформації із графічного образу, він виявляє такі ознаки та структури, до яких не сприйнятливий і не підготовлений спеціальним чином спостерігач. Це управління зоровою активністю підготовлено попереднім формуванням певних еталонних схем, що допомагають приймати інформацію певного виду, тобто вже засвоєна інформація визначає те, що (та як) буде сприйнято у подальшому. Якщо ці еталони не сформовані (немає попередньо сформованого знання), то немає і перцептивної активності і спостережуване явище має обмежену і минаючу дію.

Психологічні дослідження показали, що залежно від задачі та ситуації, у якій здійснюється діяльність, можливою є опора на різноманітні форми репрезентації дійсності (образно-просторові, вербальні, семантичні тощо). Спостережуваний на екрані графічний образ як стимульний матеріал, що запускає перцептивний цикл, у разі сеансу тестування не є абстрактним, якщо для його аналізу створена теоретична опора. Отже, класифікація тестових завдань за ознакою складності може бути здійснена на основі того, що об`єкти (точніше, графічні образи їх), які спостерігаються на екрані, містять інформацію, доступну для розуміння на декількох відмінних за складністю рівнях.

Внаслідок реалізації фрагменту діяльності, пов`язаного з використанням змісту тестового завдання, поданого як «екранне повідомлення», учень може прийти до результату, який лише частково задовольняє його. Однак, досягнення локальної мети діяльності (відповідь на запитання) має бути співвіднесено суб`єктом діяльності з загальним планом розв`язання проблемної ситуації, сформованої в сеансі тестування. Мета виступає тут як деяке випереджаюче відображення дійсності, як відображення потреби.

В міру накопичення досвіду роботи із засобами інформаційних технологій в процесі тестування в учнів виробляються прийоми (схеми орієнтування) найбільш раціональної поведінки в кожному конкретному випадку (сеансі тестування). Так як учень безпосередньо включений в перцептивний цикл взаємодії з об`єктом спостереження, ці схеми орієнтування дуже швидко формуються та засвоюються. Це, зрештою, впливає на прийняття учнем рішення стосовно відповіді на тестове завдання.

Особливу роль у цьому разі відіграє ситуація, за якої зоровий образ не ототожнюється з еталонним образом, тобто спостережуваний об`єкт містить суперечливу інформацію. Принципово у цьому разі зоровий образ може стати основою альтернативних перцептивних циклів: пасивного, у якому приймається рішення про виключення зорового образу із розгляду (відмова від відповіді на тестове завдання), і активного, коли у результаті пошукової діяльності суб`єкт виконує завдання.

Як свідчать педагогічні дослідження, заможливості в процесі тестування рівноймовірності реалізації пасивного та активного перцептивних циклів, учень надає перевагу активному. Це, на наш погляд, викликано тим, що для учня розв`язання навчальної задачі, сформульованої у тестовому завданні, є соціально значущим процесом і, відповідно, графічний образ сприймається як значущий. Така домінанта вмотивованості спонукає учня активно досліджувати інформацію, що сприймається з екрану.

Активний розгляд екранної події призводить до діяльності, результатом якої є здійснення низки операцій зі спостережуваним об`єктом, які призводять до всебічного його вивчення. Ці дії, очевидно, супроводжуються низкою гіпотез, які і перевіряються у результаті цілеспрямованої діяльності учня. Пасивний перцептивний цикл говорить про відсутність в учня ідей, які є основою пояснювальних гіпотез. Виникнення такого інформаційного конфлікту здебільшого пов`язане з використанням в тестовому завданні графічного образу, який учнем може бути неоднозначно зрозумілим.

Найбільш дієвим педагогічним прийомом у цьому разі є подання у тестовому завданні часткового вербального опису образу, що спостерігається. Словесні описи надають можливості заповнити лакуни в образному уявленні, тоді як образи доповнюють інтуїтивний опис системи. Асоціації, що виникають при цьому, часто допомагають учневі самостійно визначити шляхи виходу із ситуації, що склалася.



Розділ 4. Теоретико-методичні основи побудови моніторингової системи для оцінювання природничо-наукової компетентності учнів загальноосвітньої школи із застосуванням тестових технологій

4.1 Природничо-наукова компетентність як об'єкт моніторингу якості загальної середньої освіти

Згідно із «Концепцією реалізації державної політики у сфері реформування загальної середньої освіти «Нова українська школа» на період до 2029 року» реформування змісту загальної середньої освіти в Україні

«передбачає розроблення принципово нових державних стандартів загальної середньої освіти, які повинні ґрунтуватися на компетентнісному та особистісно-орієнтованому підході до навчання» [9]. Серед ключових компетентностей, які мають бути покладені в основу реформування Нової української школи, є компетентності в природничих науках і технологіях.

За дослідженнями О. Новікова компетентність - це «здібність до практичної діяльності, до розв`язання життєвих проблем, що реалізується самостійно і базується на набутому учнем навчальному і життєвому досвіді, його цінностях і нахилах» [18, с. 58-59].

Відповідно до Державного стандарту базової і повної загальної середньої освіти (затверджений постановою Кабінету Міністрів України від 23 листопада 2011 р. № 1392) метою освітньої галузі «Природознавство» в основній і старшій школі є «формування в учнів природничо-наукової компетентності як базової та відповідних предметних компетентностей як обов`язкової складової загальної культури особистості і розвитку її творчого потенціалу» [3; 11].

Природничо-наукова компетентність є галузевою компетентністю. Вона являє собою цілісну систему, що охоплює знання, уміння, навички, ціннісні ставлення учнів до природи, навколишньої дійсності й до самого себе, рівень засвоєння яких дозволить учню адекватно діяти в певних навчальних і життєвих ситуаціях [14].

Згідно із дослідженнями Т. Лукіної моніторинг в освіті - це система збирання, оброблення, зберігання і поширення інформації про стан освіти, прогнозування на підставі об`єктивних даних динаміки й основних тенденцій її розвитку та розроблення науково-обґрунтованих рекомендацій для прийняття управлінських рішень стосовно підвищення ефективності функціонування освітньої галузі [6, с. 519]. Об`єктами моніторингу в освіті виступають результати навчальної діяльності учнів та їхні характеристики, тобто компетентності учнів.

В основній і старшій школі (у 5-11 класах) природничо-наукова компетентність формується в учнів під час вивчення шести навчальних предметів (природознавство, географія, біологія, фізика, хімія, екологія), які відповідають семи структурним компонентам освітньої галузі

«Природознавство» (загальноприродничий, географічний, біологічний, фізичний, астрономічний, екологічний компоненти) [14]. При чому, загальноприродничий і екологічний компоненти містяться в усіх навчальних предметах, а не лише в природознавстві й екології.

За дослідженнями Г. Білецької і В. Басісти існує чотири складові природничо-наукової компетентності (рис. 4.1).

Рис. 4.1 Складові природничо-наукової компетентності (за Г. Білецькою і В. Басістою) [1, с. 34].



Отже, природничо-наукова компетентність охоплює знання, вміння і навички учня, його цінності й нахили та базується на навчальному і життєвому досвіді учня.

В основі природничо-наукової компетентності лежить природознавча компетентність, яка формується в учнів початкової школи під час вивчення навчального предмета природознавство (освітня галузь «Природознавство»).

Згідно з Державним стандартом початкової загальної освіти (затверджений постановою Кабінету Міністрів України від 20 квітня 2011 р. № 462) природознавча компетентність є предметною компетентністю і являє собою «особистісне утворення, що характеризує здатність учня застосовувати в дієво-практичній формі знання про природу, розв`язувати доступні соціально й особистісно значущі практичні й пізнавальні проблемні задачі, пов`язані з реальними об`єктами природи у сфері відносин «людина - природа» [4].

Складові предметної природознавчої компетентності (за І. Андрусенко) подано на рис. 4.2.

Рис. 4.2 Складові предметної природознавчої компетентності (за І. Андрусенко) [31, с. 339-340].



Отже, природознавча компетентність - це перші природознавчі знання, вміння і навички учня, його перші ставлення до природи і перший досвід самостійної природознавчої діяльності; природничо-наукова компетентність - це більш глибокі навчальні досягнення учня з предметів освітньої галузі «Природознавство», його ціннісні ставлення до природи і людини, досвід пізнавальної та практичної діяльності.

Порівняння змісту освітньої галузі «Природознавство» у Державному стандарті початкової загальної освіти та Державному стандарті базової і повної загальної середньої освіти, дає змогу зробити висновок, що зміст освіти (теми) освітньої галузі «Природознавство», який опановують учні початкової школи, глибше вивчається під час опанування загальноприродничого компоненту цієї галузі в основній і старшій школі, де ще додається зміст освіти предметних компонентів (біологія, географія, фізика, хімія). Більш глибоко усі компоненти освітньої галузі

«Природознавство» вивчаються у старшій школі, де додається астрономічний компонент [14].

Стосовно структури природничо-наукової компетентності, то, на наш погляд, досить великий досвід у цьому питанні було зроблено у міжнародних порівняльних дослідженнях PISA і TIMSS. Адже, одним із завдань цих досліджень є оцінювання природничо-наукової грамотності й природничої освіти в учнів. (Нагадаємо, що у 2007 і 2011 рр. українські учні брали участь у дослідженні TIMSS; у травні 2018 р. - у дослідженні PISA.)

У міжнародних порівняльних дослідженнях беруть участь багато країн. Наприклад, у дослідженні TIMSS-2015 взяли участь учні з 57 країн світу [28, с. 6], у дослідженні PISA-2015 - із 70 країн світу [27, с. 1]. При цьому, «основні напрями дослідження, концептуальні підходи до розроблення інструментарію, способи оброблення і представлення результатів досліджень обговорюються і затверджуються представниками країн-учасниць (як правило, представниками міністерств освіти)» [24, с. 4]. Одним із принципів розроблення міжнародних тестів є їх максимальна відповідність змісту матеріалу, який вивчається в школах більшості країн-учасниць [19, с. 7-8; 20, с. 10]. Тобто, для більшості країн світу зміст і структура природничо- наукової грамотності й природничої освіти є такими, якими їх розглядають у дослідженнях PISA і TIMSS.

Коротко розкриємо зміст природничо-наукової грамотності й природничої освіти у дослідженнях PISA і TIMSS.

У Міжнародному дослідженні якості освіти PISA (Programme for International Student Assessment) (далі - Міжнародне дослідження PISA) одним із завдань є оцінювання природничо-наукової грамотності 15-річних учнів [7, с. 2].

У дослідженні під грамотністю розуміють знання, вміння і навички, які необхідні учням 15-річного віку, що отримали загальну обов'язкову освіту, «для повноцінного функціонування в сучасному суспільстві, тобто для розв`язування широкого діапазону завдань в різних сферах людської діяльності, для спілкування та встановлення соціальних відносин» [23, с. 7; 26, с. 1].

Міжнародне дослідження PISA спрямоване не на визначення рівня засвоєння шкільних програм, а на оцінювання здатності учнів застосовувати отримані в школі знання, вміння і навички в життєвих ситуаціях. Тобто, на нашу думку, у цьому дослідженні оцінюються компетентності учнів, які називаються грамотностями [2].

Природничо-наукова грамотність (компетентність, на нашу думку), за даними дослідження PISA, - це здатність учня: 1) розуміти природничо- наукові поняття; 2) застосовувати природничо-наукові знання і методи;

3) робити висновки на основі наукових доказів; 4) давати наукове пояснення різних явищ; 5) виявляти або формулювати запитання, на які може відповісти наука; 6) використовувати наукові факти, дані або докази для вирішення проблем або прийняття рішень в різних життєвих ситуаціях [7, с. 5; 24, с. 11, 14].

У Міжнародному дослідженні PISA виділяють чотири взаємопов`язані складові природничо-наукової грамотності (компетентності): впізнавання життєвих ситуацій, що апелюють до науки і технології;

- володіння компетенціями, які охоплюють вміння задавати наукові запитання, вміння використовувати наукові знання, робити висновки на основі доведених фактів;

- розуміння матеріального світу (включаючи технологію) на основі наукових знань, що передбачає як володіння знаннями про навколишній світ і його закони, так і знаннями про власне природничі науки;

- інтерес до природничо-наукового знання, включення природничо- наукової допитливості у власну систему цінностей, мотивація діяти відповідально по відношенню, наприклад, до природних ресурсів і навколишнього середовища (рис. 4.3) [24, с. 12].

Ці чотири складові покладено в основу виділення чотирьох взаємопов'язаних аспектів вимірювань (ситуації і контекст; компетенції; знання; відношення учнів) (див. рис. 3), які враховуються у дослідженні під час розроблення завдань на оцінювання природничо-наукової грамотності (компетентності) [24, с. 12].

Отже, у Міжнародному дослідженні PISA, на відміну від Державного стандарту базової і повної загальної середньої освіти (Україна, 2011 р.) складовими природничо-наукової компетентності є знання, вміння і навички учнів з природничих предметів, їхній досвід практичної та експериментальної діяльності, ставлення учнів до природи і до людини, а також їхній інтерес (відношення) до природознавства.

Коротко розкриємо зміст певних аспектів вимірювання.

У Міжнародному дослідженні PISA у завданнях на оцінювання природничо-наукової компетентності перевіряються: 1) природничо-наукові знання - знання про реальний світ; 2) методологічні знання - знання про науку як про дослідження, які проводить людина (див. рис. 3) [24, с. 15].

Природничо-наукові знання охоплюють матеріал п'яти структурних компонентів освітньої галузі «Природознавство» (фізика, хімія, біологія, географія, астрономія), який, згідно із даними дослідження, об`єднано у чотири складові (див. рис. 4.3) [24, с. 14-15].

Рис. 4.3

У загальноосвітніх навчальних закладах України три складові природничо-наукових знань природничо-наукової компетентності («Фізичні системи», «Система живих організмів», «Земля і космічні системи») вивчаються на уроках освітньої галузі «Природознавство» в основній і старшій школі.

Складова «Технологічні системи» охоплює знання про: а) роль наукомістких технологій; б) зв'язок науки і технології (наприклад, технологічне забезпечення розвитку науки); в) поняття (наприклад, оптимізація, компроміс, вартість, ризики, прибуток); г) важливі аспекти (наприклад, критерії, обмеження, вартість, інновації, винаходи, рішення проблем) [24, с. 14-15]. Ці знання українські учні певним чином здобувають на уроках економіки, яка вивчається в старшій школі.

Стосовно методологічних знань, то вони охоплюють запитання, які пов`язані з: а) природничо-науковими дослідженнями (виникненням наукових досліджень та їх цілями; спостереженнями й експериментами; кількісними і якісними даними досліджень; вимірюваннями і результатами досліджень); б) природничо-науковими поясненнями (типами пояснень; формуванням пояснень, їх правилами та результатами) [24, с. 15].

У Міжнародному дослідженні PISA у завданнях для учнів на оцінювання природничо-наукової грамотності (компетентності) подано різні реальні життєві ситуації (Здоров'я; Природні ресурси; Навколишнє середовище; Джерела небезпеки і ризики; Зв'язок природознавства і технології) (див. рис. 3), які пов`язані з природничо-науковими або технічними проблемами та розглядаються в одному з трьох контекстів: особистісному (пов'язаному з самим учнем, його сім'єю, друзями), соціальному (пов'язаному з місцевим оточенням) або глобальному (в якому розглядаються явища, що відбуваються в різних куточках світу) (див. рис. 3) [24, с. 13].

Щодо «компетенцій», то під час виконання завдань тесту від учнів вимагається: а) виявити або сформулювати запитання, на які може відповісти наука; б) дати наукове пояснення явищ; в) використати наукові факти, дані або докази для прийняття рішень та інформування про них (див. рис. 4.3) [24, с. 14].

Згідно із даними Міжнародного дослідження PISA одним із завдань природничо-наукової освіти є «формування в учнів інтересу до науки, їхніх відношень до проблем, що пов'язані з науковими дослідженнями і їх роллю в суспільстві» [24, с. 17]. Сформована в школі система відносин є основою для вибору подальшого професійного шляху, а також для отримання знань, необхідних в житті для вирішення різних проблем. Саме тому, складовою

природничо-наукової грамотності (компетентності) є інтерес до природничо- наукового знання, який реалізується в такому аспекті вимірювання як відношення учнів до природознавства (див. рис. 4.3).

Запитання на «відношення» оцінюють розуміння учнями значущості наукового пізнання, їхню самооцінку успішності в «Природознавстві», інтерес до науки, відповідальне ставлення до ресурсів і навколишнього середовища (див. рис. 3).

У Міжнародному дослідженні PISA для оцінювання природничо- наукової грамотності (компетентності) використовують тести для учнів та анкети.

Тести складаються із завдань, кожне з яких має власну назву, наприклад, «Кислотні дощі», й містить текст, в якому описується певна життєва ситуація, та 1-6 запитань різної складності до тексту. За допомогою запитань оцінюються чотири когнітивні рівні засвоєння учнями навчального матеріалу: знання, розуміння, застосування в подібній і зміненій ситуаціях, застосування в новій ситуації. За відповідями на запитання оцінюється здатність учнів розуміти проблему, описану в тексті, і вирішити її, застосовуючи знання, вміння і навички з тієї або іншої предметної галузі. У тестах використовуються відкриті (з вибором правильної відповіді) і закриті запитання (з короткою або довгою відповіддю) [24, с. 5].

Отже, у Міжнародному дослідженні PISA під природничо-науковою грамотністю (компетентністю) розуміють знання, вміння і навички учнів з природничих предметів (фізики, хімії, біології, географії, астрономії), їхні методологічні знання про природничо-наукові дослідження і пояснення, досвід практичної та експериментальної діяльності, відповідальне ставлення учнів до природних ресурсів і навколишнього середовища та їхній інтерес до природознавства.

Мета Міжнародного порівняльного дослідження якості природничо- математичної освіти TIMSS (Trends in Mathematics and Science Study) (далі - Міжнародне дослідження TIMSS) - оцінити навчальні досягнення учнів 4-х і 8-х, а з 2015 р. й 11-х класів, з математики і природничих предметів (біологія, хімія, фізика, географія, астрономія) у країнах з різними системами освіти та виявити чинники, що впливають на рівень цієї підготовки [8, с. 3; 28, с. 3; 32,с. 6].

У Міжнародному дослідженні TIMSS під навчальними досягненнями учнів розуміють їхні знання і вміння з математики і природничих предметів, їхні загальнонавчальні вміння і ставлення до предметів, інтереси і мотивації до навчання [8, с. 3]. Тобто, на нашу думку, поняття «навчальні досягнення» учнів у Міжнародному дослідженні TIMSS співпадає із поняттям

«грамотність» у Міжнародному дослідженні PISA.

У Міжнародному дослідженні TIMSS, як і в Міжнародному дослідженні PISA, формами оцінювання є тести й анкети.

За допомогою анкет для учнів збирається інформація про їхнє ставлення до навчальних предметів, мотивацію до навчальної діяльності, перспективи подальшого навчання та інші показники.

Тест з природничих предметів (з «природознавства» як він називається у дослідженні) містить завдання з чотирьох змістових областей (предметних вимірів) (або п`яти навчальних предметів освітньої галузі «Природознавство» у загальноосвітніх навчальних закладах України): біології, хімії, фізики, географії з астрономією. З 2007 р. у тестах з природознавства для учнів 4 класу завдання з біології становлять 45% (майже половину) від усіх завдань тесту; завдання з фізичних наук (фізики і хімії) - 35%; завдання з географії - 20% [8, с. 15; 22, с. 5-6; 30, с. 12; 33, с. 16-17]. У тесті для учнів 8 класу порівняно з 4 класом збільшено кількість завдань з фізики і хімії (на 10%) та відповідно зменшено кількість завдань з біології (на 10%): завдання з біології становлять 35% від усіх завдань тесту, з фізики - 25%, з хімії - 20%, з географії - 20% [8, с. 15; 22, с. 5-6; 30, с. 12; 33, с. 16-17].

Порівняння тем, які увійшли до змістових областей тесту з природознавства у Міжнародному дослідженні TIMSS, із складовими природничо-наукових знань природничо-наукової компетентності у Міжнародному дослідженні PISA, показали відповідність назв тем з фізики, біології, хімії, географії й астрономії у Міжнародному дослідженні TIMSS із складниками таких складових як «Фізичні системи», «Система живих організмів» і «Земля і космічні системи» природничо-наукових знань природничо-наукової компетентності у Міжнародному дослідженні PISA [8, с. 16; 19, с. 29-30; 22, с. 4; 24, с. 14-15]. І це не дивно. Адже, у міжнародних дослідженнях PISA і TIMSS завдання тестів створюються такими чином, щоб в них містився матеріал, який опанували учні більшості країн-учасниць.

Аналіз співвідношення між завданнями тем змістових областей (хімії, біології, фізики), які містилися у тесті з природознавства у Міжнародному дослідженні TIMSS-2007, показав, що у хімічній частині тесту з природознавства було найбільше завдань (37%) з теми «Хімічні явища. Хімічні реакції»; у біологічній частині тесту - завдань з теми

«Характеристика і класифікація організмів, життєві процеси в організмах» (29%); у фізичній частині тесту - завдань з теми «Сили і рух» (26%). При цьому, в усьому тесті з природознавства завдання з теми

«Характеристика і класифікація організмів, життєві процеси в організмах» (біологія) становили найбільшу кількість завдань (10,15%); завдання з теми

«Хімічні явища. Хімічні реакції» (хімія) посіли друге місце (7,4%); завдання з теми «Сили і рух» (фізика) - п`яте місце (6,5%).

У Міжнародному дослідженні TIMSS за допомогою тестових завдань оцінюються три види навчально-пізнавальної діяльності учнів: знання, застосування, міркування. Починаючи з 2011 р., співвідношення між видами навчально-пізнавальної діяльності у тесті з природознавства для учнів 4 класу таке: по 40% завдань на «знання» і «застосування» і 20% завдань на «міркування»; у тесті для учнів 8 класу - по 35% завдань на «знання» і «застосування» і 30% завдань на «міркування» [8, с. 23; 20, с. 31-32; 32, с. 79]. Тобто, у тесті для учнів 8 класу на 10% збільшено кількість завдань на «міркування» та відповідно по 5% зменшено кількість завдань на «знання» і «застосування». І це не випадково, адже, у Міжнародному дослідженні TIMSS завдання-знання - це завдання, в яких перевіряються базові знання учнів природознавчих фактів, понять, зв`язків і процесів. У цих завданнях учні повинні дати визначення природознавчих понять; впізнати і використати природознавчі терміни, символи, одиниці вимірювань; описати процедуру відомого досліду та ін.

Завдання-застосування потребують безпосереднього застосування знань і вмінь учнів при розв`язуванні проблемних ситуацій. Тобто, учні повинні навести приклади, що розкривають поняття; порівняти їх, протиставити, класифікувати або використати наочні моделі; пов`язати, співвіднести, знайти і застосувати інформацію та ін.

Завдання-міркування - це застосування знань у незнайомій ситуації, розв`язування складних і багатокрокових завдань, що потребують від учнів уміння аналізувати і пояснювати різні явища, планувати дослідження, формулювати гіпотези або припущення, розв'язувати нестандартні завдання тощо. Ці завдання найвищого рівня складності і тому їх лише 20% у тесті з природознавства для учнів 4 класу та 30% у тесті для учнів 8 класу.

Отже, природничо-наукова компетентність є важливим об`єктом моніторингу якості загальної середньої освіти. Ця компетентність охоплює знання, вміння і навички учнів з предметів природничого циклу (біології, хімії, фізики, географії, астрономії, екології), їхній досвід практичної й експериментальної діяльності, ставлення учнів до природи, навколишньої дійсності й до самого себе та їхній інтерес до природознавства. Найпопулярнішими формами оцінювання природничо-наукової компетентності є тести й анкети.

4.2 Схема міжнародних порівняльних моніторингових досліджень якості загальної середньої освіти

Сучасний етап розвитку освіти не можливий без моніторингу. Він допомагає визначити переваги і недоліки в системі освіти та виявити наслідки прийняття управлінських рішень щодо покращення національної системи освіти.

Згідно із «Національною стратегією розвитку освіти в Україні на період до 2021 року» однією з актуальних проблем розвитку освіти в Україні є «недосконалість системи національного моніторингу та оцінювання якості освіти» [17]. Одним із перспективних напрямів забезпечення моніторингу та оцінювання якості освіти в Україні Національна стратегія проголошує «участь у міжнародних порівняльних дослідженнях якості освіти (ТІМSS, РІSА, РІRLS тощо)» [17].

Як зазначалося вище, у 2007 і 2011 рр. українські учні брали участь у Міжнародному дослідженні TIMSS, у2018 р. - у Міжнародному дослідженні PISA.

Міжнародні порівняльні дослідження якості загальної середньої освіти, такі як TIMSS, PISA, РІRLS тощо, є моніторинговими, адже вони дають можливість кожній країні-учасниці виявити переваги і недоліки в національній системі освіти та на основі цих даних виробити напрями її покращення, а також оцінити ефективність прийнятих управлінських рішень під час проведення наступних досліджень. Саме напрями поліпшення якості освіти, а не рейтинг країни, треба вбачати в результатах міжнародних порівняльних моніторингових досліджень.

Мета міжнародних порівняльних моніторингових досліджень якості загальної середньої освіти полягає не лише в оцінюванні загальноосвітньої підготовки учнів (їхніх навчальних досягнень і компетентностей), а й у виявленні чинників, що впливають на рівень цієї підготовки. Саме тому у цих дослідженнях разом із тестами для учнів використовують анкети для учнів, їхніх батьків, вчителів тощо. За допомогою тестів оцінюють рівень навчальних досягнень або компетентностей учнів, за допомогою анкет - виявляють чинники, що впливають на цей рівень. При цьому, анкети відіграють не менш важливу роль ніж тести, адже виявлення зв`язку між результатами тестування і певним чиником дозволяє сформулювати гіпотезу, що пояснює отримані результати, а також згодом в інших дослідженнях дасть можливість прогнозувати результати учнів, що відповідають різним чинникам. Через чинник (або чинники), який має вплив на рівень загальноосвітньої підготовки учнів в країні, можна за допомогою управлінських рішень здійснювати вплив на рівень навчальних досягнень і компетентностей учнів, підвищуючи його.

Тобто, можна говорити про схему міжнародних порівняльних моніторингових досліджень якості загальної середньої освіти.

Коротко зупинимося на трьох найвідоміших міжнародних порівняльних дослідженнях якості загальної середньої освіти (TIMSS, PISA, РІRLS). При цьому, деяку інформацію (мету, інструментарій тощо) про Міжнародні дослідження TIMSS і PISA ми представили у попередньому параграфі. (Докладніше про міжнародні порівняльні дослідження розкрито у авторських статтях: «Моніторинг якості загальної середньої освіти: досвід зарубіжжя в Україні» [13], «Тестові технології оцінювання компетентностей учнів: міжнародний досвід» [16], «РІSА-2018 як індикатор стану загальної середньої освіти в Україні» [2].)

У Міжнародному дослідженні TIMSS для оцінювання навчальних досягнень учнів з математики і природничих предметів використовують тести для учнів та анкети для учнів, їхніх батьків, вчителів й адміністрації загальноосвітнього навчального закладу.

Концептуальну модель Міжнародного дослідження TIMSS подано на рис. 4.4.

Рис.4.4 Концептуальна модель Міжнародного дослідження TIMSS [21, с. 8].

З рис. 4 видно, що у Міжнародному дослідженні TIMSS для визначення

«досягнутого рівня освіти» використовують тести (інструментарій для оцінювання навчальних досягнень) та анкети для учнів. При цьому, на

«досягнутий рівень освіти» впливають й інші чинники, які виявляють за допомогою анкет для вчителя, адміністрації школи, експертів з математичної і природничо-наукової освіти та експертів в галузі освіти.

У Міжнародному дослідженні TIMSS за допомогою анкет для учнів, їхніх батьків, вчителів й адміністрації загальноосвітнього навчального закладу (далі - ЗНЗ) збирається інформація про:

а) учнів (їхній вік, стать, ставлення до навчальних предметів, мотивацію до навчальної діяльності, перспективи подальшого навчання та ін.);

б) родини учнів (освіта батьків, домашні освітні ресурси, кількість книг удома, наявність комп`ютера та Інтернету тощо);

в) учителів (стаж роботи, освіта, стать, професійна підготовка та перепідготовка, організація навчального процесу, позаурочна діяльність та ін.);

г) загальноосвітні навчальні заклади (розміщення, тип, кількість учнів у ЗНЗ, матеріально-технічне забезпечення, безпека у ЗНЗ тощо);

д) навчальний процес (навчальні програми, структура уроку, навчальна діяльність на уроках, навчальні матеріали та засоби навчання, оцінювання навчальних досягнень та ін.) [22, с. 81; 29].

Згідно з даними Міжнародного дослідження TIMSS у кожній країні на рівень загальноосвітньої підготовки учнів мають вплив різні чинники. Так, наприклад, результати TIMSS-2011 дали можливість з`ясувати, що на рівень навчальних досягнень українських учнів 8-х класів з математики і природничих предметів впливають:

- наявність у родині достатньої кількості ресурсів для підтримки навчання своїх дітей. Цей чинник складається з таких індикаторів як: освіта батьків, загальна кількість книг і кількість дитячих книг вдома; доступ до мережі Інтернет та наявність в учня окремої особистої кімнати;

- розмір населеного пункту, тобто місце розташування навчального закладу (місто, селище міського типу, село тощо);

- досвідченість вчителів;

- ставлення учнів до навчальних предметів та перспективи їхнього подальшого навчання;

- час виконання домашнього завдання [29]. (Докладніше про вплив чинників на рівень навчальних досягнень українських учнів розкрито в авторській статті «Моніторинг якості загальної середньої освіти: досвід зарубіжжя в Україні» [13].)

Результати Міжнародного дослідження TIMSS-2011 показали також, що «вищі досягнення мають українські учні, які навчаються у школах, де більшість дітей - із соціально благополучних родин, навчальний процес спрямований на успіх, а діти почуваються у безпеці» [29].

Проте, в деяких країнах, наприклад у Фінляндії й Італії, результати учнів практично не залежать від місця розташування загальноосвітнього навчального закладу [20, с. 83]. У Японії, Бельгії, Гонконгу та інших країнах спостерігається гендерна залежність між результатами навчання учнів, якої не було в Україні [20, с. 59].

До чинників, які, згідно із даними Міжнародного дослідження TIMSS, впливають на рівень загальноосвітньої підготовки учнів, також відносяться дошкільна підготовка, позитивне самооцінювання учнів, адекватні умови для діяльності вчителів, рівень задоволення вчителя своєю роботою [20, с. 62, 76, 87, 102].

У Міжнародному дослідженні PISA для оцінювання функціональної (з читання, математики і природознавства) та фінансової грамотностей учнів 15-річного віку використовують тести для учнів та анкети. (Докладніше про Міжнародне дослідження РІSА розкрито в авторській статті «РІSА-2018 як індикатор стану загальної середньої освіти в Україні» [2].)

За допомогою тестів оцінюється читацька, математична, природничо- наукова й фінансова грамотності (компетентності) учнів. За допомогою анкет збирається інформація про учнів, їхні родини, загальноосвітні навчальні заклади і навчальний процес [24, с. 4; 26, с. 14]. Серед чинників, які розглядаються, - це гендерні відмінності учнів, їхнє відношення до наук, соціально-економічні умови родин учнів, розміщення, статус й інші характеристики ЗНЗ.

За результатами Міжнародного дослідження PISA було з`ясовано, що рівень витрат країни на освіту не впливає на успішність учнів [10]. Досить високі результати загальноосвітньої підготовки показують учні, які ходять в ЗНЗ та які інтелектуально й емоційно готові до навчання.

Міжнародне дослідження читацької грамотності в початковій школі PIRLS (Progress in International Reading Literacy Study) (далі - Міжнародне дослідження PIRLS) оцінює здатність випускників початкової школи читати і розуміти різні тексти, порівнює рівень і якість читання й розуміння тексту учнями в різних країнах світу, а також виявляє відмінності в національних системах освіти [25, с. 5]. 4

У Міжнародному дослідженні PIRLS використовуються тести для учнів та анкети для учнів, їхніх батьків, вчителів, адміністрації загальноосвітнього навчального закладу. За допомогою анкет для учнів збирається інформація про учнів, їхні родини, ЗНЗ. Зокрема, про кількість книжок, які мають учні вдома; ресурси, якими володіє їхня родина; про використання комп`ютера, бібліотеки; ставлення до читання і причини, чому дитина читає [25, с. 10].

Анкета для батьків містить запитання, що стосуються занять з дитиною до школи, відвідування дитиною дитячого садка, підготовленості до школи, про загальноосвітній навчальний заклад, в якому навчається їхня дитина, про роль читаннях в їхній сім'ї, про них самих і їхню професійну діяльність.

Анкета для вчителя початкової школи дає можливість отримати інформацію про демографічні характеристики вчителя, особливості ЗНЗ, в якому він викладає, а також про деякі аспекти його роботи взагалі та його роботи в тестованому класі зокрема. Анкета для адміністрації загальноосвітнього навчального закладу призначена для отримання даних щодо характеристики ЗНЗ, його ресурсів, участі батьків у діяльності ЗНЗ, атмосферу в школі, про вчителів і діяльність адміністрації, особливості навчання читання в ЗНЗ [25, с. 10-11]. Узагальнену авторську схему міжнародних порівняльних моніторингових досліджень якості загальної середньої освіти подано на рис.4.5.



Рис. 4.5 Авторська схема міжнародних порівняльних моніторингових досліджень якості загальної середньої освіти [12].

З рис. 5 видно, що інструментарієм міжнародних порівняльних моніторингових досліджень якості загальної середньої освіти є тести для учнів та анкети для учнів, їхніх батьків, вчителів, адміністрації загальноосвітнього навчального закладу, експертів в галузі освіти. За допомогою тестів для учнів оцінюється їхній рівень загальноосвітньої підготовки. Анкети допомагають виявити показники, які характеризують учня, загальноосвітній навчальний заклад, навчальний процес, систему освіти країни в цілому.

Аналіз результатів міжнародних порівняльних моніторингових досліджень дає можливість виявити переваги і недоліки в національній системі освіти та чинники, що впливають на рівень загальноосвітньої підготовки учнів. Це, в свою чергу, допомагає визначити перспективи розвитку національної системи освіти та напрями її поліпшення. Внаслідок цього приймаються управлінські рішення щодо покращення національної системи освіти, ефективність яких перевіряється під час наступного міжнародного порівняльного моніторингового дослідження.

Отже, тести для учнів та анкети для учнів, їхніх батьків, вчителів, адміністрації ЗНЗ, експертів в галузі освіти є складовими схеми міжнародних порівняльних моніторингових досліджень якості загальної середньої освіти. Адже, мета цих досліджень - оцінити рівень загальноосвітньої підготовки учнів (за допомогою тестів) та виявити чиники, що впливають на рівень навчальних досягнень учнів (за допомогою анкет).

Виявлення чинників та їх впливу на рівень загальноосвітньої підготовки учнів дає можливість прогнозувати результати учнів у наступних дослідженнях та зменшувати або навіть усувати за допомогою управлінських рішень вплив певного чинника на рівень загальноосвітньої підготовки учнів.

4.3 Моніторингова система для оцінювання природничо-наукової компетентності учнів загальноосвітньої школи(із застосуванням тестових технологій)

У ході дослідження проблеми створення моніторингової системи для оцінювання природничо-наукової компетентності учнів загальноосвітньої школи (із застосуванням тестових технологій) нами була створена модель цієї системи (рис. 4.6). В основу створення моделі покладено авторську схему міжнародних порівняльних моніторингових досліджень якості загальної середньої освіти (див. рис. 4.5).

Рис. 4.6 Авторська модель моніторингової системи оцінювання природничо-наукової компетентності учнів загальноосвітньої школи (із застосуванням тестових технологій) [15].



Мета авторської моніторингової системи оцінювання природничо- наукової компетентності учнів загальноосвітньої школи (із застосуванням тестових технологій) - отримання інформації про рівень природничо- наукової компетентності учнів у загальноосвітній школі та в країні в цілому та виявлення чинників, які впливають на рівень природничо-наукової компетентності учнів (див. рис. 4.6).

Інструментарієм є: тести для учнів, річні оцінки учнів та анкета (анкети) для учнів.

Результатами - рівень природничо-наукової компетентності учнів, який охоплює їхній рівень загальноосвітньої підготовки і показники, що характеризують учня, ЗНЗ, навчальний процес і систему освіти (див. рис. 4.6).

Аналіз результатів дасть можливість виявити чинники, які впливають на рівень природничо-наукової компетентності учнів. Знаючи ці чинники, можна виробити управлінські рішення, наприклад, рішення директора ЗНЗ, щодо поліпшення рівня природничо-наукової компетентності учнів та у подальших дослідженнях прогнозувати результати учнів.

Для апробування авторської моніторингової системи для оцінювання природничо-наукової компетентності учнів загальноосвітньої школи (із застосуванням тестових технологій) ми використали:

4.3.1 тести для учнів, які ми створили у двох варіантах. В основу їх створення були покладені тестові завдання Міжнародних досліджень PISA і TIMSS. Кожен варіант тесту містив 10 тестових завдань, з яких три завдання були з біології, по два завдання - з фізики, хімії і географії та одне завдання - з астрономії;

4.3.2 річні оцінки учнів з предметів природничо-математичного циклу (алгебра, геометрія, фізика, хімія, біологія, географія);

4.3.3 Диференційно діагностичний опитувальник (автор - Клімов Є.) [5], який був нашою Анкетою для учнів. Адже, мета опитувальника - діагностика схильностей і професійних інтересів учнів. Тобто, згідно з опитувальником існує п'ять типів людей («людина-природа», «людина-техніка», «людина- людина», «людина-знакова система», «людина-художній образ») залежно від видів діяльності, яким вони надають перевагу. При цьому, кожному типу людей притаманні й свої психологічні особливості. Так, наприклад, «людина- природа» має гарно розвинену уяву, наочно-образне мислення, хорошу зорову пам'ять; «людина-техніка» - має зорове, слухове, вібраційне і кінестетичне сприйняття, розвинене технічне і творче мислення й уяву, спостережливість; «людина-людина» - володіє мовою, мімікою, жестами, має розвинену мову й здатна знаходити спільну мову з різними людьми;