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Le competenze matematiche e quelle scientifiche Come definirle e come valutarle secondo gli orientamenti del Programma Ocse-Pisa Osservazioni di Michele.

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1 Le competenze matematiche e quelle scientifiche Come definirle e come valutarle secondo gli orientamenti del Programma Ocse-Pisa Osservazioni di Michele Pellerey 1Incontri settembre-ottobre 2014

2 Un po’ di storia: a) anni 60-90: indagini IEA (International Association for Evaluation of Educational Achievement b) anni : - PISA (Programme for International Student Assesment); - IEA TIMSS Trend in International Mathematics and Science Study); - IEA PIRLS (Progress In International Reading Literacy) Incontri settembre-ottobre 20142

3 Indagini Ocse-Pisa: si svolgono ogni tre anni e riguardano Lettura, Matematica, Scienze con un dominio prioritario: : Lettura, Matematica, Scienze : Lettura, Matematica, Scienze : Lettura, Matematica, Scienze : Lettura, Matematica, Scienze : Lettura, Matematica, Scienze : Lettura, Matematica, Scienze Incontri settembre-ottobre 20143

4 Io mi concentrerò sulla matematica, con qualche accenno alle scienze. Partirò con la definizione europea di competenza chiave in matematica (e scienze) per poi passare al quadro di riferimento delle indagini Ocse Pisa in matematica (e scienze). Tra le due parti una riflessione critica sul concetto di competenza e sulla possibilità di valutarla. Incontri settembre-ottobre 20144

5 La matematica come competenza chiave (Europa) La competenza matematica è l’abilità di sviluppare e applicare il pensiero matematico per risolvere una serie di problemi in situazioni quotidiane. Partendo da una solida padronanza delle competenze aritmetico-matematiche, l’accento è posto sugli aspetti del processo e delle attività oltre che su quelli della conoscenza. La competenza matematica comporta, in misura variabile, la capacità e la disponibilità a usare modelli matematici di pensiero (pensiero logico e spaziale) e di presentazione (formule, modelli, costrutti, grafici, carte). 5Incontri settembre-ottobre 2014

6 Componenti della competenza matematica (Europa) Conoscenze, abilità e atteggiamenti essenziali legati a tale competenza: La conoscenza necessaria nel campo della matematica comprende una solida conoscenza del calcolo, delle misure e delle strutture, delle operazioni di base e delle presentazioni matematiche di base, una comprensione dei termini e dei concetti matematici e una consapevolezza dei quesiti cui la matematica può fornire una risposta. 6Incontri settembre-ottobre 2014

7 Una persona dovrebbe disporre delle abilità per applicare i principi e processi matematici di base nel contesto quotidiano nella sfera domestica e sul lavoro nonché per seguire e vagliare concatenazioni di argomenti. Una persona dovrebbe essere in grado di svolgere un ragionamento matematico, di cogliere le prove matematiche e di comunicare in linguaggio matematico oltre a saper usare i sussidi appropriati. Un atteggiamento positivo in relazione alla matematica si basa sul rispetto della verità e sulla disponibilità a cercare motivazioni e a determinarne la validità. 7Incontri settembre-ottobre 2014

8 Tale impostazione è coerente con quanto suggerito nel 1995 da Spencer e Spencer. Essi distinguono l’aspetto superficiale delle competenze, considerato il più suscettibile di modifica e di sviluppo, e di valutazione, da quelli più profondi come motivi, concezione di sé, tratti personali, di più complessa rilevazione e sviluppo. Questi ultimi costituiscono come l’iceberg della persona. Incontri settembre-ottobre 20148

9 Di qui la proposta di descrivere ciò attraverso un sistema di cerchi concentrici. Il cerchio più esterno comprende le manifestazioni di competenza collegate con il contesto operativo. Il cerchio intermedio fa riferimento a conoscenze e abilità possedute in maniera significativa e fruibile. Quello più interno include la qualità più personali (motivi, atteggiamenti,…) Incontri settembre-ottobre

10 Manifestazioni di competenza Contenuti culturali (conoscenze, abilità) Qualità personali profonde (atteggiamenti) Incontri settembre-ottobre

11 Il nucleo profondo della persona è costituito da qualità stabili che incidono su tutti i comportamenti. Si tratta di atteggiamenti, attribuzioni di valore, significati e motivazioni, abiti di studio e di lavoro, volizione e capacità di perseveranza, ecc. Queste qualità tendono a darsi una caratterizzazione specifica nei vari ambiti di apprendimento. Incontri settembre-ottobre

12 A un livello intermedio si colloca la qualità delle conoscenze e delle abilità acquisite. Conoscenze (fatti, concetti, definizioni, ecc.) che sono caratterizzate da significatività, stabilità fruibilità. Abilità che sono caratterizzate da una loro attivazione corretta e veloce quando ciò risulta utile o necessario. Incontri settembre-ottobre

13 A un livello superficiale si hanno le manifestazioni di competenza, cioè modalità d’azione che possono essere osservate e valutate sulla base di standard di riferimento. Si tratta di saper valorizzare in maniera integrata e funzionale le proprie risorse interne e quelle esterne disponili per affrontare compiti specifici. Incontri settembre-ottobre

14 La parte superficiale, quella comportamentale, non è solo quella che consente di osservare e valutare la parte più interna delle competenza personale, ma anche è quella con cui possiamo interagire direttamente nel contesto della nostra attività di formazione. La questione dunque della valutazione delle competenze si prospetta dunque assai impegnativa. Incontri settembre-ottobre

15 Promuovere e valutare il nucleo profondo della competenza intesa (atteggiamenti, attribuzioni di valore, significati e motivazioni, abiti di studio e di lavoro, volizione e capacità di perseveranza, ecc.). Incontri settembre-ottobre

16 Gran parte di tali dimensioni si sviluppano sulla base dell’esperienza vissuta sia in classe, sia in famiglia, sia nell’ambiente socio-culturale di appartenenza. Una delle più significative conclusioni della ricerca ha messo in luce l’importanza della comprensione e le risonanze emozionali che provoca il disorientamento quando non si capisce e si diventa dipendenti dal giudizio altrui (oltre che sentirsi estranei ai discorsi). Incontri settembre-ottobre

17 La loro valutazione può essere inferita evidentemente solo a partire da una osservazione attenta dei comportamenti (linguistici e non linguistici), cioè delle manifestazioni di competenza. Recenti ricerche di Rizzolati (quello dei neuroni a specchio) hanno messo in evidenza il ruolo dello stato interno nostro e di quello degli altri (incluso l’insegnante), accanto all’agire (azioni) e al sentire (emozioni). Incontri settembre-ottobre

18 A livello intermedio si collocano gran parte delle risorse fondamentali che entrano in gioco quando si parla di competenze. Rimane decisiva un’adeguata comprensione dei concetti fondamentali, che però non è basata solo su definizioni capite, ma soprattutto su una loro costruzione progressiva legata a esempi e controesempi e su un loro utilizzo per descrivere e interpretare situazioni sia interne alla matematica, sia alle scienze (fisica in particolare), sia alla vita quotidiana. Incontri settembre-ottobre

19 Le manifestazioni di competenza. Siamo a quello che abbiamo definito livello superficiale più direttamente osservabile e valutabile. Quello che possiamo collegare alle prove Invalsi. A questo livello è necessario individuare almeno alcuni fondamentali indicatori e relativi standard. Incontri settembre-ottobre

20 Competenza matematica (OCSE – Pisa) La capacità di un individuo di identificare e di comprendere il ruolo che la matematica gioca nel mondo reale, di operare valutazioni fondate e di utilizzare la matematica e confrontarsi con essa in modi che rispondono alle esigenze della vita di quell’individuo in quanto cittadino che riflette, che s’impegna e che esercita un ruolo costruttivo. Incontri settembre-ottobre

21 Riguarda la capacità degli studenti di analizzare, ragionare e comunicare idee in modo efficace mentre pongono e formulano problemi matematici presentati in un gran numero di situazioni differenti, li risolvono e ne interpretano soluzioni. La valutazione delle competenza matematica tiene conto di tre riferimenti fondamentali. Incontri settembre-ottobre

22 Contenuto matematico definito in primo luogo in riferimento a quattro “idee chiave”( overarching ideas ) – quantità, spazio e forma, cambiamento e relazioni, incertezza – e solo secondariamente, in relazione a taluni elementi del curricolo quali, ad esempio, i numeri, l’algebra e la geometria Incontri settembre-ottobre

23 Processi matematici definiti attraverso le competenze matematiche generali. Fra questi, la capacità di servirsi del linguaggio matematico, quella di modellizzare e quella di risolvere problemi. Incontri settembre-ottobre

24 Situazioni in cui la matematica è utilizzata, definite in relazione alla loro maggiore o minore distanza dall’esperienza diretta degli studenti. A tale proposito il quadro di riferimento individua cinque situazioni: personale, scolastica, occupazionale, pubblica e scientifica. Incontri settembre-ottobre

25 Le prove che possono evidenziare tali capacità fanno riferimento a queste tre componenti fondamentali: il contenuto matematico, i processi da attivare, le situazioni o i contesti. Come accennato il contenuto matematico è definito in riferimento a quattro “idee chiave”(overarching ideas) – quantità, spazio e forma, cambiamento e relazioni, incertezza – e solo secondariamente, in relazione a taluni elementi del curricolo quali, ad esempio, i numeri, l’algebra e la geometria. 25Incontri settembre-ottobre 2014

26 QUANTITA’ (ragionamento quantitativo) concetto di numero uso di numeri per rappresentare quantità e attributi quantificabili degli oggetti del mondo reale (stime e misure) comprensione del significato delle operazioni idea dell’ordine di grandezza dei numeri calcolo mentale/calcoli eleganti Incontri settembre-ottobre

27 SPAZIO E FORMA riconoscimento di forme e modelli comprensione dei cambiamenti dinamici delle forme rappresentazioni bi- e tri-dimensionali e loro interrelazioni capacità di cogliere somiglianze e differenze tra gli oggetti posizioni relative e movimento nello spazio Incontri settembre-ottobre

28 CAMBIAMENTO E RELAZIONI rappresentazione di relazioni matematiche in modi diversi (simboliche, algebriche, grafiche, tabulari) saper passare da un tipo di rappresentazione ad un altro saper pensare in termini funzionali (sapere cosa sono il tasso di cambiamento, la pendenza ecc.) si collega ad aspetti di altre idee chiave (Spazio e forma e Incertezza) Incontri settembre-ottobre

29 INCERTEZZA Produzione di dati (metodi validi per misurare determinate caratteristiche; indagine statistica) Analisi dei dati e loro visualizzazione e rappresentazione grafica; concetto di media e mediana Probabilità Incontri settembre-ottobre

30 Tali contenuti sono collegati: ai processi matematici sono definiti attraverso le competenze matematiche generali (fra questi, la capacità di servirsi del linguaggio matematico, quella di modellizzare e quella di risolvere problemi) e alle situazioni in cui la matematica è utilizzata, definite in relazione alla loro maggiore o minore distanza dall’esperienza diretta degli studenti (il quadro di riferimento individua cinque situazioni: personale, scolastica, occupazionale, pubblica e scientifica). 30Incontri settembre-ottobre 2014

31 Sono stati descritti sei livelli di competenza matematica Livello 6 Gli studenti di 6° livello sono in grado di concettualizzare, generalizzare e utilizzare informazioni basate sulla propria analisi e modellizzazione di situazioni problematiche complesse. Essi sono in grado di collegare fra loro differenti fonti d’informazione e rappresentazioni passando dall’una all’altra in maniera flessibile. A questo livello, gli studenti sono capaci di pensare e ragionare in modo matematicamente avanzato. Essi sono inoltre in grado di applicare tali capacità di scoperta e di comprensione contestualmente alla padronanza di operazioni e di relazioni matematiche di tipo simbolico e formale in modo da sviluppare nuovi approcci e nuove strategie nell’affrontare situazioni inedite. A questo livello, gli studenti sono anche capaci di esporre e di comunicare con precisione le proprie azioni e riflessioni collegando i risultati raggiunti, le interpretazioni e le argomentazioni alla situazione nuova che si trovano ad affrontare Livello 5 Gli studenti di 5° livello sono in grado di sviluppare modelli di situazioni complesse e di servirsene, di identificare vincoli e di precisare le assunzioni fatte. Essi sono inoltre in grado di selezionare, comparare e valutare strategie appropriate per risolvere problemi complessi legati a tali modelli. A questo livello, inoltre, gli studenti sono capaci di sviluppare strategie, utilizzando abilità logiche e di ragionamento ampie e ben sviluppate, appropriate rappresentazioni, strutture simboliche e formali e capacità di analisi approfondita delle situazioni considerate. Essi sono anche capaci di riflettere sulle proprie azioni e di esporre e comunicare le proprie interpretazioni e i propri ragionamenti. Livello 4 Gli studenti di 4° livello sono in grado di servirsi in modo efficace di modelli dati applicandoli a situazioni concrete complesse anche tenendo conto di vincoli che richiedano di formulare assunzioni. Essi sono in grado, inoltre, di selezionare e di integrare fra loro rappresentazioni differenti, anche di tipo simbolico, e di metterle in relazione diretta con aspetti di vita reale. A questo livello, gli studenti sono anche capaci di utilizzare abilità ben sviluppate e di ragionare in maniera flessibile, con una certa capacità di scoperta, limitatamente ai contesti considerati. Essi riescono a formulare e comunicare spiegazioni e argomentazioni basandosi sulle proprie interpretazioni, argomentazioni e azioni. Livello 3 Gli studenti di 3° livello sono in grado di eseguire procedure chiaramente definite, comprese quelle che richiedono decisioni in sequenza. Essi sono in grado, inoltre, di selezionare e applicare semplici strategie per la risoluzione dei problemi. A questo livello, gli studenti sono anche capaci di interpretare e di utilizzare rappresentazioni basate su informazioni provenienti da fonti differenti e di ragionare direttamente a partire da esse. Essi riescono a elaborare brevi comunicazioni per esporre le proprie interpretazioni, i propri risultati e i propri ragionamenti. Livello 2 Gli studenti di 2° livello sono in grado di interpretare e riconoscere situazioni in contesti che richiedano non più di un’inferenza diretta. Essi sono in grado, inoltre, di trarre informazioni pertinenti da un’unica fonte e di utilizzare un’unica modalità di rappresentazione. A questo livello, gli studenti sono anche capaci di servirsi di elementari algoritmi, formule, procedimenti o convenzioni. Essi sono capaci di ragionamenti diretti e di un’interpretazione letterale dei risultati. Livello1 Gli studenti di 1° livello sono in grado di rispondere a domande che riguardino contesti loro familiari, nelle quali siano fornite tutte le informazioni pertinenti e sia chiaramente definito il quesito. Essi sono in grado, inoltre, di individuare informazioni e di mettere in atto procedimenti di routine all’interno di situazioni esplicitamente definite e seguendo precise indicazioni. Questi studenti sono anche capaci di compiere azioni ovvie che procedano direttamente dallo stimolo fornito. 31Incontri settembre-ottobre 2014

32 Gli studenti di 1° livello sono in grado di rispondere a domande che riguardino contesti loro familiari, nelle quali siano fornite tutte le informazioni pertinenti e sia chiaramente definito il quesito. Essi sono in grado, inoltre, di individuare informazioni e di mettere in atto procedimenti di routine all’interno di situazioni esplicitamente definite e seguendo precise indicazioni. Questi studenti sono anche capaci di compiere azioni ovvie che procedano direttamente dallo stimolo fornito. Incontri settembre-ottobre

33 Gli studenti di 2° livello sono in grado di interpretare e riconoscere situazioni in contesti che richiedano non più di un’inferenza diretta. Essi sono in grado, inoltre, di trarre informazioni pertinenti da un’unica fonte e di utilizzare un’unica modalità di rappresentazione. A questo livello, gli studenti sono anche capaci di servirsi di elementari algoritmi, formule, procedimenti o convenzioni. Essi sono capaci di ragionamenti diretti e di un’interpretazione letterale dei risultati. Incontri settembre-ottobre

34 Gli studenti di 3° livello sono in grado di eseguire procedure chiaramente definite, comprese quelle che richiedono decisioni in sequenza. Essi sono in grado, inoltre, di selezionare e applicare semplici strategie per la risoluzione dei problemi. A questo livello, gli studenti sono anche capaci di interpretare e di utilizzare rappresentazioni basate su informazioni provenienti da fonti differenti e di ragionare direttamente a partire da esse. Essi riescono a elaborare brevi comunicazioni per esporre le proprie interpretazioni, i propri risultati e i propri ragionamenti. 34Incontri settembre-ottobre 2014

35 Gli studenti di 4° livello sono in grado di servirsi in modo efficace di modelli dati applicandoli a situazioni concrete complesse anche tenendo conto di vincoli che richiedano di formulare assunzioni. Essi sono in grado, inoltre, di selezionare e di integrare fra loro rappresentazioni differenti, anche di tipo simbolico, e di metterle in relazione diretta con aspetti di vita reale. A questo livello, gli studenti sono anche capaci di utilizzare abilità ben sviluppate e di ragionare in maniera flessibile, con una certa capacità di scoperta, limitatamente ai contesti considerati. Essi riescono a formulare e comunicare spiegazioni e argomentazioni basandosi sulle proprie interpretazioni, argomentazioni e azioni. 35Incontri settembre-ottobre 2014

36 Gli studenti di 5° livello sono in grado di sviluppare modelli di situazioni complesse e di servirsene, di identificare vincoli e di precisare le assunzioni fatte. Essi sono inoltre in grado di selezionare, comparare e valutare strategie appropriate per risolvere problemi complessi legati a tali modelli. A questo livello, inoltre, gli studenti sono capaci di sviluppare strategie, utilizzando abilità logiche e di ragionamento ampie e ben sviluppate, appropriate rappresentazioni, strutture simboliche e formali e capacità di analisi approfondita delle situazioni considerate. Essi sono anche capaci di riflettere sulle proprie azioni e di esporre e comunicare le proprie interpretazioni e i propri ragionamenti. Incontri settembre-ottobre

37 Gli studenti di 6° livello sono in grado di concettualizzare, generalizzare e utilizzare informazioni basate sulla propria analisi e modellizzazione di situazioni problematiche complesse. Essi sono in grado di collegare fra loro differenti fonti d’informazione e rappresentazioni passando dall’una all’altra in maniera flessibile. A questo livello, gli studenti sono capaci di pensare e ragionare in modo matematicamente avanzato. Essi sono inoltre in grado di applicare tali capacità di scoperta e di comprensione contestualmente alla padronanza di operazioni e di relazioni matematiche di tipo simbolico e formale in modo da sviluppare nuovi approcci e nuove strategie nell’affrontare situazioni inedite. A questo livello, gli studenti sono anche capaci di esporre e di comunicare con precisione le proprie azioni e riflessioni collegando i risultati raggiunti, le interpretazioni e le argomentazioni alla situazione nuova che si trovano ad affrontare Incontri settembre-ottobre

38 Esempi di prova Incontri settembre-ottobre

39 TERREMOTI Domanda (omesse 8,8) È stato trasmesso un documentario sui terremoti e sulla frequenza con cui si verificano. Tale documentario comprendeva un dibattito sulla prevedibilità dei terremoti. Un geologo ha dichiarato: «Nei prossimi venti anni, la probabilità che un terremoto si verifichi a Zedopoli è due su tre». Quale delle seguenti affermazioni esprime meglio il significato di ciò che ha detto il geologo? A Dato che 2/3 x 20 = 13,3, tra il 13° e il 14° anno da oggi ci sarà un terremoto a Zedopoli. 9,8) B 2/3 è maggiore di ½, pertanto ci sarà senza dubbio un terremoto a Zedopoli durante i prossimi 20 anni. (9,5) C La probabilità che a Zedopoli vi sia un terremoto durante i prossimi 20 anni è maggiore della probabilità che non vi siano terremoti. (42,6) D È impossibile dire che cosa accadrà, perché nessuno può essere certo di quando si verificherà un terremoto. (22,1) Incontri settembre-ottobre

40 Andatura 1/2 ANDATURA La figura mostra le orme di un uomo che cammina. La lunghezza P del passo è la distanza tra la parte posteriore di due orme consecutive. Per gli uomini, la formula n/P =140 fornisce una relazione approssimativa tra n e P dove: n = numero di passi al minuto, e P = lunghezza del passo in metri. Lo stimolo presenta una fotografia nella quale si riconoscono le orme di un uomo che cammina e viene indicata con la lettera P la distanza tra la parte posteriore di due orme consecutive. Il testo dello stimolo fornisce una formula che rappresenta il rapporto tra il numero di passi al minuto e la lunghezza del passo in metri, rapporto che per gli uomini è costante e vale 140. Incontri settembre-ottobre

41 Andatura 2/2 Se la formula si applica all’andatura di Enrico ed Enrico fa 70 passi al minuto, qual è la lunghezza del passo di Enrico? Scrivi qui sotto i passaggi che fai per arrivare alla risposta Il quesito, aperto a risposta articolata, si colloca in un contesto personale, riguarda la relazione tra numero di passi al minuto e lunghezza del passo, per cui fa parte dell’area di contenuto Cambiamento e relazioni. Il contenuto matematico si riferisce chiaramente all’algebra. Gli studenti devono essere in grado, per poterlo risolvere in modo corretto, di sostituire il numero nella formula e di effettuare un calcolo di routine: se n/P = 140 e n= 70, quale sarà il valore di P? Le competenze richieste implicano la riproduzione di conoscenze note, l’esecuzione di procedure di routine, l’applicazione di abilità tecniche standard, la manipolazione di espressioni che contengono simboli e formule standard e l’esecuzione. Per questo motivo il quesito appartiene all’area di competenza della riproduzione. (livello di difficoltà 5) Punteggio pieno Codice 2: 0,5 m or 50 cm, ½ (unità di misura non richiesta). 70/P = = 140 p P = 0,5 70/140 Punteggio parziale Codice 1 : Ad esempio sostituzione corretta dei numeri nella formula ma risultato errato oppure nessuna risposta. 70/ p = 140 [solamente sostituzione dei numeri nella formula] 70/ p = 140 [sostituzione corretta, ma calcoli sbagliati] 70= 140 p p= 2 Nessun punteggio Codice 0 : Altre risposte 70cm Codice 9 : Non risponde (Livello 5); competenza: riproduzione Idea chiave: cambiamento e relazioni Incontri settembre-ottobre

42 Risposte date Punteggio pieno: 0,5 ; 50 cm ; ½ : 15,8 (35,9) Punteggio parziale: 70 = 140 p ; p = 2 : 25,6 (21,5) Errate: 13,5 (20,6) Omesse 40,8 (20,7) Compendio di prove con relativi risultati: rove.pdf Incontri settembre-ottobre

43 Scienze Incontri settembre-ottobre

44 Le competenze di literacy scientifica di PISA si riferiscono a quanto gli studenti sappiano: individuare questioni di carattere scientifico; dare una spiegazione scientifica dei fenomeni; usare prove basate su dati scientifici. Tali competenze richiedono agli studenti di affrontare i problemi legati alla scienza e alla tecnologia e di dar loro risposta, dimostrando sia di possedere conoscenze e abilità pertinenti sia di essere portatori di atteggiamenti, valori e motivazioni. Incontri settembre-ottobre

45 Nell'ambito di PISA, per literacy scientifica di un individuo s'intende: l’insieme delle sue conoscenze scientifiche e l’uso di tali conoscenze per identificare domande scientifiche, per acquisire nuove conoscenze, per spiegare fenomeni scientifici e per trarre conclusioni basate sui fatti riguardo a questioni di carattere scientifico; Incontri settembre-ottobre

46 la sua comprensione dei tratti distintivi della scienza intesa come forma di sapere e d’indagine propria degli esseri umani; la sua consapevolezza di come scienza e tecnologia plasmino il nostro ambiente materiale, intellettuale e culturale; la sua volontà di confrontarsi con temi e problemi legati alle scienze, nonchè con le idee della scienza, da cittadino che riflette. Incontri settembre-ottobre

47 Sei livelli di competenza scientifica (sulla base della valutazione delle prove affrontate) Al livello 1, uno studente possiede conoscenze scientifiche tanto limitate da poter essere applicate soltanto in poche situazioni a lui familiari. È in grado di esporre spiegazioni di carattere scientifico che siano ovvie e procedano direttamente dalle prove fornite. Incontri settembre-ottobre

48 Al livello 2, uno studente possiede conoscenze scientifiche sufficienti a fornire possibili spiega- zioni in contesti familiari o a trarre conclusioni basandosi su indagini semplici. È capace di ragionare in modo lineare e di interpretare in maniera letterale i risultati di indagini di carattere scientifico e le soluzioni a problemi di tipo tecnologico. Incontri settembre-ottobre

49 Al livello 3, uno studente sa individuare problemi scientifici descritti con chiarezzain un numero limitato di contesti. È in grado di selezionare i fatti e le conoscenze necessarie a spiegare i vari fenomeni e di applicare semplici modelli o strategie di ricerca. Uno studente, a questo livello, è capace di interpretare e di utilizzare concetti scientifici di diverse discipline e di applicarli direttamente. È in grado di usare i fatti per sviluppare brevi argomentazioni e di prendere decisioni fondate su conoscenze scientifiche. Incontri settembre-ottobre

50 Al livello 4, uno studente sa destreggiarsi in modo efficace con situazioni e problemi che coinvolgono fenomeni esplicitamente descritti che gli richiedono di fare inferenze sul ruolo della scienza e della tecnologia. È in grado di scegliere e integrare fra di loro spiegazioni che provengono da diverse discipline scientifiche o tecnologiche e di mettere in relazione tali spiegazioni direttamente all’uno o all’altro aspetto di una situazione di vita reale. Uno studente, a questo livello, è capace di riflettere sulle proprie azioni e di comunicare le decisioni prese ricorrendo a conoscenze e prove di carattere scientifico. Incontri settembre-ottobre

51 Al livello 5, uno studente sa individuare gli aspetti scientifici di molte situazioni di vita complesse, sa applicare a tali situazioni sia i concetti scientifici sia la conoscenza sulla scienza. Sa anche mettere a confronto, scegliere e valutare prove fondate su dati scientifici adeguate alle situazioni di vita reale. Uno studente, a questo livello, è in grado di servirsi di capacità d’indagine ben sviluppate, di creare connessioni appropriate fra le proprie conoscenze e di apportare un punto di vista critico. È capace di costruire spiegazioni fondate su prove scientifiche e argomentazioni basate sulla propria analisi critica. Incontri settembre-ottobre

52 Al livello 6, gli studenti sanno identificare, spiegare ed applicare in modo coerente conoscenze scientifiche e conoscenza sulla scienza in una pluralità di situazioni di vita complesse. possono sono in grado di mettere in relazione tra loro fonti di informazione e spiegazioni distinte e di servirsi scientifica-mente delle prove raccolte attraverso tali fonti per giustificare le proprie decisioni. Dimostrano in modo chiaro e coerente capacità di pensiero e di ragionamento scientifico, e usano la loro comprensione scientifica per risolvere situazioni scientifiche e tecnologiche non familiari. Gli studenti a questo livello sono capaci di utilizzare conoscenze scientifiche e di sviluppare argomentazioni a sostegno di indicazioni e decisioni che si riferiscono a situazioni personali, sociali e globali. Incontri settembre-ottobre

53 Le prove Si presentano situazioni della vita che hanno a che fare colla scienza e la tecnologia (esempio l’effetto delle piogge acide). Poi si richiede di Individuare questioni di carattere scientifico come: dare una spiegazione scientifica dei fenomeni; usare prove basate su dati scientifici. Incontri settembre-ottobre

54 Per far questo si richiedono: conoscenze sul mondo naturale (conoscenza della scienza); conoscenza sulla scienza in quanto tale (conoscenza sulla scienza; atteggiamenti come interesse, appoggio alla ricerca scientifica, senso di responsabilità. Incontri settembre-ottobre

55 Esempi di prove Incontri settembre-ottobre

56 La fotografia allegata mostra alcune statue dette Cariatidi, erette sull’Acropoli di Atene più di 2500 anni fa. Queste statue sono state fatte di un tipo di roccia che si chiama marmo. Il marmo è composto di carbonato di calcio. Nel 1980, le statue originali, che erano state corrose dalle piogge acide, sono state trasferite all’interno del museo dell’Acropoli e sostituite da copie. Incontri settembre-ottobre

57 DOMANDA 1 Le piogge normali sono leggermente acideperché hanno assorbito parte del diossido di carbonio (anidride carbonica) presente nell’aria. Le piogge acide sono più acide delle piogge normali perché hanno assorbito anche altri gas, come gli ossidi di zolfo e gli ossidi di azoto. Da dove provengono gli ossidi di zolfo e di azoto presenti nell’aria? Incontri settembre-ottobre

58 Punteggio pieno (Livello 3) Uno qualunque fra: gas di scappamento delle auto, emissioni di gas delle fabbriche, combustione di combustibili fossili - quali petrolio o carbone - gas emessi dai vulcani o altre cose di questo genere OPPURE risposte che riportino una fonte di inquinamento giusta e una sbagliata OPPURE risposte che facciano riferimento all’“inquinamento”, ma senza di fatto chiarire quale inquinamento dia luogo alle piogge acide. Incontri settembre-ottobre

59 L’effetto delle piogge acide sul marmo può essere simulato immergendo scaglie di marmo nell’aceto per una notte. L’aceto e le piogge acide hanno più o meno lo stesso livello di acidità. Quando si immerge una scaglia di marmo nell’aceto, si formano bolle di gas. Si può determinare la massa della scaglia di marmo asciutta, prima e dopo l’esperimento. Incontri settembre-ottobre

60 DOMANDA 2 Una scaglia di marmo ha una massa di 2,0 grammi prima di essere immersa per una notte nell’aceto. Il giorno dopo, la scaglia viene tolta dall’aceto e asciugata. Quale sarà la massa della scaglia di marmo asciutta? A.. Meno di 2,0 grammi. B. Esattamente 2,0 grammi. C. Tra 2.0 e 2.4 grammi. D. Più di 2.4 grammi. Punteggio pieno (Livello 2) A. Meno di 2.0 grammi Incontri settembre-ottobre

61 DOMANDA 3 Gli studenti che hanno fatto questo esperimento hanno immerso per una notte scaglie di marmo anche in acqua pura (distillata). Spiega perché gli studenti hanno inserito anche questa fase nel loro esperimento Incontri settembre-ottobre

62 Punteggio pieno (Livello 6) Per dimostrare che l’acido (l’aceto) è indispensabile affinché ci sia la reazione. Punteggio parziale (Livello 3) Per poter fare un confronto con il test dell’aceto e del marmo, ma senza spiegare che l’esperimento vuol dimostrare che l’acido (l’aceto) è indispensabile affinché ci sia la reazione. Incontri settembre-ottobre

63 Argomenti di altre prove MAIS ACQUA POTABILE LA CARIE LAVORARE SOTTO IL SOLE IL VAIOLO DEI TOPI IL COMPORTAMENTO DELLO SPINARELLO VIETATO FUMARE LA LUCE DELLE STELLE ULTRASUONI LUCIDALABBRA L’EVOLUZIONE LA PASTA DI PANE IL TRANSITO DI VENERE SALUTE A RISCHIO? MARMITTA CATALITICA OPERAZIONI SOTTO ANESTESIA ENERGIA EOLICA IL GRAN CANYON MARY MONTAGU ESERCIZIO FISICO FILTRI SOLARI EFFETTO SERRA PISA_2006.pdf Incontri settembre-ottobre

64 Grazie Incontri settembre-ottobre


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