PISA: il livello di competenza degli studenti italiani in matematica, lettura, scienze e problem solving Rapporto 2003

Michela Mayer Pisa - INValSI 2 La literacy scientifica Il PISA identifica nel sapere scientifico una delle competenze indispensabili per la vita, e propone quindi la literacy scientifica come terza area di indagine da affiancare alle competenze di lettura e matematica.

Michela Mayer Pisa - INValSI 3 La 'literacy scientifica o la competenza scientifica in Pisa La capacità di utilizzare conoscenze scientifiche, di identificare domande (che hanno un senso scientifico) e di trarre conclusioni basate sui fatti, per comprendere il mondo della natura e i cambiamenti ad esso apportati dallattività umana e per aiutare a prendere decisioni al riguardo". (OECD, 2003; trad it. 2004, p. 135). Non più strettamente legata alle discipline e ai curricoli, si propone di identificare e descrivere quegli elementi, comuni ai diversi curricoli e alle diverse discipline scientifiche, che effettivamente rendano i giovani capaci di affrontare i problemi legati a una vita quotidiana sempre più globalizzata e sempre più dipendente dalla tecnologia Non propedeutica rispetto a futuri studi specialistici, ma competenza risultante da quellinsieme di conoscenze e metodologie di indagine che dovrebbero permettere alla totalità dei cittadini, e non solo a quelli che diventeranno gli scienziati di domani, di comprendere situazioni e di prendere decisioni nel mondo reale, naturale e tecnologico, che ci circonda.

Michela Mayer Pisa - INValSI 4 Tre dimensioni principali le conoscenze o i concetti scientifici, che si riferiscono quindi a specifici ambiti di contenuto; i processi di pensiero propri della conoscenza scientifica, che anche se chiamano in causa conoscenze e concetti scientifici non vincolano la risposta alla loro padronanza; le situazioni reali, che offrono il contesto al cui interno le conoscenze e i processi vengono valutati.

Michela Mayer Pisa - INValSI 5 Alcuni degli ambiti concettuali affrontati dalle prove PISA Struttura e proprietà della materia Cambiamenti atmosferici Cambiamenti fisici e chimici Trasformazioni dell'energia Forze e movimento Forma e funzione Cambiamenti fisiologici Controllo genetico Ecosistemi La Terra e il suo posto nell'universo

Michela Mayer Pisa - INValSI 6 I processi scientifici proposti dal Pisa Descrivere, spiegare e prevedere fenomeni scientifici. Comprendere unindagine di tipo scientifico. Interpretare prove di carattere scientifico e trarne conclusioni.

Michela Mayer Pisa - INValSI 7 Campi di applicazione delle scienze proposti dal Pisa Scienze della vita e della salute Scienze della Terra e ambiente Scienze e tecnologia

Michela Mayer Pisa - INValSI Livelli di apprendimento in scienze per paese nel 2000

Michela Mayer Pisa - INValSI Livelli di apprendimento in scienze per paese nel 2003

Michela Mayer Pisa - INValSI 10 La scala delle competenze scientifiche funzionali in Pisa La competenza scientifica è stata valutata nel 2003 sulla base di 35 item di cui 25 identici a quelli usati nel I risultati ottenuti permettono di costruire una scala al cui interno sono descritte le competenze corrispondenti a diversi punteggi sulla scala. Il punteggio medio è convenzionalmente posto uguale a 500 punti con una deviazione standard di 100 punti. I due terzi degli studenti dei paesi dellOCSE ottengono un punteggio compreso tra i 400 e i 600 punti. Gli studenti che ottengono punteggi alti – intorno ai 690 punti – sono capaci di creare o utilizzare semplici modelli concettuali per fare previsioni e per fornire spiegazioni; di analizzare indagini scientifiche per comprenderne il progetto sperimentale o per identificare lipotesi da verificare; di confrontare dati per valutare punti di vista alternativi o prospettive differenti; di comunicare argomentazioni o descrizioni scientifiche in modo dettagliato e preciso.

Michela Mayer Pisa - INValSI 11 LA LUCE DIURNA Leggi le informazioni e rispondi alle domande che seguono. LA LUCE DIURNA IL 22 GIUGNO 2002 Oggi, mentre lemisfero Nord festeggia il suo giorno più lungo, per gli australiani è il giorno più breve. A Melbourne*, in Australia, il sole sorge alle 7:36 e tramonta alle 17:08, per un totale di 9 ore e 32 minuti di luce. Confronta la giornata di oggi con il giorno più lungo nellemisfero Sud previsto per il 22 dicembre, quando il sole sorgerà alle 5:55 e tramonterà alle 20:42, per un totale di 14 ore e 47 minuti di luce. Il Presidente della Società Astronomica, Perry Vlahos, ha spiegato che lalternanza delle stagioni nellemisfero Nord e Sud è legata allinclinazione di 23° dellasse terrestre. * Melbourne è una città australiana a una latitudine di circa 38° a sud dellEquatore.

Michela Mayer Pisa - INValSI 12 LA LUCE DIURNA Supponi che a Melbourne sia il giorno più breve. Rappresenta sulla figura lasse terrestre, lemisfero Nord, l'emisfero Sud e l'Equatore. Metti il nome a ognuno di questi elementi. Terra Luce del Sole La figura rappresenta i raggi del Sole che illuminano la Terra.

Michela Mayer Pisa - INValSI 13 LA LUCE DIURNA La correzione dellitem prevede un punteggio pieno (2 punti) per chi riporta correttamente tutti gli elementi indicati, e un punteggio parziale (1 punto) per chi ne riporta solo alcuni essenziali o fa un errore. Il livello di competenza corrispondente allitem è di 720 punti per chi risponde in maniera completa, e di 667 per chi risponde in maniera parziale. In questo item il 10,6% degli studenti italiani ottiene un punteggio pieno, rispetto a una media OCSE del 12,4%, mentre il 16,4% (13,5% media OCSE) ottiene un punteggio parziale. Il 45% degli studenti italiani fornisce però risposte completamente errate e il 28% non risponde. In Italia gli studenti che raggiungono un livello superiore a 600 sono nel 2003 il 14,5 %, mentre ad esempio in Finlandia sono il 29,2% e in Giappone il 33,4%.

Michela Mayer Pisa - INValSI 14 Il diario di Semmelweis " Luglio La settimana prossima incomincerò a lavorare come Herr Doktor nel primo reparto della clinica di maternità del General Hospital di Vienna. Sono rimasto agghiacciato dalla percentuale di pazienti deceduti in questa clinica. Nellultimo mese sono decedute non meno di 36 delle 208 madri, tutte a causa della febbre puerperale. Dare alla luce un bambino è pericoloso come una polmonite di primo grado." Queste righe tratte dal diario di Ignaz Semmelweis ( ) illustrano gli effetti devastanti della febbre puerperale, una malattia contagiosa che ha ucciso molte donne dopo il parto. Semmelweis ha raccolto dati relativi al numero di decessi dovuti alla febbre puerperale nel Primo e nel Secondo reparto.

Michela Mayer Pisa - INValSI 15 I medici, tra cui Semmelweis, erano completamente alloscuro della causa della febbre puerperale. Ecco di nuovo il diario di Semmelweis: "Dicembre Perché così tante donne muoiono a causa di questa febbre dopo aver partorito senza problemi? Da secoli la scienza ci dice che è uninvisibile epidemia ad uccidere le madri. Le cause possono essere mutazioni nellaria o influssi extraterrestri o un movimento della terra stessa, un terremoto. Oggigiorno ben pochi potrebbero considerare gli influssi extraterrestri o un terremoto come possibili cause della febbre. Oggi sappiamo che è legata alle condizioni igieniche. Ma ai tempi di Semmelweis molti, perfino scienziati, lo pensavano! Semmelweis, tuttavia, sapeva che era improbabile che la febbre potesse essere provocata da influssi extraterrestri o da un terremoto. Per cercare di convincere i suoi colleghi, mostrò i dati che aveva raccolto

Michela Mayer Pisa - INValSI 16 Semmelweiss Supponi di essere Semmelweis. Spiega (sulla base dei dati raccolti da Semmelweis) perché è inverosimile che la febbre puerperale sia causata dai terremoti. ……………………………... In Italia, solo il 16,2% risponde in maniera completa, poco più del 5% in maniera parzialmente corretta, il 38,5% fornisce una risposta errata mentre il 39,9% non risponde rispetto ad un tasso di omissione medio internazionale del 20%. Numero di decessi per febbre puerperale ogni 100 parti I Reparto 2 Reparto

Michela Mayer Pisa - INValSI 17 La scala delle competenze scientifiche funzionali.Gli studenti che si pongono poco al di sopra della media internazionale – intorno ai 550 punti – sono in grado di servirsi di conoscenze scientifiche per fare previsioni e per fornire spiegazioni; di distinguere i quesiti ai quali è possibile rispondere per mezzo dellindagine scientifica e di identificare gli elementi che la caratterizzano; di discernere informazioni pertinenti tra più informazioni plausibili o allinterno di una catena di ragionamenti al fine di trarre o valutare conclusioni. In Italia circa il 25 % degli studenti raggiunge i 550 punti, mentre il 50% si distribuisce tra i 415 e i 563 punti.

Michela Mayer Pisa - INValSI 18 Semmelweis 2 Molte malattie possono essere curate utilizzando antibiotici. Negli ultimi anni, tuttavia, lefficacia di alcuni antibiotici contro la febbre puerperale è diminuita. Qual è la ragione? A.Una volta prodotti, gli antibiotici perdono gradualmente la loro efficacia. B.I batteri diventano resistenti agli antibiotici. C.Questi antibiotici costituiscono un rimedio solo contro la febbre puerperale ma non contro altre malattie. D.La necessità di questi antibiotici si è ridotta poiché negli ultimi anni le condizioni della salute pubblica sono considerevolmente migliorate. Il 51% degli studenti da in Italia la risposta giusta contro il 57% dellOCSE

Michela Mayer Pisa - INValSI 19 CLONAZIONE Nelle ultime righe dell'articolo si afferma che molti governi hanno già deciso di vietare per legge la clonazione degli esseri umani. Questa decisione può avere due motivi possibili che sono descritti qui di seguito. Questi motivi hanno una base scientifica? Fai un cerchio intorno a «Sì» o «No» per ciascuno di essi. Motivo Scientifico? Le persone clonate potrebbero essere più esposte ad alcune malattie rispetto alle persone normali. Sì / No Le persone non dovrebbero assumere il ruolo di un Creatore. Sì / No In Italia ottiene il punteggio pieno il 69,4% degli studenti rispetto a una media OCSE del 64%, con una percentuale di risposte corrette un po più alta per le femmine rispetto ai maschi (73,2% rispetto a 65,4%).

Michela Mayer Pisa - INValSI 20 La scala delle competenze scientifiche funzionali Gli studenti che si trovano ai livelli più bassi – intorno ai 400 punti – sono capaci di ricordare conoscenze semplici - relative a nomi, fatti, definizioni - e di usare semplici conoscenze scientifiche per trarre e valutare conclusioni. Quasi il 20 % degli studenti italiani si posiziona al di sotto di questo livello.

Michela Mayer Pisa - INValSI 21 Semmelweis 3 Semmelweis riuscì a ridurre il numero di decessi dovuti alla febbre puerperale. Ancora oggi, tuttavia, questa febbre rimane una malattia difficile da eliminare. Le febbri difficili da curare rappresentano ancora ai nostri giorni un problema negli ospedali. Molte misure di routine servono a tenerlo sotto controllo. Una di queste misure è il lavaggio delle lenzuola a temperature elevate. Spiega il motivo per cui lavare ad alta temperatura le lenzuola contribuisce a ridurre il rischio per i pazienti di contrarre una febbre. Litem è esemplificativo di un punteggio intorno ai 460 punti; il 70,4% degli studenti italiani ottiene il punteggio pieno, e scrive che lalta temperatura uccide i batteri o i microbi. Quasi il 23% però rinuncia a rispondere e il 7% circa da una risposta sbagliata.

Michela Mayer Pisa - INValSI 22 I risultati italiani nel 2003 Anche nel 2003, come nel 2000, una parte del punteggio è stato perso per omissione: gli studenti italiani scelgono, in percentuale significativamente maggiore delle medie internazionali, di non rispondere ad alcune domande, in prevalenza le domande a risposta aperta nelle quali si chiede di argomentare, confrontare e discutere dati ed opinioni La mancata risposta alle domande aperte è nel 2003 in media superiore al 25%, con punte che arrivano al 52%, e con una omissione superiore alla media OCSE anche per le risposte a scelta multipla, omissione che arriva in alcuni casi all8%. Non si tratta quindi di mancanza di conoscenze di base o di mancanza di abitudine ai test (nelle risposte a scelta multipla le medie si avvicinano a quelle internazionali), ma di disinteresse o di difficoltà ad applicare le conoscenze scientifiche a situazioni concrete unite ad una mancanza di abitudine ad esprimere ed argomentare la propria opinione utilizzando concetti e processi scientifici.

Michela Mayer Pisa - INValSI 23 Risposte mancanti nel 2000 alle domande chiuse

Michela Mayer Pisa - INValSI 24 Risposte mancanti nel 2000 alle domande aperte

Michela Mayer Pisa - INValSI 25 Le differenze negli apprendimenti scientifici in Italia Dovute allArea geografica di appartenenza Dovute alla Regolarità degli studi (ripetere non migliora le competenze) Dovute al Tipo di scuola (ma questo è effetto di una canalizzazione fortemente correlata alle differenze socio- culturali) Non dovute al genere: nel 2003 cè una piccola differenza a favore dei maschi, nel 2000 era a favore delle femmine, in tutti e due i casi non era significativa.

Michela Mayer Pisa - INValSI 26 Livelli di apprendimento in scienze per area geografica, 2000

Michela Mayer Pisa - INValSI 27 Livelli di apprendimento in scienze per area geografica, 2003 MediaErrore standard Nord Ovest Nord Est Centro Sud Sud Isole TOTALE4863.1

Michela Mayer Pisa - INValSI 28 Livelli di apprendimento in scienze per tipi di istituto nel 2000

Michela Mayer Pisa - INValSI 29 Livelli di apprendimento in scienze per tipi di istituto nel 2000 MediaErrore standard Licei Istituti tecnici Istituti professionali TOTALE4863.1

Michela Mayer Pisa - INValSI 30 Possibili cause dei risultati italiani la scarsa presenza delle scienze sperimentali nei curricoli della scuola secondaria italiana – a differenza di molti altri paesi - sia in termini di status sia in termini di ore; una visione ancora nozionistica delle scienze, con poco tempo dedicato a momenti di indagine autonoma e ancora meno a riflessioni sui limiti del procedere scientifico e sulla sua utilizzazione per comprendere la tecnologia e i problemi di ogni giorno; una formazione universitaria anchessa spesso nozionistica e che solo recentemente sta affrontando il problema specifico della formazione degli insegnanti; unorganizzazione delle cattedre e dei curricoli che esalta un approccio quasi solo teorico e separa spesso linsegnamento teorico dalla pratica di laboratorio.