Tid for tunge løft Norske elevers kompetanse i naturfag, lesing og matematikk i PISA 2006 Fagkonferanse 10. desember 2007 Marit Kjærnsli ILS, Universitetet i Oslo
PISA 15-åringers kompetanse i lesing, matematikk og naturfag Undersøkelse hvert tredje år med ulike fokusfag PISA 2000: Lesing (Reading literacy) PISA 2003: Matematikk (Mathematical literacy) PISA 2006: Naturfag (Science literacy) PISA 2009: Lesing 2012,... Alle tre fagene med hver gang for å kunne måle utvikling over tid
Deltakelse Norsk deltakelse Omtrent 4700 norske elever 203 skoler Internasjonal deltakelse 57 land 30 OECD-land
Metode To timers faglig prøve til elevene med oppgaver fra alle tre fagområder Spørreskjema til elevene, 30 40 minutter Hjemmebakgrunn, holdninger til og undervisning i naturfag, bruk av IKT Spørreskjema til skolens leder Skole- og klassestørrelse, ressurser, organisering av skolen, antall lærere etc.
PISA kartlegger kompetanser som er viktige i et livslangt perspektiv Ikke utgangspunkt i landenes læreplan Rammeverkene i de tre fagområdene er utviklet av fageksperter Ikke en rettferdig test ved at den tar hensyn til antall år på skolen, antall undervisningstimer etc I tilfelle forklaringsvariable Måler selvsagt ikke hele norsk skole, men de sentrale områdene som blir målt, er kvalitetssikret
Resultater i PISA 2006
Resultater i naturfag Land Gj.snitt St. avvik Finland 563 (2,0) 86 Canada 534 (2,0) 94 Japan 531 (3,4) 100 New Zealand 530 (2,7) 107 Australia 527 (2,3) 100 Nederland 525 (2,7) 96 Korea 522 (3,4) 90 Tyskland 516 (3,8) 100 Storbritannia 515 (2,3) 107 Tsjekkia 513 (3,5) 98 Sveits 512 (3,2) 99 Østerrike 511 (3,9) 98 Belgia 510 (2,5) 100 Irland 508 (3,2) 94 Ungarn 504 (2,7) 88 Sverige 503 (2,4) 94 OECD gj.snitt 500 (0,5) 95 Polen 498 (2,3) 90 Danmark 496 (3,1) 93 Frankrike 495 (3,4) 102 Island 491 (1,6) 97 USA 489 (4,2) 106 Slovakia 488 (2,6) 93 Spania 488 (2,6) 91 Norge 487 (3,1) 96 Luxembourg 486 (1,1) 97 Italia 475 (2,0) 96 Portugal 474 (3,0) 89 Hellas 473 (3,2) 92 Tyrkia 424 (3,8) 83 Mexico 410 (2,7) 81 Naturfag 300 400 500 600 700
Land Gj.snitt St. avvik Hongkong 542 (2,5) 92 Taiwan 532 (3,6) 94 Estland 531 (2,5) 84 Liechtenstein 522 (4,1) 97 Slovenia 519 (1,1) 98 Macao 511 (1,1) 78 OECD gj.snitt 500 (0,5) 95 Kroatia 493 (2,4) 86 Latvia 490 (3,0) 84 Litauen 488 (2,8) 90 Russland 479 (3,7) 90 Israel 454 (3,7) 111 Chile 438 (4,3) 92 Serbia 436 (3,0) 85 Bulgaria 434 (6,1) 107 Uruguay 428 (2,7) 94 Jordan 422 (2,8) 90 Thailand 421 (2,1) 77 Romania 418 (4,2) 81 Montenegro 412 (1,1) 80 Indonesia 393 (5,7) 70 Argentina 391 (6,1) 101 Brasil 390 (2,8) 89 Colombia 388 (3,4) 85 Tunisia 386 (3,0) 82 Aserbajdsjan 382 (2,8) 56 Qatar 349 (0,9) 84 Kirgisistan 322 (2,9) 84 ( ) Standardfeil i parentes Naturfag 200 300 400 500 600
Lesing Land Gj.snitt St. avvik Korea 556 (3,8) 88 Finland 547 (2,1) 81 Canada 527 (2,4) 96 New Zealand 521 (3,0) 105 Irland 517 (3,5) 92 Australia 513 (2,1) 94 Polen 508 (2,8) 100 Sverige 507 (3,4) 98 Nederland 507 (2,9) 97 Belgia 501 (3,0) 110 Sveits 499 (3,1) 94 Japan 498 (3,6) 102 Storbritannia 495 (2,3) 102 Tyskland 495 (4,4) 112 Danmark 494 (3,2) 89 OECD gj.snitt 492 (0,6) 99 Østerrike 490 (4,1) 108 Frankrike 488 (4,1) 104 Island 484 (1,9) 97 Norge 484 (3,2) 105 Tsjekkia 483 (4,2) 111 Ungarn 482 (3,3) 94 Luxembourg 479 (1,3) 100 Portugal 472 (3,6) 99 Italia 469 (2,4) 109 Slovakia 466 (3,1) 105 Spania 461 (2,2) 89 Hellas 460 (4,0) 103 Tyrkia 447 (4,2) 93 Mexico 410 (3,1) 96 ( ) Standardfeil i parentes Lesing 300 400 500 600 700
Matematikk Land Gj.snitt St. avvik Finland 548 (2,3) 81 Korea 547 (3,8) 93 Nederland 531 (2,6) 89 Sveits 530 (3,2) 97 Canada 527 (2,0) 86 Japan 523 (3,3) 91 New Zealand 522 (2,4) 93 Belgia 520 (3,0) 106 Australia 520 (2,2) 88 Danmark 513 (2,6) 85 Tsjekkia 510 (3,6) 103 Island 506 (1,8) 88 Østerrike 505 (3,7) 98 Tyskland 504 (3,9) 99 Sverige 502 (2,4) 90 Irland 501 (2,8) 82 OECD gj.snitt 498 (0,5) 92 Frankrike 496 (3,2) 96 Storbritannia 495 (2,1) 89 Polen 495 (2,4) 87 Slovakia 492 (2,8) 95 Ungarn 491 (2,9) 91 Luxembourg 490 (1,1) 93 Norge 490 (2,6) 92 Spania 480 (2,3) 89 USA 474 (4,0) 90 Portugal 466 (3,1) 91 Italia 462 (2,3) 96 Hellas 459 (3,0) 92 Tyrkia 424 (4,9) 93 Mexico 406 (2,9) 85 ( ) Standardfeil i parentes Matematikk 300 400 500 600 700
Prestasjoner i et nordisk perspektiv over eller under OECD-gjennomsnittet 70 60 50 40 30 20 10 0-10 -20-30 Norge Danmark Finland Island Sverige Naturfag Lesing Matematikk
20 10 0 Kjønnsforskjeller (positive verdier betyr her i guttenes favør) -10-20 -30 Naturfag Lesing Matematikk -40-50 -60 Norge Danmark Finland Island Sverige OECD
Stor spredning blant de norske elevene Spredningen størst i lesing, større enn OECDgjennomsnittet og i de andre nordiske landene Av de nordiske landene er det lavest spredning i Finland Tydelig sammenheng med elevenes hjemmebakgrunn og prestasjoner Men sammenhengen er svakere i Norge enn i de fleste andre OECD-land, både på elev- og skolenivå
Finland Island Variasjon mellom og innen skoler Mellom skoler Innen skolen Norge Sverige Polen Spania Danmark Irland Canada Aus tralia New Zealand Storbritannia Mexico Portugal USA Luxembourg Korea OECD gj.snitt Sveits Tyrkia Slovakia Hellas Italia Japan Belgia Nederland Ungarn Østerrike Tsjekkia Tyskland
Endring i norske prestasjoner fra 2000-2006 510 505 500 495 490 485 Naturfag Lesing Matematikk 480 475 470 2000 2003 2006
Endringer i naturfag i nordiske land 570 560 550 540 530 520 510 500 490 480 470 2000 2003 2006 Norge Danmark Finland Island Sverige
Endringer i lesing i de nordiske landene 560 550 540 530 520 510 500 Norge Danmark Finland Island Sverige 490 480 2000 2003 2006
Endring i matematikk i nordiske land 560 550 540 530 520 510 500 490 Norge Danmark Finland Island Sverige 480 470 2000 2003 2006
Kompetanser i naturfag 580 560 540 520 500 Norge Danmark Finland Island Sverige 480 460 Kompetanse Identifisere 1 Forklare Kompetanse 2 Kompetanse Bruke 3 naturfaglige fenomener naturfaglig spørsmål naturvitenskapelig evidens
Kjønnsforskjeller i naturfagkompetansene Positive verdier i guttenes favør 30 20 10 0-10 Kompetanse 1 Kompetanse 2 Kompetanse 3-20 -30-40 Norge Danmark Finland Island Sverige
Resultater for naturfagdisiplinene Relative styrker og svakheter, ikke skåre i absolutt forstand 15 10 5 0-5 Geofag Biologi Fys/kjemi -10-15 Norge Danmark Finland Island Sverige
Oppgaver i PISA
SUR NEDBØR Statuene på bildet nedenfor kalles Karyatidene og ble satt opp på Akropolis i Athen for mer enn 2500 år siden. Statuene er laget av en type stein som kalles marmor. Marmor består av kalsiumkarbonat. I 1980 ble de opprinnelige statuene, som var tæret av sur nedbør, flyttet til et museum på Akropolis og erstattet med kopier.
Spørsmål 1: SUR NEDBØR Vanlig nedbør er litt sur fordi den har absorbert noe karbondioksid fra lufta. Sur nedbør er surere enn normal nedbør fordi den i tillegg har absorbert andre gasser som svoveloksider og nitrogenoksider. Hvor kommer svoveloksidene og nitrogenoksidene som er i lufta, fra?...... 2 Kompetanse poeng: 2. Kunne forklare fenomener naturvitenskapelig Alle 1 poeng: som Anvende nevner kunnskap eksos fra biler, i eller utslipp om naturfag fra fabrikker, i en gitt brenning situasjon av fossile De Beskrive som stoffer svarer som eller både olje forklare og noe kull, riktig fenomener gass og fra galt. vulkaner naturvitenskapelig eller liknende Forbrenning Identifisere av riktige fossile beskrivelser, stoffer og kjernekfraftverk forklaringer og (som forutsigelser ikke gir bidrag til sur nedbør) De som nevner forurensing, men som ikke nevner selve kilden forurensing
Man kan finne ut hvordan sur nedbør virker på marmor ved å legge marmorbiter i eddik over natten. Eddik og sur nedbør har omtrent samme surhetsgrad. Når man legger en marmorbit i eddik, dannes det gassbobler. Man kan finne massen til den tørre marmorbiten før og etter forsøket. Spørsmål 2: SUR NEDBØR En marmorbit har en masse på 2,0 gram før den legges i eddik over natten. Dagen etter tar man opp biten og tørker den. Hva er massen av den tørkede marmorbiten? A Mindre enn 2,0 gram B Nøyaktig 2,0 gram C Mellom 2,0 og 2,4 gram D Mer enn 2,4 gram Kompetanse 3. Kunne bruke naturvitenskapelig evidens Bruke naturfaglig evidens til å trekke konklusjoner Gi grunner for eller imot konklusjoner og identifisere antakelser som ligger under når konklusjoner er trukket Kommunisere konklusjoner og de resonnementer og den evidens de bygger på
Spørsmål 3: SUR NEDBØR Noen elever som gjorde dette forsøket, la også marmorbiter i rent (destillert) vann over natten. Forklar hvorfor elevene tok med denne delen i forsøket sitt....... Kompetanse 1. Kunne identifisere naturvitenskapelige 2 poeng: problemstillinger For å vise Avgjøre at syre om (edikk) et spørsmål er nødvendig er mulig for å utforske få en reaksjon naturvitenskapelig 1 poeng: -Må Identifisere vise at sur nedbør nøkkelord er nødvendig for å søke for etter reaksjonen naturfaglig informasjon For - For å sammenlikne, Kjenne å vise at til marmorbitene de viktigste men det er trinnene ikke ikke reagere klart i en om på naturvitenskapelig det all er væske for å se fordi om rent edikk vann er er nøytralt nødvendig undersøkelse - For å fungere som en kontroll - Fordi rent van ikke er en syre
Spørsmål 4: SUR NEDBØR Hvor interessert er du i denne informasjonen? Kryss av i én boks for hver linje. Veldig interessert Middels interessert Lite interessert Ikke interessert a) Å vite hvilke menneskelige aktiviteter som bidrar mest til sur nedbør 1 2 3 4 b) Å lære om teknologi som minsker utslippene av gasser som gir sur nedbør 1 2 3 4 c) Å forstå metodene som brukes til å reparere bygninger som er skadet av sur nedbør 1 2 3 4
Spørsmål 5: SUR NEDBØR Hvor enig er du i disse utsagnene? Kryss av i én boks for hver linje. a) For å bevare gamle ruiner bør man basere seg på naturvitenskapelige studier som finner årsakene til skadene. Svært enig Enig Uenig Svært uenig 1 2 3 4 b) Påstander om årsakene til sur nedbør bør basere seg på naturvitenskapelig forskning. 1 2 3 4
Lesing i PISA Aspekter ved leseoppgavene Å finne fram til informasjon i teksten (30%) Å forstå og tolke teksten (50%) Å reflektere over tekstens form eller innhold (20%)
Grafitti Jeg koker av sinne når veggene på skolen for fjerde gang er rengjort og malt for å bli kvitt graffiti. Kreativitet er beundringsverdig, men folk burde finne måter å uttrykke seg på som ikke påfører samfunnet ekstra byrder. Hvorfor ødelegger du ungdommens rykte ved å male graffiti der det er forbudt? Profesjonelle kunstnere henger ikke opp bildene sine langs gata, gjør de vel? De søker om økonomisk støtte og gjør seg kjent gjennom lovlige utstillinger. Etter min mening er bygninger, gjerder og benker kunstverk i seg selv. Det er virkelig tåpelig å ødelegge denne arkitekturen med graffiti, og dessuten ødelegger det ozonlaget. Ærlig talt, jeg kan ikke forstå hvorfor disse kriminelle kunstnerne gidder, når de kunstneriske arbeidene deres bare blir fjernet om og om igjen. Helga - Hensikt med hvert av brevene - Begrunne hvilket brev man er enig med - Gi begrunnelser for hvorfor det ene er bedre skrevet enn det andre Smak og behag kan ikke diskuteres. Samfunnet er fullt av kommunikasjon og reklame. Firmamerker, butikknavn. Store, påtrengende plakater langs gatene. Er de akseptable? Ja, for det meste. Er graffiti akseptabelt? Noen mener ja, andre nei. Hvem betaler prisen for graffiti? Hvem betaler til slutt prisen for reklame? Riktig. Forbrukerne. Har de menneskene som setter opp kjempestore plakater, spurt om din tillatelse? Nei. Bør graffitikunstnerne gjøre det, da? Er ikke alt sammen bare et spørsmål om kommunikasjon ditt eget navn, navnet på gjenger og store kunstverk langs gatene? Tenk på de stripete og rutete klærne som dukket opp i forretningene for noen få år siden. Og på skiutstyr. Mønstrene og fargene var stjålet rett fra de fargesprakende betongveggene. Det er ganske morsomt at disse mønstrene og fargene blir akseptert og beundret, samtidig som graffiti i samme stil blir sett på som forferdelig. Det er harde tider for kunsten. Sofie
Matematikk Fire sentrale ideer Forandring og sammenheng Rom og Form Tall og mål Usikkerhet
Ran En TV-reporter viste dette diagrammet og sa: Grafene viser at det har vært en voldsom økning i antall ran fra 1998 til 1999. Antall ran pr. år 520 515 Året 1999 510 Året 1998 Mener du at reporterens påstand er en rimelig tolkning av diagrammet? Gi en forklaring som støtter svaret ditt. 505
Elevenes holdninger til naturfag Hvordan elever verdsetter naturvitenskap Elevenes selvoppfatning i naturfag Elevenes motivasjon for å lære naturfag Elevenes holdninger til og kunnskaper om miljøspørsmål
Elevenes motivasjon for naturfag 0,4 0,3 0,2 0,1 0 Norge -0,1-0,2-0,3-0,4 Generell interesse Interessebasert motivasjon Instrumentell motivasjon Framtidsrettet motivasjon
Elevenes motivasjon for naturfag 0,4 0,3 0,2 0,1 0-0,1-0,2 Norge Danmark Finland Island Sverige -0,3-0,4 Generell interesse Interessebasert motivasjon Instrumentell motivasjon Framtidsrettet motivasjon
Kjønnsforskjeller i selvvurdering Guttene har mye høyere selvvurdering i naturfag på tross av at det er en tendens til at jentene skårer høyere i naturfag på testen 61% av guttene mens bare 36% av jentene mener at emner i naturfag er enkle å lære
Holdninger til miljøspørsmål 0,6 0,4 0,2 0-0,2-0,4 Alle Gutter Jenter -0,6-0,8 Bevissthet Optimisme Ansvarsfølelse Bekymring
Hvor viktig det er å gjøre det bra i de ulike områdene (prosent av elevene som svarer svært viktig eller viktig ) 100 95 90 85 80 75 70 65 60 55 50 Norge Danmark Finland Island Sverige OECD gj.snitt Naturfag Lesing Matematikk
Undervisning i naturfag Hvor ofte ulike aktiviteter skjer i timene 0.8 0.6 0.4 0.2 0-0.2-0.4 Samtale Praktisk elevarbeid Utforsking av egne ideer Anvendelser -0.6-0.8 Norge Danmark Finland Island Sverige
Bruk av IKT kjønnsforskjeller norske resultater Prosentandel elever som oppgir at de bruker datamaskin hjemme eller på skolen nesten hver dag 100 90 80 70 60 50 40 Jente Gutt 30 20 10 0 2000 hjemme 2006 hjemme 2000 på skolen 2006 på skolen
Hva norske elever bruker IKT til Prosentandel elever som oppgir hva de bruker datamaskinen nesten hver dag til 90 80 70 60 50 40 30 Jenter 2000 Jenter 2006 Gutter 2000 Gutter 2006 20 10 0 Søke på Internett Spille Kommunisere
Lesevaner 60 50 40 30 20 Jenter2000 Jenter2006 Gutter2000 Gutter2006 10 0 Lesing er favoritthobby Liker å samtale om bøker Glad for å få bok i presang Liker å gå bokhandel el. bibliotek
Skoledata Prosentandel norske rektorer som mener undervisningen Mye eller i Noen grad blir hemmet av mangel på: Kvalifiserte lærere Naturfaglærere (20) Matematikklærere (17) Norsklærere ( 9) Pedagogiske ressurser Pedagogisk programvare for undervisningen (65) Utrustet naturfagrom (56) Bibliotek (47) Datamaskiner til undervisningen (46)
Mangel som hemmer undervisning rektorers rapportering Sammenliknet med OECD-gjennomsnittet 0.4 0.3 0.2 0.1 0-0.1-0.2-0.3-0.4-0.5-0.6-0.7 Norge Danmark Finland Island Sverige Tilgang på kvalifiserte lærere Kvaliteten på skolens pedagogiske ressurser
Oppsummering av hovedfunn Nedgang i alle fagområdene Svakest av de nordiske landene Størst nedgang over tid i lesing og naturfag Store kjønnsforskjeller i lesing i jentenes favør Større spredning blant elevene enn i de andre nordiske landene
Tid for tunge løft Data fra tidligere PISA undersøkelser bekreftes av PISA+ og annen klasseromsforskning Lavt læringstrykk Mye aktivitet uten klare mål Tverrfaglighetens dilemma i realfagene Mye tid går bort til ikke-faglige oppgaver Læreren som faglig og pedagogisk leder er viktigere enn noen gang
www.pisa.no