L’indagine OCSE PISA:
competenze scientifiche
e linguistiche
Stefania Pozio
Come è definita la literacy in
PISA 2006
Per literacy scientifica di un individuo PISA 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;
• 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, nonché con le idee della scienza, da cittadino
che riflette.
Indicazioni per il curricolo
• Traguardi per lo sviluppo delle competenze al
termine della scuola secondaria di primo
grado
•
•
•
•
•
L’alunno ha padronanza di tecniche di sperimentazione, di
raccolta e di analisi dati, sia in situazioni di osservazione e
monitoraggio, sia in situazioni di laboratorio;
Utilizza in contesti diversi uno stesso strumento matematico o
informatico;
Esplicita, affronta e risolve situazioni problematiche sia in
ambito scolastico che nell’esperienza quotidiana;
Sviluppa semplici schematizzazioni, modellizzazioni,
formalizzazioni logiche e matematiche dei fatti e dei fenomeni,
applicandoli anche ad aspetti della vita quotidiana.
Conosce i principali problemi legati all’uso delle scienze nel campo
dello sviluppo tecnologico ed è disposto a confrontarsi con
curiosità e interesse.
Competenze complesse e
funzionali
• “Che cosa è importante che un cittadino conosca, a che
cosa è importante che dia valore e che cosa è importante
che sia in grado di fare, in situazioni che richiedono il
ricorso alla scienza e alla tecnologia o che sono in qualche
modo da esse determinate?”
• Le competenze che costituiscono il nucleo centrale
della definizione di literacy scientifica di PISA
2006 sono fondamentali per rispondere a questa
domanda. Esse si riferiscono a quanto gli studenti
sappiano:
individuare questioni di carattere scientifico
dare una spiegazione scientifica dei fenomeni
usare prove fondate su dati scientifici
Terminologia in PISA 2006
• L'espressione “conoscenze scientifiche” è sempre
usata nel Quadro di Riferimento per designare
contemporaneamente la conoscenza della scienza e la
conoscenza sulla scienza.
• Per conoscenza della scienza s’intende una
conoscenza del mondo naturale che attraversi gli
ambiti principali della fisica, della chimica, delle
scienze biologiche, delle scienze della Terra e
dell’Universo, nonché della tecnologia.
• Per conoscenza sulla scienza, invece, s’intende la
conoscenza dei mezzi (indagine scientifica) e dei fini
(spiegazioni di carattere scientifico) della scienza.
4 aspetti interconnessi
Richiede alle
persone di
Contesto
Situazioni di
vita che hanno
a che fare con
la scienza e la
tecnologia
Il modo in
cui lo fanno
è influenzato
da
Competenze
individuare questioni
di carattere
scientifico
dare ai fenomeni
una spiegazione
scientifica
usare prove basate
su dati scientifici
Conoscenze
Conoscenze sul
mondo naturale
(conoscenza della
scienza)
Conoscenze sulla
scienza in quanto
tale
(conoscenza sulla
scienza)
Atteggiamenti
(Risposta alle
questioni di carattere
scientifico)
interesse
sostegno alla ricerca
scientifica
responsabilità
Indicazioni per il curricolo
• Presupposto di un efficace
insegnamento/apprendimento delle scienze è
un’interazione diretta degli alunni con gli oggetti e le
idee coinvolti nell’osservazione e nello studio.
• E’ necessario che ci siano spazi fisici adatti alle
esperienze concrete e alle sperimentazioni.
• I tempi e le modalità di lavoro devono dare ampio
margine alla discussione e al confronto.
Indicazioni per il curricolo
Competenza PISA:
degli
studenti
individuare
questioni dicon
carattere scientifico
• Il coinvolgimento
i
fenomeni rafforza e sviluppa la
comprensione del fenomeno stesso e
aiuta a individuare problemi significativi a
partire dal contesto esplorato e a
prospettarne soluzioni.
Competenza PISA:
dare una spiegazione scientifica
dei fenomeni
563 Finlandia
534 Canada
531 Giappone
530 N. Zelanda
527 Australia
525 Paesi Bassi
522 Corea
516 Germania
515 Regno Unito
513 Rep. Ceca
512 Svizzera
511 Austria
510 Belgio
508 Irlanda
504 Ungheria
503 Svezia
500 Media OCSE
496 Polonia
496 Danimarca
495 Francia
491 Islanda
489 Stati Uniti
488 Rep. Slovacca
488 Spagna
487 Norvegia
486 Lussemburgo
475 Italia
474 Portogallo
473 Grecia
424 Turchia
410 Messico
Intervallo Confidenza Inferiore
Intervallo Confidenza Superiore
Risultati in
scienze (medie)
in PISA 2006
400
450
500
550
QUADRO SINTETICO DEI RISULTATI 2006 - SCIENZE
L’Italia nel quadro internazionale
• Paesi con risultati significativamente
più alti dell’Italia
Paesi con risultati
non significativamente
diversi dall’Italia
Paesi con risultati significativamente più bassi dell’Italia
400
Turchia
ITALIA - Sud Isole
Serbia
ITALIA - Sud
Grecia
Portogallo
ITALIA
Federazione Russa
ITALIA - Centro
Norvegia
Spagna
Stati Uniti
Francia
Polonia
ITALIA - Nord Ovest
Svezia
Ungheria
Irlanda
Austria
Repubblica Ceca
Germania
ITALIA - Nord Est
Paesi Bassi
Finlandia
Confronto tra le medie di strato e alcuni paesi
di riferimento per Scienze
580
560
540
520
500
480
460
440
420
Risultati in scienze (livelli) in PISA 2006
Francia
6,6
Spagna 4,7
Regno Unito 4,8
14,5
14,9
0,5
OCSE 5,2
Italia
7,3
0%
27,2
27,4
11,9
21,8
Germania 4,1 11,3
Finlandia 3,6
22,8
18
20%
27,4
27,6
40%
2,9
10
1,8
20,3
60%
4,5 0,3
17
27,4
3,9
7,7
15,1
80%
0,8
10,9
23,6
32,2
24
7,2
17,9
21,8
27,9
29,1
14,1
30,2
25,9
21,4
13,6
20,9
1,3
4,2 0,4
100%
<1
1
2
3
4
5
6
PIOGGE ACIDE
La fotografia qui sotto mostra alcune statue dette Cariatidi, erette sull’Acropoli di Atene più di 2500 anni fa.
Queste statue sono 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.
Marbre manquant
Domanda 2: PIOGGE ACIDE
S485Q02 – 0 1 2 9
Le piogge normali sono leggermente acide perché 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?
................................................................................................................................
................................................................................................................................
PIOGGE ACIDE: INDICAZIONI PER LA CORREZIONE D2
Punteggio pieno
Codice 2: Lo studente menziona 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.





Bruciare carbone e gas.
Gli ossidi nell’aria provengono dall’inquinamento causato dalle fabbriche e dalle industrie.
Vulcani.
Fumi provenienti da centrali elettriche [Con il termine “centrali elettriche” si intendono quelle alimentate da combustibili fossili.]
Vengono dalla combustione di materiali contenenti zolfo e azoto.
Punteggio parziale
Codice 1: Risposte che riportino una fonte di inquinamento giusta e una sbagliata.
Tipo di quesito: risposta aperta articolata
Competenza: usare prove basate su dati scientifici
Conoscenze: conoscenza della scienza
Categoria: sistemi fisici
Livello di competenza: 3
Domanda 3: PIOGGE ACIDE
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.
PIOGGE ACIDE: INDICAZIONI PER LA CORREZIONE D3
Punteggio pieno
Codice 1: A. Meno di 2,0 grammi.
Tipo di quesito: scelta multipla
Competenza: dare una spiegazione scientifica ai fenomeni
Conoscenze: conoscenza della scienza
Categoria: sistemi fisici
Livello di competenza: 2
Domanda 5: PIOGGE ACIDE
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.
.....................................................................................................
................................................................................................................................
PIOGGE ACIDE: INDICAZIONI PER LA CORREZIONE D5
Punteggio pieno
Codice 2: Per poter fare un confronto con il test dell’aceto e del marmo e quindi dimostrare che l’acido (l’aceto) è indispensabile
affinché ci sia la reazione.
 Per essere sicuri che l’acqua piovana deve essere acida come le piogge acide per provocare questa reazione.
 Per vedere se i buchi nelle scaglie di marmo possono essere stati causati da qualcosa di diverso.
 Perché dimostra che le scaglie di marmo non reagiscono con qualsiasi liquido, infatti l’acqua è neutra.
Punteggio parziale
Codice 1: Per poter fare un confronto con il test dell’aceto e del marmo, ma senza spiegare che l’esperimento vuol dimostrare che
l’acido (aceto) è indispensabile affinché ci sia la reazione.
Tipo di quesito: risposta aperta articolata
Competenza: individuare questioni di carattere scientifico
Conoscenze: conoscenza sulla scienza
Categoria: l’indagine scientifica
Livello di competenza: 3/6
Come rispondono gli studenti
Paesi
Pioggie Acide
Dom. 5
Difficoltà 529
Livello 3
Pioggie Acide
Dom. 5
Difficoltà 717
Livello 6
Pioggie Acide
Dom. 5
% p.parziale
E. S.
% p. pieno E. S.
% Omesse E. S.
Italia
32,7
0,9
16,2
0,9
29,2
1,2
Finlandia
60,1
1,4
8,2
0,8
10,4
0,9
Giappone
32,3
1,3
19,3
1,2
29,8
1,3
Media OCSE
43,0
0,2
14,0
0,2
17,3
0,2
Quadro teorico di riferimento del
TIMSS
• Contenuto delle prove:
–
–
–
–
biologia (35%)
chimica (20%)
fisica (25%)
scienze della Terra (20%).
Quadro teorico di riferimento del
TIMSS
• Dimensione cognitiva che specifica i
processi di pensiero:
– Conoscere: riguarda fatti, procedure e concetti
che lo studente deve sapere;
– Applicare: si focalizza sulla capacità dello
studente di applicare conoscenze e concetti a
situazioni problematiche;
– Ragionare: va oltre la risoluzione di problemi di
routine, per arrivare a situazioni non familiari,
contesti complessi e problemi a più stadi.
IEA TIMSS – III media
Contenuto: Chimica
Dominio cognitivo: Ragionare
Tipo di quesito: a risposta aperta
IEA TIMSS – III media
Contenuto: Fisica
Dominio cognitivo: Applicare
Tipo di quesito: a risposta aperta
Risultati Italiani in Scienze
TIMMS 2003 e PISA 2003 e 2006
TIMSS 2007
Quarto anno
TIMSS 2007
Ottavo anno
Media
Err.
St.
Media
Err.St Media
.
Err.St Media
.
Err.St
.
Nord-Ovest
541
4.9
509
4.5
533
5.2
501
4.1
Nord Est
556
5.4
527
7.1
533
7.7
520
2.8
Centro
536
5.8
506
3.7
497
5.3
486
8.0
Sud
532
8.8
477
6.1
447
8.7
448
3.7
Sud e Isole
507
8.7
462
8.0
440
6.0
432
4.6
Italia
535
3.2
495
2.8
486
3.1
475
2.0
Media Int. o
Media
OCSE
489
0.9
474
0.6
500
0.6
500
0.5
Nazione
migliore
565
563
2.0
5.5
Singapore
578
4.3
Singapore
Pisa 2003
Quindici anni
548
Finlandia
1.9
Pisa 2006
Quindici anni
Finlandia
Cosa influenza i risultati
italiani in Scienze?
TIMSS 2003
Quarto anno
Numero di libri
a casa?
%
IT
Media %
IT
In
t.
0-10
18
11-25
TIMSS 2003
Ottavo anno
Pisa 2003
Quindici anni
Me
dia
Int.
%
IT
Me
dia
IT
% Me
Int. dia
Int.
%
IT
Me
dia
IT
%
Med
OCS ia
E
OCS
E
498
18 453
13
457
18
438
9
416
12
419
33
511
24 430
29
474
26
458
17
449
16
449
25-100
27
525
31 502
25
497
27
483
32
482
30
494
101-200
11
531
14 507
14
502
13
498
20
506
18
524
201-500
10
525
12 518
19
524
15
506
13
536
14
558
8
544
8
565
+ di 500*
* Questa categoria è usata solo da PISA, il TIMSS si arresta alla categoria precedente espressa come “+di 200”.
Uso del libro di testo da parte
degli insegnanti di scienze
(% di studenti)
In 4° elementare
In 3° media
Italia
Internazionale
Italia
Internazionale
Mai
7%
18%
1%
5%
Come base principale per la
lezione
32%
56%
63%
56%
Come risorsa aggiuntiva
61%
26%
36%
39%
Percentuali di studenti e di insegnanti che
dichiarano di svolgere le attività proposte minimo
una volta al mese
Attività svolte in classe una o +
volte al mese
4° elementare
ITALIA
4° elementare
Internazionale
3° media
ITALIA
STU%
STU%
STU%
INS%
INS%
8° anno
Internazionale
INS%
STU%
INS
%
Guardare l’insegnante che
svolge un esperimento
69
18
69
23
26
7
64
38
Progettare un esperimento o una
ricerca
47
25
50
28
16
10
49
31
Fare un esperimento o una
ricerca
49
30
50
39
13
6
57
54
Lavorare con altri studenti in
piccoli gruppi per una ricerca o
un esperimento a scuola
42
24
57
44
12
7
59
57
Scrivere spiegazioni rispetto al
perché è accaduto qualcosa che
si è osservato
78
79
69
64
32
23
66
61
Collegare quello che si sta
apprendendo in scienze con la
vita quotidiana degli studenti
*
44
*
67
35
64
57
76
Indicazioni nazionali
• Poiché i saperi caratteristici delle
scienze naturali e sperimentali sono a
carattere enciclopedico, è opportuno
selezionare alcuni temi (campi di
esperienza) sui quali lavorare a scuola
in modo diretto e progressivamente
approfondito, in continuità attraverso
gli anni della scuola.
556
547
527
521
517
513
508
507
507
501
499
498
495
495
494
492
490
488
484
484
483
482
479
472
469
466
461
460
447
410
Intervallo Conf idenza Inf eriore
Intervallo Conf idenza Superiore
Risultati in
lettura (medie)
in PISA 2006
400
450
500
550
Corea
Finlandia
Canada
N. Zelanda
Irlanda
Australia
Polonia
Svezia
Paesi Bassi
Belgio
Svizzera
Giappone
Regno Unito
Germania
Danimarca
Media OCSE
Austria
Francia
Islanda
Norvegia
Rep. Ceca
Ungheria
Lussemburgo
Portogallo
Italia
Rep. Slovacca
Spagna
Grecia
Turchia
Messico
Competenza in lettura
• “Reading literacy": si riferisce alla comprensione,
all’utilizzo e alla riflessione su testi scritti al fine di
raggiungere i propri obiettivi, di sviluppare le proprie
conoscenze e le proprie potenzialità e di svolgere un ruolo
attivo nella società.
• La "reading literacy" non è più considerata un'abilità che si
acquisisce unicamente nell'infanzia, durante i primi anni di
scuola, ma piuttosto come un insieme di conoscenze,
abilità e strategie in continua evoluzione, che gli individui
sviluppano nel corso della vita, attraverso le interazioni
con i pari e con i gruppi più ampi di cui fanno parte.
LAVORO
Il seguente diagramma ad albero mostra la struttura della forza di lavoro di un paese o della “popolazione attiva”.
Nel 1995, la popolazione totale del paese era di circa 3,4 milioni di abitanti.
Struttura della forza di lavoro – marzo 1994/marzo 1995 (x1.000)1
Usa le informazioni sulla forza di lavoro di un paese, alla pagina precedente, per rispondere alle seguenti
domande.
Domanda 4:
R088Q04- 0 1 2 3
IL LAVORO
In quale parte del diagramma ad albero potrebbero eventualmente essere inserite le persone
elencate nella tabella seguente?
Indica la tua risposta segnando con una croce la casella corretta.
La prima risposta è già fornita come esempio.
‘Nella forza di
lavoro:
occupato’
Un cameriere di 35 anni a tempo
parziale.
Una donna d’affari di 43 anni che lavora
60 ore a settimana
Uno studente a tempo pieno di 21 anni
Un attore di 25 anni che ha terminato di
recente un film e sta cercando lavoro
Una donna di 55 anni ch e non ha mai
lavorato o voluto lavorare fuori casa.
Una nonna di 80 anni che lavora ancora
poche ore al giorno alla bancarella che
la sua famiglia ha al mercato.
‘Nella forza di
lavoro:
disoccupato’
‘Non nella
forza di
lavoro’
‘Non compreso
in alcuna
categoria’