PISA 2025 - рамка на изследването по природни науки

Културното постижение на науката е набор от обяснителни теории, които преобразяват човешкото разбиране за естествения свят. Компетентността за обяснение на явления, протичащи в материалния свят, поради тази причина, зависи от познаването на тези основни природонаучни идеи.

Учениците трябва да разпознават, създават, прилагат и оценяват обяснения и решения за редица природни и технологични явления и проблеми, демонстрирайки способности за:

• Припомняне и прилагане на подходящи знания за природните науки
• Използване на различни форми на представяне и трансформиране между тези форми
• Формулиране и обосноваване на подходящи природонаучни прогнози и решения
• Идентифициране, създаване и оценяване на модели
• Разпознаване и развиване на обяснителни хипотези на явления от материалния свят
• Обясняване на потенциални последици от природонаучните знания за обществото

Конструирането на обяснения за научни, технологични и явления, свързани с околната среда изисква нещо повече от способността да се припомнят и използват теории, да се обясняват идеи и да се представят информация и факти (съдържателно познание). Представянето на научно обяснение изисква едновременно с горепосоченото и разбиране за това как е получено това знание и нивото на достоверност, което можем да докажем/достигнем по отношение на научни твърдения. За постигане на тази компетентност се изисква познаване на стандартните процедури и практики за получаване на този род знания, познати още като "процедурни знания". Изисква се, също така, разбиране на тяхната роля и функция в доказване на знанията, резултат от науката, познати още като "епистемични знания".

През последното десетилетие се наблюдава неимоверно увеличение на количеството и на потока от информация и възможността на хората за достъп до тази информация. Паралелно с потока от достоверна и надеждна информация, се увеличава и потокът от невярна информация, а в някои случаи и на дезинформация. Особено когато става въпрос за научна информация, достоверна или невярна, всички хора се нуждаят от компетентност за преценка на достоверността и на качеството на информацията.  

Налице е нарастваща загриженост относно лекотата, с която хората приемат информация, за която се твърди, че е „научна“, без за нея да има съществени материални доказателства и дори при наличие на оборващи я доказателства. Един човек, образован по отношение на природните науки, трябва да разбира важността на скептицизма, който би следвало да повдига въпросите за наличие на конфликт на интереси, за наличие на установен научен консенсус по темата, за наличие на съответната експертиза у източника на информация.

В основата на тази компетентност е разбирането, че науката е обществена собственост и че науката не е безпогрешна. Докато отделни учени или екипи може да грешат, възприетото единодушно от общността е по-благонадеждно, тъй като е резултат от внимателна верификация в рамките на тази общност, представяща знания, които са били проверени и удостоверени многократно.

Учениците трябва да изследват и да оценяват научна информация, твърдения и аргументи представени по различен начин и в различни контексти, както и да правят подходящи заключения, демонстрирайки способности за:

• Търсене, оценяване и представяне на характеристиките на различни източници на информация, в това число научни, социални, икономически и етични, които могат да имат значение или полза при вземането на решения по въпроси, свързани с науката, както и представяне на доводи дали и защо се подкрепят аргумент или решение
• Разграничаване на твърдения, основани на валидни научни доказателства срещу неекспертни и субективни мнения и посочване на причините за разграничаването
• Изграждане на аргумент в подкрепа на подходящо научно заключение от набор от данни
• Критикуване на недостатъци в дадени научни аргументи, напр. лоши предположения, причина срещу корелация, грешни обяснения, обобщения от ограничени данни
• Обосноваване на решенията, посредством използване на научни аргументи, индивидуални или колективни, които допринасят за решаването на актуални проблеми или въпроси отнасящи се до устойчивото развитие

Тази компетентност изисква от учениците да притежават както процедурни, така и епистемични познания, но също така да умеят да черпят, в различна степен, от своите знания по природни науки.

Ученик, който демонстрира тази компетентност, може:

• Да търси и оценява доказателства от разнообразни източници на знания и ресурси
• Да оценява и да формира потенциални решения на социални, екологични и свързани със заобикалящата среда проблеми, като използва творческо и системно мислене и вземайки предвид последиците за настоящите и бъдещите поколения
• Да се ангажира, индивидуално и колективно, в граждански процеси, за да вземе информирани, консенсусни решения
• Да си поставя цели, да сътрудничи с други хора от различни поколения и да съдейства за възстановяващи и трайни социално-екологични промени на различни пространствени нива (от местно до глобално).

Елементите на тази компетентност се измерват чрез компетентностите „Създаване и оценяване на научни експерименти и критично интерпретиране на научни данни и доказателства“ и „Проучване, оценяване и използване научна информация за вземане на решения и предприемане на действия“. Тази компетентност изисква знания по природни науки, процедурни и епистемични знания.

Компетентностите в областта на науките за околната среда, които трябва да бъдат измерени с изследването PISA 2025, са свързани с резултатите от образованието по природни науки на учениците, свързани с околната среда, определени като „Действие (и) в сътрудничество през Антропоцена“.

Действието през Антропоцена изисква разбиране, че човешкото въздействие вече е променило значително, но и продължава да променя, геосистемите. Отнася се до начини на съществуване и на действие в света, които поставят хората като част от екосистемите (а не отделно от тях), признавайки и уважавайкиаки всички видове и взаимозависимостта на живота.

Младите хора в Действие през Антропоцена:

• Работейки за намаляване на промените в климата, загубата на биологично разнообразие, недостига на вода и други сложни проблеми и кризи, вярват че техните действия ще бъдат оценени, одобрени и ефективни
• Признават многобройните начини, по които обществата може да са създали несправедливост, и работят за овластяване на всички хора да могат да допринасят за благосъстоянието на общността и екосистемите.
• Демонстрират вяра, гъвкавост и ефикасност изправени пред кризи, които са както социални, така и екологични
• Уважават и оценяват различните гледни точки и различни системи от знания
• Ангажират се с други млади хора и възрастни от различни поколения, в граждански процеси, които водят до подобрено благосъстояние на общността и устойчиво бъдеще
• Работят индивидуално и в колектив, в проекти с различни пространствени мащаби - от местни до глобални - за да разберат и да се справят със сложните предизвикателства, пред които са изправени всички хора в различните общности

Повече за това можете да се прочете в работния документ на OECD тук.

В изследването PISA 2025 се оценяват познанията на учениците обобщени от няколко съдържателни области - физични, химични и биологични системи и Земя и Космос. Следователно знанията:

• Имат отношение към ситуации от реалния живот
• Представляват важна научна концепция на основна научна теория, която е добре установена и има дългосрочна полезност
• Подходящи са за нивото на развитие на 15-годишните

Рамката използва термина „системи“ вместо „науки“ в дескрипторите на знанието по природни науки, за да предаде идеята, че гражданите трябва да разбират концепции за физичните и биологичните системи, за Земята и Космоса и тяхното приложение в контексти, където знанията са взаимосвързани и интердисциплинарни.

Използвайте стрелките по-долу, за да прегледате подробно ключовите знания по природни науки.

Процедурното знание се отнася до познаването на различни процедури, методи и средства, които се използват в научното изследване. Такива познания са необходими както за провеждане на научни изследвания, така и за извършване на критичен преглед на доказателствата, които могат да бъдат използвани в подкрепа на твърдения, направени въз основа на получените данни.

Примери за процедурни знания, които могат да бъдат тествани са:

• Променливи, в това число зависими, независими и контролни променливи
• Измервания, напр. количествени, качествени, използване на скàли, прекъснати и непрекъснати променливи
• Методи и начини за намаляване на грешката на измерването
• Механизми за осигуряване на точни данни и намаляване на грешката на измерването, и използване на усреднени резултати
• Представяне на данни в графичен и табличен вид
• Стратегия за контрол на променливите и нейната роля в провеждането на експерименти или използването на произволни контролирани проучвания за избягване на грешни констатации и идентифициране на възможни причинно-следствени механизми
• Избор на метод подходящ за изследване на конкретен научен въпрос, например експеримент, полево изследване или търсене на модел; ролята на контролва за установяване на причинно-следстена връзка
• Какви процеси на сътрудничество и критика  се използват от научната общност, за да се гарантира, че дадени твърдения са достоверни