PISA 2025 tyrimo gamtamokslinio raštingumo metmenys

Galite peržiūrėti toliau pateiktus pagrindinius metmenų skyrius arba atsisiųsti visą PISA 2025 tyrimo gamtamokslio raštingumo metmenų projektą PDF formatu.

Apžvalga

PISA 2025 tyrimo gamtamokslinio raštingumo metmenyse apibrėžiamos kompetencijos, kurios ugdomos per gamtamokslinį ugdymą. Manoma, kad svarbiausias mokinių gamtamokslinio ugdymo rezultatas – įgyti šias kompetencijas, siekiant spręsti gamtamokslines problemas, plėtoti mokslo idėjas ir naudotis jomis, priimant žiniomis pagrįstus sprendimus. Gamtamokslinės kompetencijos apibrėžia tai, ką jaunuoliai turėtų žinoti, vertinti ir gebėti daryti situacijose, kai reikia naudotis gamtamokslinėmis ir technologinėmis žiniomis.

Gamtamokslinio raštingumo metmenyse aprašomos trys gamtamokslinės kompetencijos ir aplinkotyros kompetencija, kurią sudaro trys subkompetencijos. Metmenyse taip pat aprašoma trijų tipų žinios, kurių reikia mokiniams, kad jie galėtų įgyti šias kompetencijas, trys pagrindiniai kontekstai, kuriuose mokiniai susidurs su gamtamoksliniais iššūkiais, be to, aprašomi svarbiais laikomi mokslinės savivokos aspektai.

PISA 2025 tyrimo metu vertinama, kaip gerai šalys parengia savo mokinius, kad jie suprastų gamtos mokslus ir tai, kaip mokslas sukuria patikimas žinias. Labai svarbu, kad piliečiai, kuriems reikia priimti žiniomis pagrįstus asmeninius sprendimus dėl su gamtos mokslais susijusių reiškinių, tokių kaip sveikata ir aplinka, galėtų įsitraukti į bendrą veiklą savo šeimose, vietos bendruomenėse ir platesnėse visuomenėse. Tai ypač reikšminga XXI amžiuje, kai žmonija susiduria su neaiškia ateitimi, įžengdama į antropoceno epochą, kurioje dėl žmogaus poveikio labai keičiasi Žemės sistemos. Tad galima teigti, kad gamtamokslinės žinios yra svarbios individualiu, regioniniu ir globaliu lygmenimis, kai siekiame kovoti su pasekmėmis, kylančiomis dėl šių pokyčių.

Kas naujo?

Ankstesniuose PISA tyrimo gamtos mokslų srities metmenyse buvo suformuluota gamtamokslinio raštingumo kaip ugdymo rezultato sąvoka, tai buvo pagrindinis gamtamokslinio raštingumo srities vertinimo aspektas (konstruktas). PISA 2025 tyrimo metmenys yra praplėsti – dabar šiame dokumente daugiausia dėmesio skiriama ne konkrečiai gamtamoksliniam raštingumui, o bendriesiems gamtamokslinio ugdymo rezultatams, šios srities metmenis susiejant su kitų dviejų sričių – matematinio raštingumo ir skaitymo – metmenimis.

Kuriant 2025 m. metmenis, dvi ankstesnės kompetencijos („Vertinti ir parengti gamtamokslinį tyrimą“ ir „Moksliškai interpretuoti duomenis ir įrodymus“) buvo sujungtos į vieną: „Rengti ir vertinti gamtamokslinius tyrimus ir kritiškai interpretuoti mokslinius duomenis bei įrodymus“. Šis pakeitimas buvo padarytas, siekiant daugiau dėmesio skirti tyrimų vertinimui, nes tikėtina, kad tik nedidelė suaugusiųjų dalis užsiims tyrimų rengimu, ir atsižvelgiant į tai, kad abi kompetencijos buvo laikomos įsitraukimo į tyrinėjimą proceso dalimi.

Kadangi dabar visuomenėje vyrauja informacijos šaltiniai internete, kurių dauguma yra moksliniai, iš naujo atkreiptas dėmesys į mokinių mokymą „ieškoti mokslinės informacijos, ją vertinti ir ja naudotis, priimant sprendimus ir veikiant“. Todėl į metmenis ir buvo įtraukta ši trečioji kompetencija.

Buvo pakeisti emociniai veiksniai, darantys įtaką šiai kompetencijai: nuo akcento nuostatoms gamtos mokslų atžvilgiu buvo pereita prie platesnės mokslinės savivokossąvokos, kuri, kaip paaiškėjo, išsamiau apibūdina mokinių įsitraukimą į mokslą.

Galiausiai labai daug dėmesio metmenyse skiriama ugdymui, susijusiam su tvarumu ir aplinkotyra. Šie elementai apibendrinami sąvoka veikimas antropocene. Metmenyse yra apibrėžtos kompetencijos, kurios laikomos šio konstrukto elementais ir kurie bus vertinami 2025 metais.

Gamtamokslinės kompetencijos

Kontekstai

Asmeninis
Vietos / šalies
Globalus

Tikimasi, kad mokiniai gebės:

Moksliškai paaiškinti įvairius gamtos reiškinius Rengti ir vertinti gamtamokslinius tyrimus ir kritiškai interpretuoti mokslinius duomenis bei įrodymus Ieškoti mokslinės informacijos, ją vertinti ir ja naudotis, priimant sprendimus ir veikiant Gamtamokslinės kompetencijos Aplinkotyros kompetencijos

Moksliškai išsilavinęs žmogus gali dalyvauti argumentuotoje diskusijoje apie mokslą, tvarumą, technologijas ir taip turimomis žiniomis pagrįsti veiksmus. Tam reikia kompetencijų, leidžiančių:

moksliškai paaiškinti įvairius gamtos reiškinius;
rengti ir vertinti gamtamokslinius tyrimus ir kritiškai interpretuoti mokslinius duomenis bei įrodymus;
ieškoti mokslinės informacijos, ją vertinti ir ja naudotis, priimant sprendimus ir veikiant

Tai, kaip penkiolikmečiai mokiniai geba atlikti šias užduotis, atskleidžia jų gamtamokslinio ugdymo rezultatus.

Gamtamokslinės kompetencijos

Moksliškai paaiškinti įvairius gamtos reiškinius

Svarbus žmonijai gamtos mokslų pasiekimas – tai tam tikros aiškinamosios teorijos, kurios pakeitė mūsų supratimą apie gamtos pasaulį. Todėl kompetencija paaiškinti materialiajame pasaulyje vykstančius reiškinius priklauso nuo šių pagrindinių gamtos mokslų idėjų išmanymo.

Mokiniai turi atpažinti, kurti, taikyti ir vertinti įvairių gamtos ir technologinių reiškinių bei problemų paaiškinimus ir sprendimus, demonstruodami gebėjimus:

atsiminti ir taikyti reikiamas gamtos mokslų žinias;
naudotis įvairiomis atvaizdavimo formomis ir gebėti jas tarpusavyje keisti;
siūlyti ir pagrįsti atitinkamas mokslines prognozes ir sprendimus;
identifikuoti, kurti ir įvertinti modelius;
atpažinti ir formuluoti materialiojo pasaulio reiškinių paaiškinamąsias hipotezes;
paaiškinti galimą gamtos mokslų žinių poveikį visuomenei.

Tačiau, norint paaiškinti gamtamokslinius, technologinius ir aplinkos reiškinius, reikia ne tik gebėti prisiminti teorijas, aiškinamąsias idėjas, informaciją, faktus (ugdymo turinio žinias) ir jais naudotis. Norint pateikti mokslinį paaiškinimą, taip pat reikia suprasti, kaip tokios žinios buvo gautos ir kokiu lygmeniu galime pasitikėti bet kokiais moksliniais teiginiais. Šiai kompetencijai įgyti reikia išmanyti standartines procedūras ir praktiką, naudojamą gamtos mokslų tyrimuose tokioms žinioms gauti (procedūrinės žinios), ir suprasti jų vaidmenį ir funkciją, pagrindžiant mokslo kuriamas žinias (episteminės žinios).

Gamtamokslinės kompetencijos

Rengti ir vertinti gamtamokslinius tyrimus ir kritiškai interpretuoti mokslinius duomenis bei įrodymus

Mokiniai turėtų suprasti gamtamokslinio tyrimo siekius, įskaitant jų vertinimą bendruomenėje ir įsipareigojimą skelbti rezultatus.

Mokiniai turi parengti, apibūdinti ir įvertinti gamtamokslinius tyrimus, moksliškai spręsti klausimus ir interpretuoti duomenis, atskleisdami gebėjimus:

nustatyti konkretaus gamtamokslinio tyrimo klausimą;
pasiūlyti tinkamą eksperimentų pobūdį ir eigą;
įvertinti, ar eksperimento pobūdis ir eiga yra tinkamiausi atsakyti į keliamą klausimą;
interpretuoti įvairiais pavidalais pateiktus duomenis, daryti tinkamas išvadas ir vertinti jų santykinį pranašumą.

Siekiant įgyti šią kompetenciją, reikia išmanyti pagrindines eksperimentinio tyrimo ir kitų gamtos mokslų tyrimų formų ypatybes ir praktiką (ugdymo turinio ir procedūrinės žinios), taip pat procedūrų funkciją, pagrindžiant bet kokius mokslinius teiginius (episteminės žinios). Be to, gali tekti naudotis pagrindinėmis matematinėmis priemonėmis duomenims analizuoti ar apibendrinti.

Gamtamokslinės kompetencijos

Ieškoti mokslinės informacijos, ją vertinti ir ja naudotis, priimant sprendimus ir veikiant

Pastarąjį dešimtmetį informacijos kiekis ir srautai, taip pat asmenų galimybės naudotis šia informacija labai išaugo. Deja, greta pagrįstos ir patikimos informacijos srauto vis dažniau pasitaiko klaidingos informacijos ir, dar blogiau, tyčinės dezinformacijos. Kai kalbama apie mokslinę informaciją – tiek pagrįstą įrodymais, tiek klaidingą – visi piliečiai turi būti kompetentingi vertinti informacijos, kuri paprastai pateikiama gilinantis į bet kokį su mokslu susijusį klausimu, patikimumą ir vertę.

Vis didesnį susirūpinimą kelia tai, kaip lengvai žmonės priima „moksliniais“ vadinamus įsitikinimus, kuriems ne tik nėra jokių esminių bei apčiuopiamų įrodymų, bet priešingai – kuriems yra daug prieštaraujančių įrodymų. Moksliškai išsilavinęs asmuo turėtų suprasti, kaip svarbu ugdyti skeptišką nusiteikimą, padedantį išsiaiškinti, ar nėra interesų konflikto, ar egzistuoja nusistovėjęs mokslinis sutarimas ir ar šaltinis grindžiamas atitinkamomis ekspertinėmis žiniomis.

Šios kompetencijos esmė – supratimas, kad mokslas priklauso bendruomenei, yra jos plėtojamas ir nėra neklystantis. Nors pavieniai mokslininkai ar mokslininkų grupės gali klysti, bendruomenės konsensusas yra patikimesnis, nes tai yra išsamaus tos bendruomenės tarpusavio vertinimo rezultatas, atspindintis daug kartų patikrintas žinias.

Mokiniai turi tirti ir vertinti mokslinę informaciją, teiginius ir argumentus įvairiose situacijose bei įvairiuose kontekstuose, daryti tinkamas išvadas ir atskleisti gebėjimus:

ieškoti, vertinti ir informuoti apie įvairių informacijos šaltinių (mokslinių, socialinių, ekonominių ir etinių), kurie gali būti svarbūs ar naudingi, priimant sprendimus su mokslu susijusiais klausimais, santykinius privalumus, taip pat apie tai, ar jie patvirtina keliamą argumentą arba sprendimą;
atskirti tvirtus moksliniais įrodymais pagrįstus teiginius, ekspertų ir ne ekspertų teiginius bei tuos, kurie tėra pagrįsti nuomone, ir paaiškinti šį atskyrimą;
suformuluoti argumentą, pagrindžiantį atitinkamą mokslinę išvadą, remiantis duomenų rinkiniu;
kritikuoti standartinius su mokslu susijusių argumentų trūkumus, pvz., netinkamas prielaidas, priežastį ir koreliaciją, klaidingus paaiškinimus, apibendrinimus iš ribotų duomenų;
moksliniais argumentais pagrįsti sprendimus, kurie prisideda prie šiuolaikinių problemų sprendimo ar darnaus vystymosi.

Ši kompetencija reikalauja, kad mokiniai turėtų ir procedūrinių, ir episteminių žinių, tačiau jie taip pat gali daugiau ar mažiau remtis mokslo turinio žiniomis.

Galimybė mokykloje gilinti skaitmeninius įgūdžius toli gražu nėra universali ir visiems prieinama.

54 %
Tiek vidutiniškai EBPO šalių mokinių nurodė, kad mokykloje buvo mokomi, kaip atpažinti, ar informacija yra šališka, ar ne.

EBPO šalių mokiniai nurodė, kad per visą mokymosi mokykloje laiką buvo mokomi šių skaitmeninių įgūdžių:

Aukščiausius rezultatus demonstravusi šalis ir (ar) ekonomika EBPO vidurkis Žemiausius rezultatus demonstravusi šalis ir (ar) ekonomika Kaip nustatyti apgaulingus arba nepageidaujamus el. laiškus? Kaip tinkamai panaudoti trumpą aprašymą po paieškos rezultatų sąraše esančiomis nuorodomis? Kaip nustatyti, ar informacija yra subjektyvi arba šališka? Kaip naudotis reikšminiais žodžiais, ieškant paieškos sistemoje, pvz., „Google“, „Yahoo“ ar kt.? Kaip palyginti skirtingas interneto svetaines ir nuspręsti, kuri informacija yra svarbesnė jūsų mokykliniam darbui? Kaip nuspręsti, ar pasitikėti internete pateikiama informacija? Suprasti, kokias pasekmes gali turėti viešai internete, „Facebook“, „Instagram“ ir t. t. skelbiama informacija. 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Aplinkotyros kompetencijos

Kontekstai

Asmeninis
Vietos / šalies
Globalus

Tikimasi, kad mokiniai gebės:

Paaiškinti žmogaus sąveikos su Žemės sistemomis poveikį Priimti žiniomis pagrįstus sprendimus, kad būtų galima veikti, remiantis skirtingų įrodymų šaltinių vertinimu ir kūrybinio bei sisteminio mąstymo taikymu, siekiant atkurti ir palaikyti aplinką Demonstruoti pagarbą įvairioms nuomonėms ir viltį, ieškant socialinių ir ekologinių krizių sprendimų Aplinkotyros kompetencijos Gamtamokslinės kompetencijos

Jaunuoliui, augančiam šiame antropocentriškame pasaulyje, reikia įvairių kompetencijų, kad jis galėtų spręsti tvarumo klausimus besikeičiančio klimato epochoje. Pagrindinės kompetencijos, kuriomis grindžiama PISA 2025 tyrimo veikimo antropocene sąvoka ir kurių elementai bus vertinami, atliekant gamtamokslinį vertinimą, yra šie:

paaiškinti žmogaus sąveikos su Žemės sistemomis poveikį;
priimti žiniomis pagrįstus sprendimus, kad būtų galima veikti, remiantis skirtingų įrodymų šaltinių vertinimu ir kūrybinio bei sisteminio mąstymo taikymu, siekiant atkurti ir palaikyti aplinką;
demonstruoti pagarbą įvairioms nuomonėms ir viltį, ieškant socialinių ir ekologinių krizių sprendimų.

Kiekviena iš šių kompetencijų, kurias sudaro kognityviniai ir ne tik kognityviniai elementai, grindžiama įvairiais gebėjimais.

Remiantis PISA 2018 tyrimo rezultatais, EBPO šalyse:

79 %
mokinių atsakė, kad žino apie klimato kaitą ir visuotinį atšilimą
88 %
mokyklų direktorių atsakė, kad visuotinis atšilimas ir klimato kaita buvo įtraukti į mokyklos mokymo programą

„Man svarbu rūpintis pasaulio aplinka“

78 %
mokinių sutiko arba visiškai sutiko su teiginiu

Ar mokiniai gali ką nors padaryti, sprendžiant pasaulines problemas, pavyzdžiui, klimato kaitą?

57 %
manė, kad gali ką nors padaryti dėl pasaulinių problemų
44 %
galvojo, kad jų elgesys gali paveikti kitų šalių gyventojus

Aplinkotyros kompetencijos

Paaiškinti žmogaus sąveikos su Žemės sistemomis poveikį

Šią kompetenciją demonstruojantis mokinys geba:

paaiškinti su aplinka susijusias fizikines, gyvąsias ir Žemės sistemas bei jų tarpusavio sąveiką;
tirti ir taikyti žinias apie žmonių sąveiką su šiomis sistemomis, laikui bėgant;
taikyti šias žinias, siekiant paaiškinti neigiamą ir teigiamą žmogaus poveikį šioms sistemoms, laikui bėgant;
paaiškinti, kaip socialiniai, kultūriniai ar ekonominiai veiksniai lemia šį poveikį.

Šios kompetencijos elementai vertinami pagal pirmą mokslinę kompetenciją (Moksliškai paaiškinti įvairius gamtos reiškinius). Ši kompetencija reikalauja ir ugdymo turinio, ir procedūrinių žinių.

Aplinkotyros kompetencijos

Priimti žiniomis pagrįstus sprendimus, kad būtų galima veikti, remiantis skirtingų įrodymų šaltinių vertinimu ir kūrybinio bei sisteminio mąstymo taikymu, siekiant atkurti ir palaikyti aplinką.

Šią kompetenciją demonstruojantis mokinys geba:

ieškoti ir vertinti įrodymus, gautus iš įvairių žinių sistemų bei šaltinių;
įvertinti galimus socialinių, aplinkosaugos ir ekologinių problemų sprendimus ir jų ieškoti, pasitelkiant kūrybinį bei sisteminį mąstymą, atsižvelgiant į pasekmes dabarties kartai ir ateities kartoms;
individualiai ir kolektyviai dalyvauti pilietiniuose procesuose, kad būtų priimami žiniomis ir bendru sutarimu pagrįsti sprendimai;
išsikelti tikslus, bendradarbiauti su kitais jaunuoliais ir suaugusiaisiais iš kartos į kartą ir veikti, siekiant regeneracinių ir ilgalaikių socialinių bei ekologinių pokyčių įvairiu mastu (nuo vietinio iki pasaulinio).

Šios kompetencijos elementai vertinami pagal antrą mokslinę kompetenciją (Rengti ir vertinti gamtamokslinius tyrimus ir kritiškai interpretuoti mokslinius duomenis bei įrodymus) ir trečią mokslinę kompetenciją (Ieškoti mokslinės informacijos, ją vertinti ir ja naudotis, priimant sprendimus ir veikiant). Ši kompetencija reikalauja ugdymo turinio, procedūrinių ir episteminių žinių.

Aplinkotyros kompetencijos

Demonstruoti pagarbą įvairioms nuomonėms ir viltį, ieškant socialinių ir ekologinių krizių sprendimų

Šią kompetenciją demonstruojantis mokinys geba:

vertinti veiksmus, remdamasis rūpinimosi vieni kitais ir visomis rūšimis etika, kuri pagrįsta manymu, jog žmogus yra aplinkos dalis, o ne atskiras nuo jos elementas (ekocentriškumas);
pripažinti, kad visuomenė yra sukūrusi daugybę neteisybės formų ir stengtis visiems žmonėms suteikti galimybę prisidėti prie bendruomenės ir ekosistemos gerovės;
demonstruoti tvirtybę, viltį ir veiksmingumą, individualiai bei kolektyviai reaguojant į socialines ir ekologines krizes;
gerbti įvairius požiūrius į problemas ir ieškoti sprendimų, kaip atkurti jų paveiktas bendruomenes bei ekosistemas.

Šią kompetenciją sudaro elementai, kurie vertinami pagal mokslinės savivokos koncepciją, įskaitant episteminius įsitikinimus; rūpestį ir rūpinimąsi kitais žmonėmis, kitomis rūšimis ir planeta; taip pat veiksmingumo jausmą ir veiklumą, sprendžiant socialines ir ekologines krizes. Ši kompetencija reikalauja ugdymo turinio, procedūrinių ir episteminių žinių.

Aplinkotyros kompetencijos

Veikimas antropocene

PISA 2025 tyrimo metu matuojamos aplinkotyros kompetencijos yra susijusios su gamtos mokslais siejamais mokinių mokslinio ugdymo rezultatais, kurie apibrėžiami kaip veikimas antropocene.

Veikimas antropocene reikalauja suprasti, kad žmogaus daromas poveikis jau smarkiai pakeitė Žemės sistemas ir toliau jas keičia. Čia kalbama apie buvimo ir veikimo pasaulyje būdus, pagal kuriuos žmonės yra ekosistemų dalis (o ne atskirti nuo jų), pripažįstant ir gerbiant visas rūšis ir gyvybės tarpusavio priklausomybę.

Antropocene veikiantys jaunuoliai:

tiki, kad jų veiksmai bus įvertinti, patvirtinti ir veiksmingi, jiems stengiantis sušvelninti klimato kaitą, biologinės įvairovės nykimą, vandens trūkumą ir kitas sudėtingas problemas bei krizes;
pripažįsta, kad visuomenė yra sukūrusi daugybę neteisybės formų, ir stengiasi visiems žmonėms suteikti galimybę prisidėti prie bendruomenės ir ekosistemos gerovės;
demonstruoja viltį, atsparumą ir veiksmingumą socialinių ir ekologinių krizių akivaizdoje;
gerbia ir vertina įvairias perspektyvas ir skirtingas žinių sistemas;
kartu su kitais jaunuoliais ir suaugusiais įvairių kartų atstovais dalyvauja pilietiniuose procesuose, kurie prisideda prie didesnės bendruomenės gerovės ir tvarios ateities;
dirba individualiai ir kartu su kitais įvairiais lygmenimis (nuo vietinio iki pasaulinio), siekdami suprasti ir spręsti sudėtingus iššūkius, su kuriais susiduria visos mūsų bendruomenių būtybės.

Daugiau apie tai galima paskaityti EBPO darbiniame dokumente čia.

Remiantis PISA 2018 tyrimo rezultatais, EBPO šalių mokiniai teigė aktyviai palaikantys aplinkos tvarumą kasdieniame gyvenime:

71 %
mažina energijos suvartojimą namuose, išjungdami šildymą ar oro kondicionavimą
46 %
įvairiose interneto svetainėse skaito informaciją apie tarptautinius socialinius klausimus
45 %
renkasi tam tikrus gaminius dėl etinių ar aplinkosaugos priežasčių, net jeigu jie yra brangesni
39 %
dalyvauja aplinkosaugos veikloje
27 %
vengia produktų ar įmonių dėl politinių, etinių ar aplinkosaugos priežasčių
25 %
pasirašinėja aplinkosaugos ar socialines peticijas internetu

Gamtamokslinės žinios

Trys gamtamoksliniu išsilavinimu ugdomos kompetencijos reikalauja trijų formų žinių:

ugdymo turinio žinių;
procedūrinių žinių;
episteminių žinių.

Žmonėms reikia visų trijų formų mokslinių žinių, kad jie galėtų įgyti visas tris kompetencijas, kurioms skiriama daugiausia dėmesio PISA 2025 tyrimo gamtamokslinio raštingumo metmenyse.

Gamtamokslinės žinios

Ugdymo turinio žinios

Atliekant PISA 2025 gamtamokslinio raštingumo tyrimą, galima įvertinti tik tam tikrą gamtos mokslų srities turinio dalį. Vertinamos žinios bus pasirinktos iš pagrindinių fizikos, chemijos, biologijos, Žemės ir Visatos mokslų sričių taip, kad žinios:

būtų susijusios su realaus gyvenimo situacijomis;
turėtų svarbią gamtamokslinę esminės aiškinamosios teorijos sąvoką, kuri yra tvirtai pagrįsta ir ilgą laiką nekintanti;
atitiktų 15-mečių raidos lygį.

Srities žinių aprašymuose vietoj sąvokos mokslai vartojama sąvoka sistemos, siekiant išreikšti mintį, kad piliečiai turi suprasti fizinių ir gyvybės mokslų, Žemės ir Visatos mokslų sąvokas ir jų taikymą kontekstuose, kuriuose žinių elementai yra tarpusavyje susiję ir tarpdisciplininiai.

Naudodamiesi toliau pateiktomis rodyklėmis, išsamiai išnagrinėkite pagrindines srities žinias.

Fizikinės sistemos
- Medžiagos struktūra ir savybės (pvz., dalelių modeliai, ryšiai, būsenos pokyčiai, šiluminis ir elektrinis laidumas).
- Cheminiai medžiagų pokyčiai (pvz., cheminės reakcijos, energijos perdavimas, rūgštys ir bazės).
- Judėjimas ir jėgos (pvz., greitis, trintis) bei veikimas per atstumą (pvz., magnetinės, gravitacinės ir elektrostatinės jėgos bei sąveika).
- Energija ir jos perdavimas (pvz., išsaugojimas, išsklaidymas, cheminės reakcijos).
- Energijos ir medžiagos sąveika (pvz., šviesos ir radijo bangos, garso ir seisminės bangos, anglies dioksido absorbcija).
Gyvosios sistemos
- Organizmo sąvoka (įskaitant gyvūnus, augalus ir mikroorganizmus, pvz., virusus, bakterijas).
- Genai (pvz., raiška, paveldimumas, biotechnologijos) ir jų sąveika su aplinka.
- Ląstelės (įskaitant struktūrą ir funkciją, energiją, kvėpavimą (anglies oksidaciją), fotosintezę (anglies fiksavimą), augimą ir t. t.).
- Augalų ir gyvūnų sistemos (pvz., kraujotakos ir medžiagų pernašos, dauginimosi, kvėpavimo, šalinimo, virškinimo ir mitybos) ir jų tarpusavio ryšiai.
- Biologinė evoliucija (biologinė įvairovė, genetinė variacija, prisitaikymas ir natūralioji atranka).
- Ekosistemos (pvz., medžiagų ir energijos srautai, mitybos grandinės, buveinės, trikdžiai, pvz., tarša).
- Biosfera (pvz., pasaulinės ekosistemos tvarumas).
- Žmonių sąveika ir jų poveikis bei padariniai aplinkai, kitoms rūšims ir tvarumui.
Žemės ir visatos sistemos
- Žemės sistemų struktūros (pvz., atmosfera, hidrosfera, geosfera, pvz., litosferos plokščių tektonika, seismologija).
- Mineralinių išteklių ribotumas, jų naudojimas ir to poveikis aplinkai.
- Energija Žemės sistemose (pvz., šaltiniai, visuotinis atšilimas, litosferos plokščių tektonika, geologiniai ciklai, vandens ciklas).
- Vanduo, jo tiekimas ir išsaugojimas (pvz., gėlasis vanduo, vandeningieji sluoksniai).
- Žemės sistemų sąveika ir pokyčiai (pvz., klimato kaita, geocheminiai ciklai, konstruktyvios ir destruktyvios jėgos, vandenynų rūgštėjimas).
- Žemės istorija (pvz., fosilijos, kilmė ir evoliucija, erozija ir nusėdimas).
- Žemė kosmose (pvz., Mėnulio fazės, Saulės sistema, galaktikos).
- Visatos ir Saulės sistemos kilmė (pvz., žvaigždžių evoliucija, planetų susidarymas, Didžiojo sprogimo teorija).

Gamtamokslinės žinios

Procedūrinės žinios

Procedūrinėmis žiniomis galima laikyti žinias apie standartines procedūras ir praktikas, kurias mokslininkai naudoja patikimiems ir pagrįstiems duomenims gauti. Tokios žinios reikalingos tiek atliekant gamtamokslinius tyrimus, tiek kritiškai vertinant įrodymus, kurie gali būti naudojami duomenimis grįstiems teiginiams patvirtinti.

Procedūrinių žinių, kurios gali būti tikrinamos, pavyzdžiai:

kintamųjų sąvoka, įskaitant priklausomus, nepriklausomus ir kontrolinius kintamuosius;
matavimo sąvokos, pvz., kiekybiniai [matavimai], kokybiniai [stebėjimai], skalės naudojimas, kategoriniai ir tęstiniai kintamieji;
paklaidos vertinimo ir mažinimo būdai, pavyzdžiui, matavimų kartojimas ir vidurkinimas;
priemonės, kuriais užtikrinamas duomenų tikslumas (pakartotinių to paties dydžio matavimų panašumas) ir tikslumas (išmatuoto dydžio ir tikrosios matavimo vertės panašumas);
bendrieji duomenų abstrahavimo ir pateikimo būdai, pasitelkiant lenteles, grafikus ir diagramas, tinkamas jų naudojimas;
kintamųjų kontrolės strategija ir jos vaidmuo eksperimentiniame projektavime arba atsitiktinių imčių kontroliuojamų tyrimų naudojimas, siekiant išvengti klaidingų rezultatų ir nustatyti galimus priežastinius mechanizmus;
koks galėtų būti tinkamas tyrimo pobūdis, atsižvelgiant į tiriamą klausimą, pvz., eksperimentinis, lauko ar modelio paieškos; kontrolės vaidmuo, nustatant priežastingumą;
kokius tarpusavio patikrinimo procesus taiko mokslo bendruomenė, siekdama užtikrinti, kad teiginiai apie žinias būtų patikimi.

Gamtamokslinės žinios

Episteminės žinios

Episteminės žinios – tai žinios apie konstruktus ir apibrėžiančiuosius požymius, kurie yra esminiai mokslo žinių kūrimo procese, taip pat jų vaidmenį, pagrindžiant mokslo sukuriamas žinias. Episteminės žinios pagrindžia mokslininkų taikomas procedūras ir praktiką, suteikia žinių apie struktūrą ir ypatybes, kuriomis vadovaujamasi, atliekant gamtamokslinius tyrimus. Tai suteikia pagrindą tikėti mokslo teiginiais apie gamtos pasaulį. Į tai įeina suvokimas apie:

gamtamokslinių stebėjimų, faktų, hipotezių, modelių ir teorijų pobūdį;
mokslo paskirtį ir tikslus (patikimai paaiškinti gamtos pasaulį ir numatyti ateities įvykius), skirtingai nuo technologijų (sukurti optimalų žmogaus poreikių sprendimą);
mokslo vertybes, pvz., įsipareigojimas atlikti tarpusavio vertinimą, objektyvumas ir šališkumo pašalinimas.

Labiausiai tikėtina, kad episteminės žinios tikrinamos pragmatiniu būdu, kai mokinys turi interpretuoti ir atsakyti į klausimą, pasitelkdamas tam tikras epistemines žinias. Pavyzdžiui, mokinių gali būti prašoma nustatyti, ar išvados yra pagrįstos duomenimis, arba nurodyti, koks įrodymas geriausiai pagrindžia straipsnyje iškeltą hipotezę, ir paaiškinti, kodėl.

Epistemines žinias iš esmės sudaro keturi elementai:

modelių vaidmuo gamtos moksluose;
duomenų ir įrodymų vaidmuo gamtos moksluose;
mokslinio samprotavimo pobūdis;
bendradarbiavimas ir mokslinio tyrimo bendruomeniškumas.

Naudodamiesi toliau pateiktomis rodyklėmis galite išsamiai apžvelgti šiuos pagrindinius elementus.

Modeliai
- Kaip, naudojant fizikinius, konceptualius, sisteminius ir matematinius modelius, kuriamas supratimas apie materialųjį pasaulį.
- Skirtumas tarp modelio ir tikrovės, pvz., jog modelis yra kažko, kas gali būti per mažas, kad jį būtų galima pamatyti, arba per didelis, kad jį būtų galima įsivaizduoti, atvaizdas.
- Kaip modeliai leidžia prognozuoti ir aiškinti.
- Kaip modelių ribotumas (pvz., kintamųjų skaičius, paprasti ar sudėtingi modeliai, pateiktų duomenų kokybė) varžo jų naudojimą.
Duomenys ir įrodymai moksliniuose teiginiuose
- Kaip moksliniai teiginiai pagrindžiami duomenimis, metodais, samprotavimais ir vertinimu gamtos moksluose.
- Kaip gaunami moksliniai įrodymai, pvz., mokslininkų vykdomos praktikos pobūdis.
- Kaip matavimo paklaida daro įtaką pasitikėjimui mokslo žiniomis.
Mokslinio samprotavimo pobūdis
- Kai kurios skirtingos empirinio tyrimo formos, pvz., eksperimentas, darbas lauke ir jo vaidmuo, kontroliuojami eksperimentai, modelių paieška.
- Žinioms nustatyti naudojami samprotavimų tipai (dedukcija, abdukcija, indukcija, tikimybinis mąstymas) ir jų tikslas (patikrinti aiškinamąsias hipotezes arba nustatyti dėsningumus ir esybes) bei kiekvieno iš jų pavyzdžiai, pvz., Niutono dėsniai (dedukcija), Mendelio genetika (indukcija), evoliucijos teorija (abdukcija).
- Etinės dilemos, kylančios mokslinėje praktikoje, pvz., eksperimentai su gyvūnais, interesų konfliktai.
- Mokslinių žinių ir kitų žinių formų vaidmuo, nustatant ir sprendžiant visuomenines ir technologines problemas, jų ribojimai.
Bendradarbiavimas ir mokslinio tyrimo bendruomeniškumas
- Kaip finansuojami ir remiami konkretūs moksliniai tyrimai, pvz., vyriausybiniai, privatūs, ir sprendimų priėmimo mechanizmai.
- Konsensuso svarba išvadoms pagrįsti.
- Kaip tarpusavio vertinimas padeda užtikrinti pasitikėjimą moksliniais teiginiais ir priklauso nuo mokslo bendruomenės.
- Pagrindinės mokslinės praktikos, kurių imasi mokslininkai, siekdami gauti bendrų žinių, jų vaidmuo ir bendradarbiavimo pobūdis.
- Tikrumo ir pasitikėjimo mokslinėmis išvadomis išraiškos būdai, ribojimai, raida ir konsensuso vaidmuo.
- Kaip apie mokslo rezultatus pranešama bendruomenei ir visuomenei (pvz., išankstinės žinutės, recenzuojami žurnalai, visuomenės informavimas).

Mokslinė savivoka

Mokslinės savivokos konstrukto kaip itin svarbaus aspekto įtraukimas į PISA 2025 tyrimo gamtamokslinio raštingumo metmenis yra grindžiamas principu, kad nors gamtamokslinės žinios ir gebėjimai yra svarbūs bei vertingi jaunuolių ateičiai, mokslinės savivokos formos ir išraiškos taip pat yra labai svarbios, nes padeda veikti ir aktyviai pilietiškai gyventi sparčiai besikeičiančiame pasaulyje.

Vertinimo požiūriu PISA 2025 tyrimo metu įvertinami toliau išvardijami mokslinės savivokos elementai, kurie laikomi svarbiomis moksliškai išsilavinusio asmens savybėmis.

Gamtamokslinio kapitalo konstruktai:
1. episteminiai įsitikinimai – bendrosios gamtos mokslų ir gamtamokslinio tyrinėjimo vertybės;
2. gamtamokslinis kapitalas (su gamtos mokslai susijusios žinios, nuostatos, polinkiai, ištekliai, elgesys ir socialiniai ryšiai).

Nuostatų konstruktai:
3. savęs suvokimas moksle (savęs suvokimas, susijęs su mokslu, įskaitant dalyvavimą mokslinėje veikloje ateityje);
4. mokslo saviveiksmingumas;
5. mėgavimasis mokslu;
6. motyvacija, susijusi su gebėjimais naudotis moksline įranga.

Aplinkosauginiai konstruktai:
7. aplinkosauginis sąmoningumas;
8. aplinkosauginės problemos;
9. aplinkosauginė veikla.

Šie konstruktai sudaro tris pagrindines mokslinės savivokos dimensijas:

mokslinių perspektyvų ir tyrimo metodų vertinimas;
emociniai mokslinės savivokos elementai;
aplinkosauginis sąmoningumas, aktualumas ir veikimas.

Naudodamiesi toliau pateiktomis rodyklėmis, galite išsamiau peržiūrėti šias dimensijas.

Mokslinių perspektyvų ir tyrimo metodų vertinimas
Šią mokslinės savivokos dimensiją atskleidžia:
- įsipareigojimas įrodymais pagrįsti tikėjimą materialaus pasaulio paaiškinimais;
- įsipareigojimas taikyti tinkamus mokslinius tyrimo metodus;
- kritikos kaip priemonės bet kokios idėjos pagrįstumui nustatyti vertinimas;
- domėjimasis gamtamoksliniais reiškiniais ir su jais susijusiais modeliais bei paaiškinimais;
- pasitikėjimas mokslininkų ir konkrečios srities ekspertų bendru sutarimu bei jų teiginiais, palyginus su kitais informacijos šaltiniais;
- pripažinimas, kad neapibrėžtumas yra neatsiejamas bet kurio mokslinio tyrinėjimo bruožas ir jo pasekmė;
- pripažinimas, kad mokslinės žinios vystosi ir kinta;
- supratimas, kad gamtos mokslai gali svariai prisidėti prie socialinių ir aplinkosaugos problemų sprendimo.
Emociniai mokslinės savivokos elementai
Šią mokslinės savivokos dimenciją atskleidžia:
- mokinių gamtamokslinis kapitalas (su gamtos mokslais susijusios žinios, nuostatos, polinkiai, ištekliai, elgesys ir socialiniai ryšiai);
- noras domėtis su gamtos mokslais susijusiomis problemomis ir kritiškai jas svarstyti, pasitelkiant tiek gamtos mokslų žinias, tiek kitą žinojimą ar vertybes;
- tai, kaip glaudžiai asmuo tapatinasi su mokslu: savęs ir kitų pripažįstama kompetencija nagrinėti su gamtos mokslais susijusius reiškinius;
- kiek mokinys mano esantis pajėgus gamtos mokslų srityje;
- mokinių susidomėjimas siekti mokslinės karjeros ar studijuoti gamtos mokslus po mokyklos;
- mokinių popamokinių ir neformaliojo ugdymo, susijusių su gamtos mokslais, veiklų įvairovė;
- kaip mokiniams patinka mokytis gamtos mokslų mokykloje ir už jos ribų.
Aplinkosauginis sąmoningumas, aktualumas ir veikimas
PISA 2025 tyrimui ankstesni aplinkosauginio sąmoningumo ir aplinkosauginio optimizmo konstruktai buvo pakeisti ir išplėsti iki aplinkosauginio sąmoningumo, aplinkosauginio aktualumo ir aplinkosauginio veikimo.
Šį konstruktą atskleidžia:
- kritiškas įrodymais pagrįstas požiūris į asmeninius ir socialiai svarbius aplinkosaugos klausimus (įskaitant aplinkosauginį sąmoningumą, aktualumą ir veikimą);
- aplinkosaugos klausimų suvokimas ir mokslinio bei socialinio sudėtingumo, kuriuo grindžiami aplinkosaugos požiūriu tvarūs veiksmai, pripažinimas;
- susirūpinimas aplinka ir tvariu gyvenimu bei iš to kylančiais lygybės ir socialinio teisingumo klausimais;
- kritiškas mokslo ir kitų veiksnių vaidmens įvertinimas tvarumo praktikose;
- polinkis imtis aplinką tausojančių praktikų ir jas skatinti;
- asmeninio veiksnumo jausmas, pagrįstas moksliniu ir aplinkos supratimu.

Kontekstai

PISA 2025 tyrimas vertina gebėjimus ir žinias konkrečiuose kontekstuose, kuriuose keliami gamtos mokslų ir aplinkosauginiam ugdymui aktualūs klausimai bei pasirinkimai. Kontekstai neapsiriboja vien gamtos mokslų mokymusi mokykloje. Veikiau kontekstai pasirinkti, remiantis žiniomis ir supratimu, kuriuos, tikėtina, yra įgiję penkiolikmečiai mokiniai ir kurie yra svarbūs mokinių interesams bei gyvenimui. Šie kontekstai iš esmės atitinka ankstesniuose PISA tyrimų metmenyse nurodytas gamtamokslinio raštingumo taikymo sritis.

Tyrimo užduotyse daugiausia dėmesio skiriama situacijoms, susijusioms su:

pačiu savimi, šeima ir bendraamžių grupe (asmeninis kontekstas);
bendruomene (vietos ir nacionalinis kontekstai);
gyvenimu įvairiuose pasaulio kampeliuose (globalus kontekstas).

Technologijų ir aplinkosaugos temos gali būti naudojamos kaip bendras kontekstas. Istoriniai kontekstai gali būti naudojami vertinant, kaip mokiniai supranta procesus ir praktiką, susijusią su mokslinių žinių plėtra. Gamtos mokslų ir technologijų taikymas asmeninėje, tam tikros vietos, šalies ir globalioje aplinkoje, kuris pirmiausia naudojamas kaip užduočių kontekstas, apima:

sveikatą ir ligas;
gamtinius išteklius;
aplinkos kokybę (įskaitant poveikį aplinkai ir klimato kaitą);
pavojus;
mokslo ir technologijų ribas (įskaitant šiuolaikinę pažangą ir iššūkius);

Naudodamiesi toliau pateiktomis rodyklėmis, galite išsamiau peržiūrėti kontekstus ir susijusius jų taikymus.

Asmeninis
- Sveikatos priežiūra
- Nelaimingi atsitikimai
- Mityba
- Skiepijimas
- Asmeninis medžiagų, maisto produktų ir energijos suvartojimas
- Vietoje pagaminto maisto vartojimas
- Ne pieniškos ir vegetariškos mitybos būdo pasirinkimas
- Tvarūs perdirbimo ir išteklių naudojimo mažinimo būdai
- Gyvenimo būdo pasirinkimo rizikos vertinimas
- Moksliniai naujųjų technologijų, pvz., genų redagavimo, virtualiosios realybės, naudojimo aspektai.
Vietos ir šalies
- Ligų kontrolė
- Užsikrėtimas ligomis
- Maisto pasirinkimas
- Nutukimas
- Bendruomenės sveikata
- Žmonių populiacijų išlaikymas
- Gyvenimo kokybė
- Maisto saugumas, gamyba ir paskirstymas
- Energijos tiekimas
- Kasybos ir išteklių gavybos poveikis aplinkai
- Atsinaujinančiosios energijos gamyba
- Gyventojų pasiskirstymas
- Atliekų tvarkymas
- Poveikis aplinkai
- Atkuriamosios žemdirbystės naudojimas
- Staigūs pokyčiai (pvz., žemės drebėjimai, nepalankios oro sąlygos)
- Lėti ir pamažu vykstantys pokyčiai (pvz., pakrančių erozija, nuosėdų susidarymas)
- Rizikos vertinimas
- Veido atpažinimo technologijos
- Naujosios medžiagos
- Įrenginiai ir procesai
- Genetinės modifikacijos
- Sveikatos technologijos
- Transportas
- Dirbtinio intelekto naudojimas
Globalus
- Pandemijos
- Ap(si)rūpinimas maistu
- Sveikas gyvenimo būdas
- Atsinaujinantys ir neatsinaujinantys energijos šaltiniai
- Natūralios buveinės
- Gyventojų skaičiaus augimas
- Tvarus gyvosios gamtos ir žemės išteklių naudojimas
- Biologinė įvairovė ir jos vertė
- Aplinkos tvarumas
- Taršos ir oro kokybės valdymas
- Dirvožemio ir (ar) biomasės praradimas
- Masinis rūšių išnykimas
- Vandenynų rūgštėjimas
- Klimato kaitos keliamos grėsmės
- Šiuolaikinių ryšių technologijų poveikis
- Energija ir jos gamyba, pvz., hidraulinis ardymas (angl. fracking), branduolinė energija, dujos
- Kosmoso tyrinėjimas
- Visatos kilmė ir sandara

Pavyzdžiai

Toliau rasite keletą pavyzdinių PISA 2025 tyrimo gamtamokslinio raštingumo vertinimo užduočių. Kiekvienas toliau esantis mygtukas atveria langą, kuriame pateikiamas konkretus pavyzdys.