Рамковий документ із природничо-наукової освіти PISA-2025

Внеском природничих наук у культуру є надання наукою пояснювальних теорій, що змінили наше розуміння світу природи. Тому компетентність пояснювати явища, що відбуваються в матеріальному світі, залежить від знання таких фундаментальних наукових ідей. 

Учні та учениці повинні розпізнавати, пропонувати, застосовувати й оцінювати пояснення та рішення для цілої низки природних і технологічних явищ і проблем, демонструючи здатність:

• пригадувати та застосовувати відповідні наукові знання;
• використовувати різні форми представлення та трансформувати одну форму в іншу;
• робити й обґрунтовувати прийнятні наукові прогнози та рішення;
• ідентифікувати, створювати й оцінювати моделі;
• розпізнавати та розробляти гіпотези для пояснення явищ у матеріальному світі;
• пояснювати потенційне значення наукових знань для суспільства.

Однак пояснення наукових, технологічних та екологічних явищ потребує більшого, ніж лише здатності пригадувати та використовувати теорії, пояснення, інформацію та факти (знання змісту). Надання наукового пояснення також передбачає розуміння того, як такі знання були отримані і який рівень упевненості ми маємо щодо будь-якого наукового твердження. Сформованість цієї компетентності передбачає знання стандартних процедур і практик, які використовують у науковому дослідженні для отримання таких знань (процедурні знання), і розуміння ролі та функції цих процедур і практик в обґрунтуванні наукових тверджень (епістемні знання).   

Упродовж останнього десятиліття відбулося швидке збільшення обсягів  інформації (інформаційний вибух), а також можливостей людей отримувати доступ до цієї інформації. 

На жаль, разом із потоком правдивої та надійної інформації збільшується й потік неперевіреної інформації і, ще гірше, дезінформації. Коли справа доходить до наукової інформації, як достовірної, так і неправдивої, усім громадянам потрібна компетентність оцінювати достовірність і цінність тієї інформації, яка зазвичай накопичується щодо будь-якої природничо-наукової проблеми.

Зростає занепокоєння щодо того, з якою легкістю люди нині сприймають переконання, про які дехто говорить як про «наукові», але щодо яких, насправді, немає жодних вагомих матеріальних доказів, натомість є цілком переконливі докази на користь протилежного. Науково освічена людина повинна розуміти важливість розвитку скептичної позиції, яка спонукає з’ясовувати, чи немає у сторін, які досліджують певне питання, конфлікту інтересів, чи існує щодо певного питання консенсус у наукових колах і чи має певне джерело належну експертну оцінку.

Ключовим у цій компетентності є розуміння того, що наука – це суспільна ініціатива і що наука не безпомильна. Хоча деякі науковці або команди науковців і можуть помилятися, консенсус у межах спільноти вартий більшої довіри, оскільки він є результатом широкого взаєморецензування, репрезентуючи знання, що були вивірені багато разів.

Учні та учениці мають досліджувати й оцінювати інформацію наукового характеру, твердження та аргументи, подані в різних формах і в різноманітних контекстах, а також робити прийнятні висновки, демонструючи здатність:

• шукати, оцінювати та обговорювати відносні переваги різних джерел інформації (природничо-наукової, соціальної, економічної та етичної), які можуть мати значення або користь для прийняття рішень щодо наукових питань, а також визначати те, чи підтримують ці джерела ті чи ті аргументи або рішення;
• відрізняти висновки, що ґрунтуються на вагомих наукових доказах, експертній думці, від тих, які є неекспертними або є чиїмись суб’єктивними судженнями, а також пояснювати причини такого розрізнення;
• вибудовувати аргументацію на підтвердження прийнятного наукового висновку, отриманого з певного набору даних;
• критикувати стандартні недоліки в науковій аргументації, наприклад, слабкі припущення, невміння відрізняти причиново-наслідкові зв’язки від кореляцій, помилкові пояснення, узагальнення на основі обмежених даних;
• обґрунтовувати рішення, спираючись на наукові аргументи, власні або суспільні, які сприяють розв’язанню сучасних проблем або сталому (збалансованому) розвитку.

Сформованість цієї компетентності потребує від учнівства володіння як процедурними, так і епістемними знаннями, але може також залежати тією чи тією мірою від знання змісту природничо-наукових дисциплін.

Учні та учениці, які демонструють цю компетентність, можуть:

• шукати й оцінювати докази з різних систем знань і різних джерел;
• оцінювати й розробляти різноманітні рішення для соціальних, енвайронментологічних та екологічних проблем, використовуючи креативне й системне мислення, з урахуванням наслідків цих рішень як для нинішнього, так і майбутніх поколінь;
• брати участь, індивідуально й колективно, у суспільних процесах для прийняття обґрунтованих, консенсусних рішень;
• визначати цілі, взаємодіяти з молоддю та дорослими різних поколінь і діяти заради тривалих позитивних соціально-екологічних змін у різних масштабах (від локального до глобального).

Складники цієї компетентності оцінюють крізь призму природничо-наукової компетентності 2 («розробляти й оцінювати наукове дослідження та критично інтерпретувати наукові дані й докази») і природничо-наукової компетентності 3 («досліджувати, оцінювати та використовувати природничо-наукову інформацію для прийняття рішень і подальших дій»). Ця компетентність передбачає знання змісту, процедурні й епістемні знання.

Енвайронментологічні компетентності, які будуть вимірювати в PISA-2025, стосуються результатів природничо-наукової освіти учнівства, пов’язаних із довкіллям, і визначені як «агентність в антропоцені».

Агентність в антропоцені передбачає розуміння того, що вплив людини вже істотно змінив системи Землі і що такий вплив триває. Це стосується способів буття та діяльності у світі, які позиціонують людей як частину екосистем (а не як щось окреме від них), яка визнає й цінує всі види та взаємозалежність всього живого.

Молоді люди з агентністю в антропоцені:

• вірять у те, що їхні дії будуть оцінені, схвалені та ефективні, тому що вони працюють над пом’якшенням кліматичних змін, дефіциту води, збереженням біорізноманіття та іншими складними проблемами та кризами;
• розуміють різноманітність шляхів виникнення в суспільствах несправедливості й працюють над розширенням можливостей усіх людей робити внесок у добробут суспільства та екосистем;
• демонструють надію, стійкість та ефективність, стикаючись із соціальними й екологічними кризами;
• поважають та оцінюють різні погляди та різні системи знань;
• долучаються разом з іншими молодими людьми та дорослими різних поколінь до суспільних процесів, які ведуть до покращення добробуту суспільства й сталого (збалансованого) майбутнього;
• працюють індивідуально й колективно в різних масштабах, від локального до глобального, з метою зрозуміти та розв’язати складні проблеми, з якими стикаються спільноти.

Детальніше про це можна прочитати в робочому документі ОЕСР тут.

У PISA-2025 можна оцінити лише обмежену частину змісту природничо-наукових дисциплін. Для оцінювання будуть відібрані основні знаннєві компоненти з таких наук, як фізика, хімія, біологія, науки про Землю та космос, таким чином, щоб ці знання:

• мали стосунок до реальних життєвих ситуацій;
• представляли важливі наукові ідеї й теорії, які мають значення для пояснення світу, добре розроблені та є практично орієнтованими;
• відповідали рівню розвитку 15-річних.

У рамковому документі з природничо-наукової освіти PISA-2025 використано термін «системи» замість «наукові галузі» в дескрипторах знань змісту, щоб передати ідею про те, що громадяни повинні розуміти концепти фізичних наук і наук про життя, науки про Землю та космос та їх застосування в контекстах, де елементи знань є взаємозалежними та міждисциплінарними.

Скористайтеся стрілками нижче, щоб дізнатися більше про ключове щодо знання змісту.

Дехто може подумати, що процедурні знання є знанням стандартних процедур і практик, які науковці використовують для отримання надійних і валідних даних. Насправді, ці знання необхідні як для проведення наукового дослідження, так і для критичного перегляду доказів, які можуть бути використані для підкріплення висновків, що були зроблені на основі даних.

Приклади процедурних знань, які можна перевірити, включають:

• Поняття змінних, зокрема залежної, незалежної та контрольованої змінних
• Поняття вимірювання, наприклад, кількісного [вимірювання], якісного [спостереження], використання масштабу, якісні (категорійні) та кількісні (неперервні) змінні
• Способи оцінювання та мінімізації невизначеності, такі як повторення й усереднення вимірювань
• Механізми забезпечення надійності (узгодженість між повторюваними вимірюваннями тієї самої величини) і точності даних (узгодженість між виміряною величиною та дійсним значенням)
• Загальні способи узагальнення та представлення даних за допомогою таблиць, графіків і діаграм та використання їх належним чином
• Стратегія контролю змінних і її роль у плануванні експерименту або використання рандомізованих контрольованих досліджень для уникнення неоднозначних висновків і визначення можливих причиново-наслідкових механізмів
• Визначення, з огляду на конкретне наукове питання, того, що може бути відповідним планом для його дослідження, наприклад, експеримент, польове дослідження або пошук закономірностей; роль засобів контролю для встановлення причиново-наслідкових зв’язків
• Як наукове співтовариство використовує процеси взаємоперевірки, щоб гарантувати достовірність отриманих висновків