Rozvíjení matematické gramotnosti v chemických úlohách pro střední školy

Abstract

Dizertační práce se zabývá souvislostí mezi stavem matematické gramotnosti u žáků (absolventů gymnázií) a jejich úspěšností při řešení chemických úloh. Zkoumá se, které faktory mají vliv na úspěšné vyřešení zadaných úloh z chemie. Matematická gramotnost je obecně zaváděna jako schopnost aplikovat poznatky z matematiky na reálných příkladech z praxe. V chemii to neznamená pouze schopnost řešit chemické výpočty, ale také třeba popisovat geometrii molekul, číst a správně interpretovat data z grafů, tabulek či schémat apod. Matematická gramotnost je velmi důležité téma, kterým se na mezinárodní úrovni zabývá několik výzkumných šetření (především PISA, TIMSS). Národní strategické dokumenty v oblasti vzdělávání (např. Strategie 2030+) kladou vysoký důraz na propojování učiva s poznatky z reálného života. Aplikace matematických poznatků v chemii tomu odpovídá. Součástí dizertační práce je sestavení didaktického testu, který obsahuje komplexní (průřezové) úlohy z chemie obecné, anorganické, organické a biochemie. Tyto úlohy v sobě kombinují učivo středoškolské matematiky a chemie. Jejich cílem je zjistit, jak jsou žáci schopni zadané úlohy řešit, případně identifikovat příčinu jejich neúspěchů. Didaktický test byl sestaven na základě učiva vymezeného v Rámcovém vzdělávacím programu pro gymnázia a jeho...

This thesis focuses on the correlation between the state of pupils' math literacies (grammar school graduates) and their success in solving chemical tasks. It identifies factors influencing the success of solving specific chemistry tasks. Generally, mathematical literacies are established as the ability to apply mathematical concepts to real practical tasks. Typically, chemistry involves chemical calculations, description of molecule geometry, and reading and interpreting data from graphs, tables or diagrams. Mathematical literacy is a key topic addressed by several international research studies (primarily PISA and TIMSS). The national strategic documents in the field of education (e.g. Strategy 2030+) place a strong emphasis on connecting the subject matter with real-life experiences including the application of mathematical concepts in chemistry. This thesis includes the creation of a didactic test comprising complex tasks from general chemistry, inorganic chemistry, organic chemistry, and biochemistry. To solve these tasks, students need to prove obtaining the knowledge and literacies of maths as well as chemistry on a high school level. The presented test aims to assess students' ability to solve these tasks and potentially identify the reasons for their failures. The didactic test was...