Лекция

Формирование естественнонаучной грамотности учащихся на уроке химии и на факультативном занятии.

Федотьева О.Н., учитель химии государственного учреждения образования «Средняя школа №17 г.Борисова »

Одним из актуальных направлений модернизации образования является развитие функциональной грамотности учащихся, которая предусматривает сформированность умений самостоятельно добывать, анализировать, структурировать и эффективно использовать информацию для максимальной самореализации и полезного участия в жизни общества.

Под функциональной грамотностью понимается способность человека вступать в отношения с внешней средой, максимально быстро адаптироваться и функционировать в ней. Следовательно, основной задачей современной массовой школы является создание оптимального комплекса условий, которые будут способствовать формированию и развитию функционально грамотной личности, свободно ориентирующейся в современном мире и действующей в соответствии с общественными ценностями, ожиданиями и интересами.

Одним из видов функциональной грамотности, в рамках внешней оценки учебных достижений учащихся, является естественнонаучная грамотность, под которой понимается способность использовать естественнонаучные знания и доказательства, оценивать их достоверность, выявлять проблемы, прогнозировать возможные изменения и делать обоснованные выводы, необходимые для понимания окружающего мира и тех изменений, которые вносит в него деятельность человека.

Естественнонаучная грамотность человека отображает общий уровень культуры общества, в котором он живет, охватывая его способности к использованию естественнонаучных знаний; умению выявлять проблемы и делать обоснованные выводы, необходимые для понимания окружающего мира и тех изменений, которые вносит в него деятельность человека. Понимание естественнонаучных явлений, умение их объяснять, описывать, оценивать, планировать исследовательскую деятельность, научно интерпретировать данные и доказательства являются основными компетентностями естественнонаучной грамотности. Они оценивается в международных исследованиях, в тестах ВОУД, ЕНТ, в заданиях PISA, TIMSS и т.д.

Структуру естественнонаучной грамотности можно отразить в виде представленной ниже авторской модели, включающей основные составляющие естественнонаучной грамотности (контекст, компетентности, знания, отношения к научным проблемам и фактам), которые ориентированы как на формирование универсальных учебных действий, так и на достижение планируемых результатов обучения естественным наукам и химии в том числе.

Естественнонаучная грамотность включает в себя следующие компоненты:

«общепредметные» (общеучебные) умения, навыки, формируемые в рамках естественнонаучных предметов.

Естественнонаучные понятия и ситуации, в которых используются естественнонаучные знания.

Для определения уровня сформированности естественнонаучной грамотности учитываются следующие умения учащихся:

• использовать естественнонаучные знания в жизненных ситуациях;
• выявлять вопросы, на которые может ответить естествознание;
• выявлять особенности естественнонаучного исследования;
• делать выводы на основе полученных данных;
• формулировать ответ в понятной для всех форме.
• уметь описывать, объяснять и прогнозировать естественнонаучные явления;
• уметь интерпретировать научную аргументацию и выводы, с которыми они могут встретиться в средствах массовой информации;
• понимать методы научных исследований;
• выявлять вопросы и проблемы, которые могут быть решены с помощью научных методов.

Перечисленные выше умения уточняют понятие «естественнонаучной грамотности».

Уровни естественнонаучной грамотности.

• Воспроизведение простых знаний (терминов, фактов, правил), умение приводить примеры явлений и формулировать выводы при помощи основных естественнонаучных понятий.
• Использование естественнонаучных знаний для объяснения отдельных явлений; выявление вопросов, на которые могла бы ответить наука, определение элементов научного исследования.
• Объяснение явлений на основе их моделей, анализ результатов проведенных исследований, сравнение данных, научная аргументация своей позиции, оценка различных точек зрения.
  

Достаточный уровень овладения ЕНГ означает приобретение учеником способности действовать, применяя освоенные предметные и метапредметные способы деятельности и умения (познавательные, информационные, коммуникативные, исследовательские и т.д.) для решения встречающихся в жизни проблем, связанных с естественными науками. Одним из средств формирования этих умений и способов деятельности является использование общих подходов к разработке учебных заданий в курсах химии, физики и биологии. Задания на материале каждого учебного предмета должны включать решение мировоззренческих, экологических и практико-ориентированных проблем в контексте реальных жизненных ситуаций.

Рассмотрим некоторые педагогические приемы, способствующие развитию естественнонаучной грамотности у учащихся.

Прием «Корзина идей»

Описание. Это прием организации индивидуальной и групповой работы учащихся на начальной стадии урока, когда идет актуализация имеющегося у них опыта и знаний. Он позволяет выяснить все, что знают или думают ученики по обсуждаемой теме урока. На доске можно нарисовать значок корзины, в которой условно будет собрано все то, что все ученики вместе знают об изучаемой теме. Прием позволяет выявить у учащихся наличие первоначального опыта по изучаемой теме или проблеме.

Прием «ПОПС — формула»

Описание. ПОПС формула — интерактивный методический прием, позволяющий школьникам легко справиться с анализом проблемы. Данная формула является эффективным инструментом контроля качества усвоения учебного материала учащимися по многим дисциплинам.

Данный прием может стать отличным инструментом построения дискуссии. Он позволяет построить свое выступление кратко, лаконично, аргументировано, со всеми соответствующими выводами, что, безусловно, вызывает интерес у одноклассников и побуждает их к деловому спору. Особенно эффективен прием при анализе социально-контекстных ситуаций, способствующих как формированию естественнонаучной грамотности, так и духовно-нравственных качеств личности обучающихся.

Структура формулы ПОПС

Формула содержит в себе 4 важных компонента, которые представляют собой расшифровку первых букв данной аббревиатуры и являются необходимыми элементами для построения текста.

П — позиция. Необходимо по заданной проблеме высказать свое собственное мнение. Для этого можно использовать следующие формулировки: «Я считаю, что…», «На мой взгляд, эта проблема заслуживает / не заслуживает внимания», «Я согласен с…».

О — обоснование, объяснение своей позиции. Здесь необходимо привести все возможные аргументы, подтверждающие ваше мнение. Ответ должно быть обоснованным, а не пустословным. В нем должны быть затронуты моменты из изученного курса либо темы, раскрыты определения и понятия. В данном блоке основной вопрос – почему вы так думаете? А это значит, что начинать раскрытие его следует со слов «Потому что…» или «Так как…».

П — примеры. Для наглядности и подтверждения понимания своих слов необходимо привести факты, причем их должно быть не менее трех. Данный пункт раскрывает умения учащихся доказать правоту своей позиции на практике. В качестве примеров можно использовать как собственный опыт, даже может надуманный, так и знания с курса истории или обществознания.
Главное, чтобы они были убедительными. Речевые обороты, используемые на этом шаге, — «Например…», «Я могу доказать это на примере…».

С — следствие (суждение или умозаключение). Этот блок является итоговым, он содержит ваши окончательные выводы, подтверждающие высказанную позицию. Начало предложений в нем может быть таким: «Таким образом…», «Подводя итог…», «Поэтому…», «Исходя из сказанного, я делаю вывод о том, что…».

Прием «Синквейн»

Описание. В переводе с французского слово «синквейн» означает пятистрочие, которое пишется по определенным правилам.

Смысл этого методического приема заключается в том, что он требует от ученика в кратких выражениях резюмировать учебный материал, информацию, что позволяет осуществлять рефлексию на основе полученных знаний.

Правила написания синквейна:

• Понятие (1 слово)
• Прилагательные (2 слова)
• Глаголы (3 слова)
• Предложение (4-5 слов)
• Существительное (1 слово)

Р.S. Прилагательные и глаголы должны раскрывать понятие, а предложение носить смысловой характер.
При составлении синквейна, у учащихся развивается критическое и образное мышление. Данная форма работы направлена на развитие творческих способностей учащихся.

Прием «Алгоритм Цицерона»

Описание. Древнеримский оратор Цицерон считал, что правильно построенная речь содержит ответы на семь вопросов: Кто? Что? Где? Чем? Зачем? Как? Когда? Их теперь и называют — «алгоритмом Цицерона». Алгоритм — это структурированный способ нахождения решения проблемы с высокой надежностью успеха. Работу над новыми терминами, понятиями или событиями можно строить на этом принципе. Из предложенных понятий нужно сформулировать ответы на все вопросы алгоритма, при этом постараться, чтобы получился относительно связный текст. Алгоритм Цицерона является одним из самых древних способов запоминания, хорошо себя зарекомендовавший себя при работе с большими объемами информации. Он учит анализу обстановки, развивает мышление, позволяет глубоко оценить научный факт, любую ситуацию и задание.

Прием «Пометки на полях»

Описание. Данный прием является средством, позволяющим ученику отслеживать свое понимание прочитанного текста. Технически он достаточно прост. Учеников надо познакомить с рядом маркировочных знаков и предложить им по мере чтения ставить их карандашом на полях специально подобранного и распечатанного текста. Помечать следует отдельные абзацы или предложения в тексте.

Пометки должны быть следующие:

• знаком «галочка» (v) отмечается в тексте информация, которая уже известна ученику. Он ранее с ней познакомился. При этом источник информации и степень достоверности ее не имеет значения;
• знаком «плюс» (+) отмечается новое знание, новая информация. Ученик ставит этот знак только в том случае, если он впервые встречается с прочитанным текстом;
• знаком «минус» (–) отмечается то, что идет вразрез с имеющимися у ученика представлениями, о чем он думал иначе;
• знаком «вопрос» (?) отмечается то, что осталось непонятным ученику и требует дополнительных сведений, вызывает желание узнать подробнее.

Данный прием требует от ученика не привычного пассивного чтения, а активного и внимательного. Он обязывает не просто читать, а вчитываться в текст, отслеживать собственное понимание в процессе чтения текста или восприятия любой иной информации.

Как известно на практике ученики просто пропускают то, что не поняли. И в данном случае маркировочный знак «вопрос» обязывает их быть внимательным и отмечать непонятное. Использование маркировочных знаков позволяет соотносить новую информацию с имеющимися представлениями. Для учащихся наиболее приемлемым вариантом завершения данной работы с текстом является устное обсуждение.

Прием «Опорный конспект»

Описание. Опорный конспект — это развернутый план предстоящего ответа на теоретический вопрос. Данный прием позволяет систематизировать изучаемый материал.

Основные требования к содержанию и форме записи опорного конспекта:

• полнота изложения материала;
• последовательность и логичность в отражении темы;
• лаконичность записи: опорный конспект по объему должен составлять не более листа и воспроизводиться в устной форме за 5-7 минут;
• структурирование записей, т.е. изложение материала по пунктам в форме простого или сложного плана. При этом каждый блок должен выражать законченную мысль;
• расстановка акцентов, т.е. выделение ключевых слов, понятий с помощью рамок, шрифтов, различных цветов и графических приемов (столбик, диагональ и т.д.);
• наглядность;
• связь с материалами учебника, справочника и других видов учебной литературы.

Примерный порядок составления опорного конспекта:

• Первичное ознакомление с материалом изучаемой темы по тексту учебника, рисункам, схемам, графикам, дополнительной литературе.
• Выделение главного в изучаемом материале, составление обычных кратких записей.
• Подбор к данному тексту опорных сигналов в виде отдельных слов, определённых знаков, графиков, схем, рисунков.
• Продумывание схематического способа кодирования знаний использование различного шрифта и т.д.
• Составление опорного конспекта с учетом требований к форме и содержанию записей.

Прием «Карта сообщения»

Описание. Данный прием направлен на развитие умений структурировать изучаемую информацию, он формирует:

• умение выделять главную мысль;
• умение применять знания в нестандартной ситуации;
• умение устанавливать связи между объектами;
• умение представлять информацию в «свернутом виде».

Правила составления карты сообщения

1. Придумайте и запишите метафоричное название своего сообщения.
2. Запишите первую фразу сообщения
3. Основное содержание сообщения, изобразите в виде рисунков, иллюстраций, схем, плана или опорных сигналов (по выбору).
4. Запишите заключительную фразу своего сообщения
   

Данный прием эффективен при организации индивидуальной или парной работы учащихся с дополнительной информацией, что предупреждает возможность ее простого копирования из информационных источников. При составлении карт сообщения происходит переосмысления проблемы, генерирование собственных идей, реализуется творческий подход к оформлению и презентации работы.

Приём «Индуктор»

Описание. Приём интерактивного обучения, позволяет активизировать работу на уроке, развивает творческое и критическое мышление. Данный прием основан на ассоциациях. На конкретное слово, понятие, учитель предлагает озвучить или записать слова, словосочетания, фразы — смысловые ассоциации, возникающие при произнесении этого слова.

Приём «ИДЕАЛ»

Описание. Этот прием направлен на развитие критического мышления.

Стратегия приема позволяет формировать:

• умение определять проблему;
• умение находить и формулировать пути решения проблемы;
• умение выбирать сильное решение.

Содержание приема

Интересно в чем проблема? Необходимо сформулировать проблему. Лучше, если формулировка будет начинаться со слова «Как».

Давайте найдем как можно больше решений данной проблемы. Предлагаются все возможные способы и пути решения стоящей проблемы.

Есть ли хорошие решения? Выбираются из множества предложенных решений хорошие, эффективные.

А теперь выберем единственное решение. Выбирается самое сильное решение проблемы.

Любопытно, а как это будет выглядеть на практике? Планируется работа по претворению выбранного решения в жизнь.

В процессе продуктивного обмена мнениями у обучающихся вырабатываются следующие качества личности, как умение слушать других, формирование и отстаивание своей точки зрения, генерирование собственных идей и попытки их воплощения в жизнь.

Возможные типы заданий, направленных на формирование базовых умений, лежащих в основе ЕНГ учащихся. Эти умения, играющие решающую роль не только в познании, но и в личностном развитии школьников, могут рассматриваться как показатели достижения каждого планируемого результата.

8 класс тема «Растворы»

Задача 1. В середине марта, т.е. за месяц до посева, начинают готовить семена огурцов. Их подвешивают для прогревания над батареей. Затем на 10 мин. помещают в раствор поваренной соли NaCl с массовой долей 0,05 или 5%. Для посева отбирают лишь потонувшие семена, всплывшие выбрасывают. Кстати, обработка раствором соли не только помогает отобрать полноценные семена, но и удаляет с их поверхности возбудителей заболеваний.

Задание: Приготовьте 80 г такого раствора.

Задача 2. В реанимацию попадают больные, потерявшие много крови. В этих случаях используют 0,85%-й раствор поваренной соли (ϸ= 1 г/мл), который называется физиологическим раствором.

Задание: Представьте, что вы медсестра реанимационного отделения и должны срочно приготовить 800 мл такого раствора. Как вы на месте медсестры приготовили бы такой раствор? (Ответ: Растворить 6,8 г соли в 793 мл воды.)

Задача 3. Фармацевту необходимо приготовить 5%-ный раствор иода, который используют для обработки ран. Какой объем раствора он может приготовить из 10 г кристаллического иода, если плотность раствора должна быть 0,950г/мл?

Вопросы:

1. Какую формулу имеет кристаллический иод?
2. Что значит «приготовить раствор»?
3. Сделайте по условию задачи необходимые расчеты для приготовления раствора.

11 класс тема «Углеводы».

Задача 1.У дельфина слёзы сладкие, потому что в слезе дельфина содержатся сахара – галактоза и фруктоза. Углеводно-белковые, напоминающие белок куриного яйца, слёзы служат смазкой. Дельфины плачут, чтобы лучше видеть и быстрее плавать.

Вопросы:

1. Установите молекулярную формулу фруктозы, которая придаёт дельфиньим слезам сладкий вкус, если массовые доли элементов в ней составляют: 40,0%(С), 6,6%(Н), 53,4%(О).
2. Сравните (в табличной форме) физические свойства глюкозы и фруктозы.

Задача 2. На гидролизном заводе за сутки из древесных опилок получено 50 т. 96% этилового спирта. Вычислите объем выделившегося углекислого газа в атмосферу. К чему может привести повышенное содержание углекислого газа в атмосфере?

11 класс тема «Аминокислоты».

Задача 1. Одной из причин долголетия японцев является широкое употребление в пищу морепродуктов. Содержащиеся в них жиры являются ненасыщенными. В их состав входит большое число незаменимых жирных кислот и жирорастворимых витаминов. Как незаменимые жирные кислоты, так и жирорастворимые витамины являются важнейшими составляющими рациона питания, необходимыми для поддержания здоровья человека и продления его жизни.

Задание.

1. Установите относительную молекулярную массу незаменимой аминокислоты – триптофана С11 Н12 О2 N2. (Ответ. 204.)
2. Приготовьте сообщение о незаменимых аминокислотах.

Инструментарием развития функциональной грамотности школьников, а также проверки ее сформированности являются задания творческого характера и интегративные задания.

Интегративное задание – разновидность учебных задач, которые могут применяться на различных уроках. Их особенность заключается в синтезе знаний и умений из разных наук, разных учебных дисциплин, тем, проблем, в объединении их вокруг и ради решения одного вопроса, одной проблемы, ради познания одного объекта или предмета. Как правило, интегративные задания разрабатываются как межпредметные, межцикловые или связывающие теорию и личный опыт учащихся.

Как показывает опыт педагогической деятельности, ученик может знать существо вопроса, но поделиться своими знаниями с окружающими не в состоянии, т.е. его коммуникативная компетентность не сформирована. С одной стороны, хорошо известно, что глубокое понимание предмета формируется тогда, когда ты можешь об очень сложном рассказать доступным собеседнику языком. С другой – условия задачи заданы неопределенно: при решении учащемуся приходится опираться на свой жизненный опыт, привлекать знания, полученные на других предметах естественнонаучного цикла, высказывать предположения и принимать или отвергать их.

Анализ исследуемой проблемы в теории и школьной практике позволили выявить технологии и методы, способствующие формированию и развитию естественнонаучной грамотности. Среди них можно выделить: технологию развития критического мышления, интерактивные технологии, технологию проектного обучения. И конечно «Исследовательский метод» – это способ организации творческой деятельности учащихся по решению новых для них задач. При их выполнении учащиеся должны самостоятельно овладевать элементами научного познания (осознавать проблему, выдвигать гипотезу, строить план ее проверки, делать выводы и т. п.). Главная особенность этого метода – научить школьников видеть проблемы, уметь самостоятельно ставить задачи.

Учителям следует ставить перед учащимися на уроках химии, физики и биологии проблемные вопросы, предусматривать на уроке время на обдумывание и обсуждение вопроса учащимися между собой, например, в парах или мини-группах, предлагать давать развернутые ответы для обоснования своей точки зрения, объяснения явлений или результатов исследования. Содержание естественных наук предоставляет возможности ученикам научиться формулировать свою гипотезу исследования, найти, а порой и экспериментально реализовать способ проверки гипотезы, в том числе и ошибочной.

Такие задания имеют творческий, в каком-то смысле изобретательский характер. Они не могут быть одинаково успешно выполнены всеми. Но они служат достижению цели развития как общеучебных умений, так и личностных качеств.