Формированиеестественнонаучной грамотности
науроках химии и биологии
какрезультат применения контекстных заданий
Кондрова Виктория Валерьевна,
Учитель химии и биологии первойквалификационной категории
МАОУ гимназия №4
«Если мы будем учить сегодня так, как мы учили вчера, мы украдем у наших детейзавтра.»
ДжонДью
Запоследнее время стандарты претерпели изменения с точки зрения системыоценивания знаний и умений обучающихся. В связи с этим, педагогам ежедневнонеобходимо менять тактики, приемы и техники, для наибольшей объективностиоценивания результативности учебного процесса. Под системой оцениванияпонимается не только та шкала, которая используется при выставлении отметок, нои в целом механизм осуществления контрольно — диагностической связи междуучителем и учеником. Задача системы образования не в передаче систематическихзнаний, а в том, чтобы научить учиться. Цель современной школы — созданиевсесторонне развитой личности, конкурентоспособной на рынке труда. На первыйплан с систематическими знаниями выходят метапредметные, универсальные умения. Основной задачей и критерием оценкивыступает уже не освоение обязательного минимума содержания образования, аовладение системой учебных действий с изучаемым учебным материалом.
Всоответствии с определением PISA: «Естественно-научная грамотность – этоспособность человека занимать активную гражданскую позицию по общественнозначимым вопросам, связанным с естественными науками, и его готовностьинтересоваться естественно-научными идеями. Естественно-научно грамотныйчеловек стремится участвовать в аргументированном обсуждении проблем,относящихся к естественным наукам и технологиям, что требует от него следующихкомпетентностей:
1.научно объяснять явления;
2.применять естественно-научные методы исследования;
3.интерпретировать данные и использовать научные доказательства для получениявыводов»
Изэтого определения вытекают требования к заданиям по ЕНГ. Они должны бытьнаправлены на формирование или проверку перечисленных выше компетентностей ипри этом содержательно основываться на реальных жизненных ситуациях. Типичноекомплексное задание по ЕНГ включает в себя описание реальной ситуации,представленное, как правило, в проблемном ключе, и ряд вопросов-заданий,относящихся к этой ситуации. При этом каждое из отдельных вопросов-заданийклассифицируется по следующим параметрам:
•компетентность, на оценивание которой направлено задание;
•тип естественно-научного знания, затрагиваемый в задании;
•контекст;
•познавательный уровень (или степень трудности) задания.
Нижесмысл каждого из этих параметров раскрывается подробнее.
Каждаяиз трех основных компетенций, составляющих ЕНГ, включает в себя наборконкретных умений, на формирование или проверку которых может бытьнепосредственно направлено отдельное задание. В таблице 1 приводятся этиумения, раскрывающие содержание каждой из основных компетенций, и примерноеописание учебного задания, с помощью которого можно формировать или оцениватьсоответствующее умение
Таблица1. Умения, раскрывающие содержание ЕНГ, и описание заданий поформированию/оценке этих умений
|
Компетенции и умения |
Описание учебного задания, направленного на формирование/оценку умения |
|
Компетенция: научное объяснение явлений |
|
|
Применить соответствующие естественно-научные знания для объяснения явления |
Предлагается описание достаточно стандартной ситуации, для объяснения которой можно напрямую использовать программный материал |
|
Распознавать, использовать и создавать объяснительные модели и представления |
Предлагается описание нестандартной ситуации, для которой ученик не имеет готового объяснения. Для получения объяснения она должна быть преобразована (в явном виде или мысленно) или в типовую известную модель или в модель, в которой ясно прослеживаются нужные взаимосвязи. Возможна обратная задача: по представленной модели узнать и описать явление. |
|
Делать и научно обосновывать прогнозы о протекании процесса или явления |
Предлагается на основе понимания механизма (или причин) явления или процесса обосновать дальнейшее развитие событий. |
|
Объяснять принцип действия технического устройства или технологии |
Предлагается объяснить, на каких научных знаниях основана работа описанного технического устройства или технологии. |
|
Компетенция: применение естественно-научных методов исследования |
|
|
Распознавать и формулировать цель данного исследования |
По краткому описанию хода исследования или действий исследователей предлагается четко сформулировать его цель. |
|
Предлагать или оценивать способ научного исследования данного вопроса |
По описанию проблемы предлагается кратко сформулировать или оценить идею исследования, направленного на ее решение, и/или описать основные этапы такого исследования. |
|
Выдвигать объяснительные гипотезы и предлагать способы их проверки |
Предлагается не просто сформулировать гипотезы, объясняющие описанное явление, но и обязательно предложить возможные способы их проверки. Набор гипотез может предлагаться в самом задании, тогда учащийся должен предложить только способы проверки. |
|
Описывать и оценивать способы, которые используют учёные, чтобы обеспечить надёжность данных и достоверность объяснений |
Предлагается охарактеризовать назначение того или иного элемента исследования, повышающего надежность результата (контрольная группа, контрольный образец, большая статистика и др.). Или: предлагается выбрать более надежную стратегию исследования вопроса. |
|
Компетенция: интерпретация данных и использование научных доказательств для получения выводов |
|
|
Анализировать, интерпретировать данные и делать соответствующие выводы |
Предлагается формулировать выводы на основе интерпретации данных, представленных в различных формах: графики, таблицы, диаграммы, фотографии, географические карты, словесный текст. Данные могут быть представлены и в сочетании форм. |
|
Преобразовывать одну форму представления данных в другую |
выводы Предлагается преобразовать одну форму представления научной информации в другую, например: словесную в схематический рисунок, табличную форму в график или диаграмму и т.д. |
|
Распознавать допущения, доказательства и рассуждения в научных текстах |
Предлагается выявлять и формулировать допущения, на которых строится то или иное научное рассуждение, а также характеризовать сами типы научного текста: доказательство, рассуждение, допущение. |
|
Оценивать c научной точки зрения аргументы и доказательства из различных источников |
Предлагается оценить с научной точки зрения корректность и убедительность утверждений, содержащихся в различных источниках, например, научно-популярных текстах, сообщениях СМИ, высказываниях людей. |
Внастоящее время формирование всех трех компетентностей ЕНГ проверяется такими внешнимиоценочными процедурами как ВПР, так же можно проследить проверяемые микроуменияв ОГЭ и ЕГЭ (задания развернутой части). В качестве инструментариев как для формирования, так и мониторинга сформированности у обучающихся ЕНГ, можно использовать метапредметныеработы, ВПР, КДР, задания исследований PISA,РЭШ и ФИПИ. Все они, безусловно, тем или иным образом формируют все трикомпетентности ЕНГ, однако, имея опыт работы со всеми данными инструментариями, я для себя выделила плюсы и минусы в каждом.
Например,всем известные задания международного исследования PISA,замечательные контекстные, удобны тем, что имеют так называемый «паспорт», вкотором указана формируемая компетентность обучающегося, формируемые умения.Однако, открытый банк заданий довольно устарел, имеет ограниченное количествозаданий. В условиях большой нагрузки, максимум что получается делать — этоадаптировать готовые задания формирования той компетентности , которая в данныймомент дефицитна у данного обучающегося/ группы детей/ класса.
СайтеФИПИ имеет большую вариативность контекстных заданий. Данные заданиямаксимально приближенными к реально существующим ситуациям. Ведь основнаяпроблема нынешнего образования — это поиск ответа на вопрос ученика: «ЗАЧЕММНЕ ЗНАТЬ ПРЕДМЕТ? КАК И ГДЕ МНЕ ЭТО ПРИГОДИТСЯ В ЖИЗНИ?».
Мой индивидуальный образовательный маршрут по формированию ЕНГ сводится кследующему алгоритму:
1. Анализ внешнихпроцедур прошлых лет;
2. Определениедефицита конкретного умения у обучающихся;
3. Поиск и подборзаданий, направленных на формирование западающих умений, компетентностей;
4. Включение вурок подобранных заданий, адаптация их под урок.
5. Оценкаэффективности работы по формированию ЕНГ.
Для объективной оценкиметапредметных результатов обучающихся используются стандартизированныеметапредметные работы под редакцией Г.С. Ковалевой. Такие работы позволяютпроанализировать не только общие умения: классифицировать, извлекать информациюиз текста, искать причинно-следственные связи и давать сравнительнуюхарактеристику фактам и объектам, но и увидеть умения, которые наименее успешноосвоены обучающимися. Измерительные материалы включают 4 блока, в каждом изкоторых дается текст, связанный с одной из предметных областей задания иоценивающий сформированность читательских умений.
Учащимся предлагается прочитать тексты,выполнить задания по их содержанию, а также выполнить задания, не связанныенепосредственно с текстом.
Не смотря на то, что задания МПР проверяютв основном сформированность читательской грамотности, некоторые из них я нахожуобъективно значимыми для формирования и ЕНГ.
При подборе заданий важно понимать какиекомпетентности и микроумения необходимо формировать у обучающихся.
Решение подобных заданий можно включать вконтекст урока как на этапе объяснения новой темы, так и на этапе рефлексии.
Для детализации примера своего опыта яхотела бы привести результаты внешней оценочной процедуры такой, как КДР.
Введение оценки результатов по предметнойобласти «Естествознание» в целом, связано с необходимостью преодоления границ ирассогласований между отдельными предметами и формирования способности решатьучебные и практические задачи средствами различных наук. Модель КДР8ориентирована на модель оценки естественнонаучной грамотности в международномисследовании PISA. В тексте ФГОС ООО данный конструкт коррелирует со следующимитребованиями к предметным результатам освоения основной образовательнойпрограммы основного общего образования в предметной области «Естественнонаучныепредметы» («Естествознание»):
— формирование целостной научной картинымира;
— понимание возрастающей роли естественныхнаук и научных исследований в современном мире; — овладение научным подходом крешению различных задач; приобретение опыта применения научных методовпознания;
— умение формулировать гипотезы,конструировать, проводить эксперименты, оценивать полученные результаты;
— умение сопоставлять экспериментальные итеоретические знания с объективными реалиями жизни;
-овладение экосистемной познавательноймоделью и ее применение в целях прогноза экологических рисков для здоровьялюдей, безопасности жизни, качества окружающей среды;
— представление научно обоснованныхаргументов своих действий, основанных на межпредметном анализе учебных задач; атакже с метапредметными результатами:
— умение определять понятия, создаватьобобщения, устанавливать аналогии, классифицировать, самостоятельно выбиратьоснования и критерии для классификации, устанавливать причинно-следственныесвязи, строить логическое рассуждение, умозаключение (индуктивное, дедуктивноеи по аналогии) и делать выводы;
— умение создавать, применять ипреобразовывать знаки и символы, модели и схемы для решения учебных ипознавательных задач;
— смысловое чтение, то есть с тем, чтотребует ФГОС.
Так, результаты Краевых диагностических работв 2021 учебном году среди обучающихся 8-х классов Гимназии № 4 были следующими:
Распределениеучастников КДР8 по уровням освоения умений
|
Средний процент освоения основных групп умений |
|||
|
|
1 группа |
2 группа |
3 группа |
|
8А |
|||
|
8Б |
33,33% |
44,70% |
39,02% |
|
8В Представленная информация была полезной? ДА 58.67% НЕТ 41.33% Проголосовало: 963 |
16,67% |
31,44% |
37,12% |
|
гимназия №4 |
23,70% |
39,98% |
37,64% |
|
Регион |
23,13% |
30,72% |
29,58% |
Анализ данных в разрезе трехклассов позволяет увидеть:
· умениявсех 3 групп (описание и объяснение естественнонаучных явлений на основеимеющихся научных знаний, распознавание научных вопросов и применение методовестественнонаучного исследования) в большей степени сформированы у обучающихся8Б класса;
· уобучающихся 8А,8В класса в большей степени сформированы умения 3 группы вразрезе всех умений;
· обучающиеся8А,8В классов продемонстрировали уровень сформированности 1 группы умений (описание и объяснение естественнонаучных явлений на основе имеющихся научных знаний) нижеаналогичных среднестатистических показателей по региону;
Анализ по уровням сформированности3-х групп умений в целом по параллели 8-х классов показывает, то обучающиесяпродемонстрировали более высокий процент сформированности 2 и 3 группыумений; и низкие показатели сформированности 1 группы умений.
В целом обучающиеся гимназиипродемонстрировали уровень усвоения перечисленных выше умений выше аналогичныхсреднестатистических показателей по региону.
Проанализировав результаты, определив маршрутыустранения дефицитов следующих микроумений:
1.Применить соответствующие естественно-научные знания дляобъяснения явления
2.Распознавать, использовать и создавать объяснительныемодели и представления
3.Делать и научно обосновывать прогнозы о протеканиипроцесса или явления
4.Объяснять принцип действия технического устройства илитехнологии
5. Анализировать, интерпретировать данные и делать соответствующиевыводы и др.
Для введения в урок контекстных заданий (приложение1.), необходимо было не только подобрать, но так же адаптировать задания,исходя из темы, пройденного ранее материала, уровня предметных знанийобучающихся.
Задание1. Урок биологии, 8 кл.
Тема: «Строениеи функции органоидов клетки».
Во время работы напришкольном участке один из учеников поранил руку. В медицинском кабинете емуобработали ранку перекисью водорода (Н2О2), при этом наповерхности раны произошло «вскипание», стали выделяться пузырьки газа, образуяпену. Ученик заинтересовался этим явлением и через несколько дней решил сноваобработать ранку перекисью водорода. Однако никаких пузырьков на этот раз ненаблюдалось. Объясните наблюдаемые явления, отвечая на вопросы:
1. Почему рану обработали перекисьюводорода? (Применить соответствующиеестественно-научные знания для объяснения явления)
2. Какие явления физические, химические или биологическиепроисходят при обработке раны? (Применить соответствующие естественно-научные знания дляобъяснения явления)
3. Почему вскипание не наблюдалось спустянекоторое время? (Распознавать, использовать и создаватьобъяснительные модели и представления;)
4. Проведите подобный опыт, используякусочек сырого и вареного картофеля. (Делать и научнообосновывать прогнозы о протекании процесса или явления)
Объясните результаты. (Анализировать,интерпретировать данные и делать соответствующие выводы).
Описание правильного ответа:
1. Н2О2 используютдля дезинфекции раны.
2. При обработке раны происходит окислениеживых тканей, быстрее образуется тромб, уничтожаются микроорганизмы, а с пенойподнимаются частички грязи из раны.
3. Через несколько дней на поверхностираны формируется эпидермис, верхний слой клеток которого представляют мертвыеклетки, поэтому «вскипание» не наблюдается.
Задание2. Урок химии, 8 кл.
Тема:«Объемная доля вещества в смеси».
Рассчитайте объем кислорода в кабинетехимии, если его длина, ширина и высота составляют соответственно 9метров, 6метров и 3 метра, а объемная доля кислорода в воздухе составляет 21%.
Какие формулы потребуются для решенияэтого задания? (Применить соответствующиеестественно-научные знания для объяснения явления)
Предложите план решения задания (Распознаватьдопущения, доказательства и рассуждения в научных текстах)
Сколькими способами можно решить этозадание? (Преобразовывать одну форму представленияданных в другую;)
Вспомните, какие еще газы могут входить всостав воздуха. (Применить соответствующиеестественно-научные знания для объяснения явления)
На основании полученных данных сделайтевывод о важности проветривания кабинета (Анализировать,интерпретировать данные и делать соответствующие выводы)
Нарисуйте ленточную диаграмму состававоздуха. (Преобразовывать одну форму представленияданных в другую)
Задание3. Урок биологии, 8 кл.
Тема:«Дыхательная система человека».
При одном вдохе взрослому человеку в легкиепоступает примерно 3л воздуха, одна пятая этого воздуха приходится на кислород,а в выдыхаемом воздухе остается четыре пятых неиспользованного кислорода. Ктобольше использует кислорода за одну минуту: одиннадцатиклассник, который делает20 вдохов в минуту или вернувшийся с физкультуры восьмиклассник, объем легких, которогосоставляет 2,5 литра, но количество его вдохов-выдохов в минуту 30.
Что нужно сравнить в задании?
Каково ваше предположение о потреблении кислородалюдьми разного возраста? (Описывать и оценивать способы,которые используют учёные, чтобы обеспечить надёжность данных и достоверностьобъяснений)
Предложите план решения задания. Какие данныев задании общие для людей различного возраста и физической нагрузки? (Предлагать илиоценивать способ научного исследования поставленного естественнонаучноговопроса)
В какой газ превращается используемый придыхании кислород?? (Применить соответствующиеестественно-научные знания для объяснения явления)
Какая возрастная категория наиболеечувствительна к повышению содержания углекислого газа в воздухе (маленькоепомещение, много людей). (Распознавать допущения,доказательства и рассуждения в научных текстах)
Почему в составе воздуха процент кислородаостается постоянным? Предложите универсальный способ решения для этого задания?(Применить соответствующие естественно-научные знания дляобъяснения явления)
Задание 4. Урок биологии,8 кл.
Тема: «Пищеварительная система человека».
Прочитайте текст, ответьте на вопросы, выполните задания
При приеме внутрь соды, как и таблетокбикарбоната, магнезии, викалина происходит взаимодействие карбонатов с солянойкислотой, содержащейся в желудочном соке, при этом выделяется углекислый газ ив довольно значительном количестве: если принять 1г гидрокарбоната натрия, топри условии его полного взаимодействия с соляной кислотой выделяется 0,52г(около 0,3л) углекислого газа. Углекислый газ не только вызывает дискомфорт вжелудке (ощущение тяжести, переполнения, отрыжка), но и возбуждающе действуетна рецепторы слизистой оболочки желудка, вызывая усиление секреции желудочногосока. Кстати, именно поэтому больным гастритом и язвенной болезнью нерекомендуется употреблять газированные напитки. Поэтому с точки зренияфизиологии предпочтительнее такие вещества, как оксид магния и гидроксидалюминия. Последний не только нейтрализует кислоту, но и образует гель, которыйобволакивает стенки желудка, равномерно распределяясь по всей его поверхности,и обеспечивает более продолжительное действие.
Вопросыи задания:
1. Составьте условие задачи, согласно приведенному тексту. ( Применитьсоответствующие естественно-научные знания для объяснения явления)
2. Можно ли запивать таблетки для снятия дискомфорта в желудкеминеральной водой? (Анализировать,интерпретировать данные и делать соответствующие выводы)
3. Запишите уравнения всех реакций (в молекулярном и ионном виде),встречающихся в тексте. ( Применить соответствующие естественно-научныезнания для объяснения явления)
4. Почему “Ренни” быстро устраняет изжогу и боль, связанные сповышенной кислотностью? (Анализировать,интерпретировать данные и делать соответствующие выводы)
Включение данных и других заданий в урок,позволило участникам КДР справиться с подобными заданиями в 2022 году ипоказать следующие результаты:
Распределениеучастников КДР8 по уровням освоения умений
|
Средний процент освоения основных групп умений |
|||
|
|
1 группа |
2 группа |
3 группа |
|
8А |
71,43% |
42,86% |
|
|
8Б |
71,43% |
57,62% |
68,10% |
|
8В |
73,15% |
41,11% |
46,11% |
|
гимназия №4 |
72,00% |
47,19% |
59,49% |
|
Регион |
48,83% |
34,05% |
48,16% |
Анализ данных в разрезе трехклассов позволяет увидеть:
· умениявсех 3 групп (описание и объяснение естественнонаучных явлений на основеимеющихся научных знаний, распознавание научных вопросов и применение методовестественнонаучного исследования) в большей степени сформированы у обучающихся8Б класса;
· уобучающихся всей параллели 8-х классов класса в большей степени сформированыумения 1, 3 групп в разрезе всех умений;
· обучающиеся8-х классов гимназии продемонстрировали уровень сформированности всех 3-х групп умений выше аналогичных среднестатистических показателей по региону;
Анализ по уровням сформированности3-х групп умений в целом по параллели 8-х классов показал, что обучающиесяпродемонстрировали более высокий процент сформированности 1 и 3 группыумений, несколько ниже показатели сформированности 2 группы умений (распознаваниенаучных вопросов и применение методов естественнонаучного исследования).
В целом обучающиеся гимназиипродемонстрировали уровень усвоения перечисленных выше умений выше аналогичныхсреднестатистических показателей по региону.
При анализе результатовбыло выявлено, что прирост по всем трем группам формируемых умений составилоколо 30%.
Конечно, устранитьвсе пробелы, научить всех обучающихся быть компетентными и естественнонаучнограмотными невозможно за один-два года. Мне и моим коллегам есть над чемработать. Однако, используя тактику внедрения контекстных заданий, успешностьрешения поставленной задачи имеет высокую вероятность.
Опыт примененияконтекстных заданий позволяет проследить успешность в мотививации обучающихсяизучать и понимать предмет, развивать эрудицию, мыслить широко, используяпричинно-следственные связи и как следствие повысить качество внешних оценочныхпроцедур, а значит — приблизиться к достижению цели современного образования.
