Формированиефункциональной грамотности на уроках химии.
«Функциональнаяграмотность — способность человека использовать приобретаемые в течениежизни знания для решения широкого диапазона жизненных задач в различныхсферах человеческой деятельности, общения и социальных отношений»
Алексей Алексеевич Леонтьев, советскийроссийский лингвист,
психолог, докторпсихологических наук и докторфилологических наук
действительный член РАОи АПСН
Для того, чтобы быть успешным в обучении, ребенок долженпрежде всего уметь работать с информацией: находить её, отделять нужное отненужного, проверять факты, анализировать, обобщать и – что очень важно –перекладывать на собственный опыт. Такой навык формируется на каждом изпредметов. Это ежедневная работа учителя в рамках учебногопроцесса. Каждый учитель знает, что успех в выполнении любой учебной задачи поего предмету зависит во многом от того, насколько хорошо ученик понял условиезадачи. Это умение или компетенция называется читательской грамотностью. Чтобыуспешно выполнить задание, проверяющее уровень естестественно-научнойграмотности у учащегося должны быть сформированы умения, относящиеся кчитательской грамотности.
Каждыйпараграф учебника – это новый для ученика текст, к которому учитель долженпостроить группу вопросов/заданий разного уровня сложности, формирующихразличные умения: находить в тексте информацию и формулировать выводы,интерпретировать информацию и применять ее в новых ситуациях, в том числе, нерассмотренных в учебнике. Таким образом, процесс формирования функциональнойграмотности не может быть набором отдельных уроков или набором отдельныхзаданий, этот процесс логично и системно должен быть «вшит» в учебную программукак обязательная составляющая.
Пошкольным учебникам осваивается основной понятийный аппарат, законы природы,алгоритмы применения этих законов в модельных (учебных) ситуациях. Нопараллельно идут процессы развития технологий, конвергенции наук, появляютсяновые материалы, новые устройства, приборы, гаджеты. И это все сферы дляприменения учебных знаний во внеучебных ситуациях.
Функциональная грамотность показывает степеньподготовленности человека к выполнению возложенных на него или добровольновзятых на себя функций. Формирование функциональной грамотности – сложный,многосторонний, длительный процесс. Для достижения результатов необходимограмотно сочетать в своей работе современные образовательные педагогическиетехнологии.
Инструментарием развития функциональной грамотностишкольников, а также проверки ее сформированности являются заданиятворческого характера и интегративные задания.
Особенностью интегративных заданий является синтез знаний и умений изразных наук объединенных вокруг и ради решения одного вопроса, однойпроблемы, ради познания одного объекта или предмета.
В этих условиях, роль химии, имеющеймножество «пограничных» с другими дисциплинами областей исследования возрастаети обеспечивает разработку эффективных путей и средств решения, жизненно важныхдля людей задач и проблем (защита окружающей среды, здравоохранение,агроэкология и другие). Ядром данного процесса выступает функциональнаяграмотность, так как под ней понимают «способность человека решать стандартныежизненные задачи в различных сферах жизни и деятельности на основе прикладныхзнаний.
Интегративныезадания способствуют формированию познавательных мотивов. Вникая всущность задач, учащиеся еще раз убедятся, насколько тесна связь между знаниямипо химии и повседневной жизнью человека, физиологической потребностью организмав тех или иных веществах. Помимо образовательных моментов учащиеся поймут, чтознания свойств веществ важно для сохранения здоровья и, что трудно переоценитьроль химических реакций в повседневной жизни человека. Интегративные задания способствуют развитию уменийсамостоятельно решать возникающие проблемы и научно объяснять происходящиеявления.
Задание1. Две хозяйки готовились к стирке. Первая подогрела воду до 60градусов и замочила в ней белье, вторая нагрела воду до кипения, прокипятила ее5 минут, а затем охладила до 60 градусов и только после этого начала стирку. Укого белье лучше отстирается? Каким простым опытом это можно доказать и какобъяснить?
Задание 2. Скорлупа яиц состоит преимущественноиз карбоната кальция СаСО3. Подсчитайте, сколько кальция теряеторганизм курицы с каждым снесенным яйцом, если масса скорлупы в среднем 10 г, исколько кальция должна получить несушка с кормами в течение года, если средняяяйценоскость составляет 220 яиц в год. Определите также годовой запас мела длядомашней птицефермы, если на ней содержат 5 кур – несушек.
Задание3. Ваш сосед прочел в книге для садоводов, что при посадкеплодовых деревьев и ягодных кустарников надо в яму для саженца, вместе судобрениями положить несколько расплющенных и обожженных на костреметаллических консервных банок. Он попросил вас объяснить смысл этого приема.Как вы это объясните с точки зрения химии? Почему нередко комнатные растения,посаженные в металлическую банку из-под консервов, лучше растут, чем такие жерастения в глиняных горшках?
Задача4. В середине марта, т.е. за месяц до посева, начинают готовитьсемена огурцов. Их подвешивают для прогревания над батареей. Затем на 10 мин.помещают в раствор поваренной соли NaCl с массовой долей 0,05 или 5%. Дляпосева отбирают лишь потонувшие семена, всплывшие выбрасывают. Кстати,обработка раствором соли не только помогает отобрать полноценные семена, но иудаляет с их поверхности возбудителей заболеваний. Задание: Приготовьте 80 гтакого раствора.
Задача5. В реанимацию попадают больные, потерявшие много крови. В этихслучаях используют 0,85%-й раствор поваренной соли ( р = 1 г/мл), которыйназывается физиологическим раствором. Задание: Представьте, что вы медсестрареанимационного отделения и должны срочно приготовить 800 мл такого раствора.Как вы на месте медсестры приготовили бы такой раствор?
Ответы:
Ответ на задание 1: Мыло и другие моющиесредства намного эффективнее действуют в мягкой воде. Жесткость водыобусловлена наличием в ней гидрокарбонатов кальция и магния, которые прикипячении выпадают в осадок в видекарбонатов:
Ca(HCO3)2 = CaCO3+H2O + CO2
Mg(HCO3)2 = MgCO3+H2O + CO2
При нагревании воды до 60 градусов этиреакции не происходят, и вода остается жесткой. Поэтому белье лучше отстираетсяу той хозяйки, которая прокипятила воду. Это легко доказать простым опытом:опустить по кусочку мыла в подогретую воду и воду той же температуры, нопредварительно прокипяченную. В прокипяченной воде мыло растворится почти безосадка, а в сырой воде образуется осадок в виде хлопьев. Образование осадкастеаратов кальция и магния происходит за счет взаимодействия растворенных солейкальция и магния с мылом. Следует помнить, что кипячением можно устранитьтолько карбонатную, или временную, жесткость воды, а постоянная жесткость,обусловленная присутствием сульфатов и хлоридов кальция и магния, устраняетсятолько действием соды:
СaSO4+Na2CO3 = CaCO3 + Na2SO4
MgSO4+Na2CO3 = MgCO3 + Na2SO4
Ответна задание 2: Молярная масса карбоната кальция 100 г/моль.
Массоваядоля кальция в этом соединении 40%, т.е. 10 г скорлупы содержится 4 г кальция.
Скаждым яйцом курица теряет 4 г кальция, за год –
220х 4 = 880 г. Такое количество кальция должна за год получить каждая несушка.Для расчета годового запаса мела проще воспользоваться весом скорлупы, котораясостоит из карбоната кальция. 10г х 220 х 5 = 11000 Т.о. надо запасти 11 кгмела
Ответ на задание 3: Консервныебанки изготовлены из специальной жести, устойчивой к коррозии и содержащей,помимо железа, олово и некоторые другие металлы. Все эти элементы являютсянеобходимыми компонентами минерального питания растений (микроэлементами).Постепенно растворяясь под действием воды и почвенных кислот, они обеспечиваютдополнительную минеральную подкормку, и растение растет лучше. Обжечь банкинеобходимо потому, что их поверхность изнутри покрыта специальным пищевымлаком, защищающим от коррозии
Ответна задание 4. Масса соли: 80*0,05= 4 г соли; Масса воды 80-4= 76 г
Ответна задание 5. Масса раствора= 1гмл*800 мл= 800 г ; масса соли=800*0,0085=6,8 г. Масса воды 800-6,8= 793,2 г
РАЗВИТИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙГРАМОТНОСТИ НА УРОКАХ ХИМИИ
Значительные изменения приоритетов в школьномобразовании в мире за последние годы (переориентация на компетентный подход,непрерывное образование, овладение информационными технологиями, умение сотрудничатьи др.) нашли отражение в новой программе международных исследований PISA.
Основной упор в исследованиях PISA делается наопределение уровня сформированности, так называемых естественнонаучнойграмотности , под которой понимается «способность учащихся использоватьестественно-научных знаний, для отбора в реальных жизненных ситуациях техпроблем, которые могут быть изучены и решены с помощью научных методов, дляполучения выводов, основанных на наблюдениях и экспериментах, необходимых дляпонимания окружающего мира и тех изменений, которые вносит в него деятельностьчеловека, а также для принятия соответствующих решений».
1. Функциональная грамотность учащихся — этоопределенный уровень образованности учащихся основной школы, выражающий степеньовладения ими ключевыми компетенциями, позволяющий эффективно действовать вучебной деятельности и за ее пределами.
2. Функциональная грамотность учащихся по химии- это определенный уровень образованности учащихся основной школы, выражающийстепень овладения ими ключевыми компетенциями, определяемых образовательнымстандартом по химии основной школы, позволяющий эффективно действовать вучебной деятельности и за ее пределами.
3. Оценивание функциональной грамотностиучащихся по химии — это процесс определения степени соответствия достигнутогоучащимися уровня (качества) функциональной грамотности образовательномустандарту по химии основной школы.
Предлагаемые учащимся ситуации в заданиях PISA иTIMSS связаны с проблемами, которые возникают в быту каждого человека (выбратьпродукты при соблюдении диеты), а также в жизни человека как члена общества(например, определить наиболее целесообразное для города место строительстваэлектростанции) или как гражданина мира (например, оценить последствияэкологической катастрофы). Ситуации в заданиях группируются вокруг следующихвыделенных в исследовании областей наук: «Естествознание, жизнь, здоровье»,«Здоровье, болезни и питание», «Наука о Земле и окружающей среде»,«Загрязнения», «Образование и разрушение почвы» и т.д.
Подобные задания нашим школьникам практически непредлагаются, поскольку традиционно приоритетным для казахстанскогоестественнонаучного образования является ориентация на освоение большого объемаестественнонаучных знаний, а не на формирование способности применятьполученные в школе знания в различных жизненных ситуациях, решать поставленныепроблемы научными методами, выдвигать гипотезы. Однако излишняяфундаментальность химии, оторванность учебного материала от жизни,абстрактность вводимых понятий снижают интерес учащихся к познанию науки.
Составлен цикл интегрированных задач по общейхимии с медико-биологической направленностью, которые кроме собственноконтролирующих вопросов содержит информацию прикладного характера, полезную вжизни, в быту.
Предлагаю задачи, которые можно решать всоответствующих разделах курса химии, а также отдельным блоком на итоговыхуроках при закреплении и обобщении знаний в конце изучения курсовнеорганической и органической химии.
Задание№ 1 «ЦИНК»
Оптимальная интенсивность поступления цинка ворганизм 15 мг/день, суточная потребность составляет 50 мг/сутки. Дефицит цинкаможет развиваться при недостаточном поступлении этого элемента в организм (1мг/день и менее), а порог токсичности составляет 600 мг/день. В организмчеловека 99% цинка попадает с пищей. Особенно много цинка содержится вговядине, печени, устрицах (400 мг в 100 г продукта), пшеничных зародышах. Цинкпоступает в растение в виде иона Zn2+ . Для лучшего усвоения цинка организмомнеобходимы витамины А и В6. Усвоению цинка препятствуют медь, марганец, железои кальций. В организме взрослого человека содержится 3 г/70кг. Цинк можнообнаружить во всех органах и тканях:
мышцы кости ногти печень волосы
240 мг в 1кг 170 мг в 1кг 300 мг в 1кг 150 мг в1кг 400 мг в 1кг
Ежедневно около 11 мг цинка выводится изорганизма, 5% из них выводится с мочой.
В медицине цинксодержащий препарат сульфат цинкаиспользуется для лечения дефицита цинка, болезней кожи, волос, ногтей, циррозапечени, и при заживлении ран. Препарат не совместим с карбонатами, фосфатами,сульфитами – осаждение не растворимых солей цинка; с восстановленным магниемвыпадает осадок цинка.
Вопросы к тексту
1) Подсчитайте, сколько миллиграммов цинкапоступает в организм; а) с продуктами питания; б) с другими источникамипоступления ( например: с воздухом и т.д).
2) Сколько молей цинка попадает с пищей ворганизм человека?
3) Вычислите, в каких процентах находится цинк ворганах и тканях человека и запишите полученный результат в таблицу.
печень мышцы кости ногти волосы
4) В каком органе цинк наибольшей степениконцентрируется?
5) Вычислите, сколько граммов устриц необходимосъедать ежесуточно для того, чтобы восполнить суточную потребность организма вцинке.
6) Напишите электронную формулу иона цинка.
7) Как грамотно принимать цинксодержащиепрепараты? Напишите инструкцию по применению цинксодержащих препаратов.Воспользуйтесь заготовкой такой инструкции.
ИСТРУКЦИЯ
по медицинскому применению препарата
Сульфат цинка
Показания к применению
_________________________________________
Особенности применения препарата сульфата цинка
__________________________________________
Условия хранения
Задание № 2 «Медь». Среднее содержание меди вчеловеческом организме: 150 мг/70 кг. В организм медь поступает в основном спищей. В некоторых овощах и фруктах содержится до 230 мг % меди. Много медисодержится в морских продуктах, бобовых, капусте, картофеле, крапиве.Содержание меди в 100 г. огурцов составляет 8,4 мг. В желудочно-кишечном трактеадсорбируется до 95% поступившей в организм меди. В крови медь связывается ссывороточным альбумином (12-17%), аминокислотами (10-15%), транспортным белком(12-14%). Оптимальная интенсивность поступления меди в организм составляет 2-3 мг/сутки.Суточная потребность организма в меди-2 мг. Медьсодержащий препарат: при ожогахкожи фосфором ее обильно смачивают 5% -ным раствором сульфата меди.
1. Сколько молей меди содержится в организмечеловека.
2. Подсчитайте, сколько миллиграммов меди связываетсяпри оптимальном поступлении: а) с сывороточным альбумином; б) с аминокислотами;в) транспортным белком .
3. Вычислите, сколько граммов огурцов необходимосъедать ежесуточно для того, чтобы восполнить суточную потребность организма вмеди. (Ответ: 23,8 г)
4. В минеральной воде обнаружены ионыжелеза(Fe3+), алюминия, хлорид- ионы, иодид- ионы, нитрат- ионы, сульфат- ионы,сульфит –ионы. Какие из них могут повлиять на доступность меди (Сu+) организмучеловека при приеме медьсодержащих препаратов и почему?
5.Представьте, что вы старший фармацевт и должныдать неопытному лаборанту задание приготовить 500 мл раствора сульфата меди,необходимого для смачивания обожженного фосфором кожи. Составьтекарту-инструкцию приготовления раствора.
Задание №3 «Калий». Число атомов калия в телечеловека составляет 2,2*1024. Содержание калия в пище жителей разных странколеблется от 1800 до 5600 мг. В США рекомендуемая минимальная величинасуточного потребления калия установлена в размере не менее 2000 мг для лиц18-летнего возраста. Для людей старшего возраста к этой величине прибавляютколичество лет отдельного индивидуума: например, для людей в возрасте 50 летэтот показатель равен 2000+50=2050. Биологическая усвояемость калия организмомсоставляет 90-95%. Соли калия легко всасываются и быстро выводятся из организмас мочой (3,4 г), потом (до 0,3 г) и через желудочно-кишечный тракт (0,4 г).Калийсодержащий препарат: перманганат калия. Препарат не совместим в жидкихлекарственных формах с восстановителями – взаимное разложение; с бромидами,йодидами, хлоридами – выделение свободных галогенов; с солями двухвалентногожелеза – образование трехвалентного железа; с хлористоводородной кислотой и еесолями образует свободный хлор, с аммиаком — нитраты.
1. Подсчитайте, сколько граммов калия содержитсяв теле человека?
2. В больнице для промывания горла пациентуназначили 0,5%-ный раствор перманганата калия, а в наличии оказался только6%-ный раствор этого вещества. Сколько воды и 6%-ного раствора потребуется,чтобы приготовить 1кг 0,5 % раствора перманганата калия.
3. Как грамотно хранить жидкие препаратыперманганата калия?
ВЫВОД ФОРМУЛ ХИМИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ
1. Определите молекулярную формулу вещества, изкоторого целиком состоит скелет простейших морских животных аконтарий, еслимассовые доли элементов в нем составляют: 47,54 %(Sr), 17,48 %(S), 34,97 %(O).
(Ответ: SrSO4).
2. Для мечения территории вилорог используетвещество состава 59,41 % (С), 8,91 %(Н), 31,68 %(О). Определите молекулярнуюформулу вещества.
(Ответ: С5Н9О2).
ПЕРИОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ЭЛЕМЕНТОВ И ЭЛЕКТРОННОЕСТРОЕНИЕ АТОМОВ
1. Максимальная концентрация этого элементаотмечена в пигментной сетчатке глаза. По электронной формуле внешнегоэлектронного слоя определите этого элемента: …6s2 6p0. Напишите его названия,символа и порядкового номера, укажите семейство элемента.
(Ответ: барий)
2. Северная орхидея венерин башмачок растет напочвах, богатых этим элементом. По электронной формуле внешнего электронногослоя определите этого элемента: …4s24p0. Напишите его названия, символа ипорядкового номера, укажите семейство элемента.
(Ответ: кальций)
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ В ПЕРИОДИЧЕСКОЙСИСТЕМЕ ПО ЭЛЕКТРОННЫМ ФОРМУЛАМ
1. Этот химический элемент преимущественноконцентрируется в ногтях. Определите положение этого элемента в периодическойсистеме элементов (период, группа, подгруппа) по электронной формуле:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d3.
(Ответ: ванадий).
2. Розовые лепестки роз при избытке этогоэлемента становятся голубыми и даже черными. Определите положение этогоэлемента в периодической системе элементов (период, группа, подгруппа) поэлектронной формуле:
1s22s2 2p6 3s2 3p6 4s1 3d10.
(Ответ:медь).
ь
ЛИТЕРАТУРА
1. Новый взгляд на грамотность. По результатаммеждународного исследования PISA-2000. -М.: Логос, 2004. -296.
2. Ковалева Г.С., Красновский Э.А.,Краснокутская Л.П., Краснянская К.А. Результаты международного сравнительногоисследования PISA в России //Вопросы образования. 2004. №1. С.138-180.
3. Ковалева Г.С., Краснокутская Л.П.,Краснянская К.А., Логинова О.Б. Итоги участия России в международной программепо оценке образовательных достижений (PISA) в 2003 г. //Вопросы образования.2004. №1. С.181-189.
4. Каспржак А.Г., Митрофанов К.Г., ПоливановаК., Соколова О.В, Цукерман Г.А. Российское школьное образование: взгляд состороны //Вопросы образования. 2004. №1. С.190-231
5. Богданова Н.Н. Формы тестовых заданий похимии.//Естествознание в школе. 2005. №3. С.44.
6. Каспржак А., Митрофанов К., Поливанова К.,Соколова О., Цукерман Г. Почему наши школьники провалили тест PISA /Директоршколы. 2005. №4. С.4-13.
7. Новые требования к содержанию и методикеобучения в российской школе в контексте результатов международного исследованияPISA -2000 /А.Г. Каспржак, К.Г. Митрофанов, К.Н. Поливанова и др.- М.:«Университетская книга», 2005. – 128 с.
