Формирование естественнонаучной грамотности на уроках географии и биологии (из опыта работы)

«Формирование естественнонаучной грамотности»

(из опыта работы)

Скилевая Т.С.,

учитель географии, биологии,

специалист высшей категории, «учитель-методист»

Здравствуйте, уважаемые коллеги. Сегодня хочу поговорить об особенностях формирования естественнонаучной грамотности на уроках географии и биологии.

(СЛАЙД 2) Впервые понятие функциональной грамотности было внесено ЮНЕСКО в 1957 году. Но тогда функциональная грамотность включала в себя только умение читать и писать. Это касалось больше взрослого населения и было необходимо для решения бытовых проблем. С тех пор понятие изменялось и дополнялось новыми компонентами Мониторинг оценки качества образования в школе PISA (Programme for International Student Assessment) организуется и проводится ОЭСР с 2000 года. Результаты публикуются раз в три года. Исследование PISA является мониторинговым, оно позволяет выявить и сравнить изменения, происходящие в системах образования в разных странах и оценить эффективность стратегических решений в области образования. Цель мониторинга качества образования в школе PISA - оценка способности применять в реальной жизни знания, полученные за школьной скамьей. Объект исследования - образовательные достижения учащихся 15-летнего возраста. Результаты 15-летних российских школьников в международном исследовании PISA-2015 свидетельствуют о в среднем невысоком уровне естественнонаучной грамотности (далее – ЕНГ) учащихся. Между тем ЕНГ определяется как основная цель школьного естественнонаучного образования в большинстве развитых стран мира и отражает способность человека применять естественнонаучные знания и умения в реальных жизненных ситуациях, в том числе в случаях обсуждения общественно значимых вопросов, связанных с практическими применениями достижений естественных наук.

(СЛАЙД 3) Но даже больше, чем невысокое место России в рейтинге стран, настораживает тот факт, что эти результаты не демонстрируют никакого прогресса на протяжении всех циклов исследования PISA, начиная с 2000 года в отличие, например, от математической и читательской грамотности. Таким образом, перед российским образованием стоит задача повышения уровня ЕНГ российских учащихся, а значит, и соответствующей модернизации содержания и методов обучения в области естественнонаучного образования. Необходимость решения этой задачи вытекает также из майских (2018г.) указов Президента Российской Федерации, согласно которым страна к 2024 г. должна войти в десятку ведущих стран мира, лидирующих по качеству общего образования. В связи с этим, одной из задач учительского профессионального сообщества ставится формирование, и оценка способности применять полученные в процессе обучения знания для решения учебных и практических задач – формированию функциональной грамотности. Сейчас внедряется  Инновационный проект Министерства просвещения РФ «Мониторинг формирования и оценки функциональной грамотности».

Из указа Президента России от 7 мая 2018 года: Правительству РФ поручено обеспечить глобальную конкурентоспособность российского образования, вхождение Российской Федерации в число 10 ведущих стран мира по качеству общего образования. Из Государственной программы РФ «Развитие образования» (2018-2025 годы) от 26 декабря 2017г. Цель программы – качество образования, которое характеризуется: cохранением лидирующих позиций РФ в международном исследовании качества чтения и понимания текстов (PIRLS), а также в международном исследовании качества математического и естественнонаучного образования (TIMSS); повышением позиций РФ в международной программе по оценке образовательных достижений учащихся (PISA) .

(СЛАЙД 4) При этом в 2024 году именно ЕНГ будет приоритетным направлением этого международного исследования, поэтому результаты PISA-2024 смогут показать, насколько эффективной оказалась целенаправленная программа по формированию ЕНГ, ядром которой должен стать данный проект.

Задача проекта состоит также в том, что разработанные задания должны предоставить образцы и создать основу для банка учебных заданий практико-ориентированного характера, которые будут широко использоваться в учебном процессе как в качестве оценивающих, так и формирующих заданий. Это должно привести и к тому, что практико-ориентированные, компетентностные задания будут в гораздо большей степени представлены в УМК естественнонаучных предметов и измерительных материалах Государственной итоговой аттестации

(СЛАЙД 5) Характер заданий для оценивания ЕНГ российских учащихся в рамках национального мониторинга основывается на материалах международного исследования PISA. Эти материалы включают в себя собственно концепцию ЕНГ, модель заданий по ее оцениванию и образцы таких заданий. Согласно определению, используемому в PISA, естественнонаучная грамотность – это способность человека занимать активную гражданскую позицию по общественно значимым вопросам, связанным с естественными науками, и его готовность интересоваться естественнонаучными идеями.

(СЛАЙД 6) Естественнонаучно грамотный человек стремится участвовать в аргументированном обсуждении проблем, относящихся к естественным наукам и технологиям, что требует от него следующих компетентностей:

- научно объяснять явления;

- понимать основные особенности естественнонаучного исследования;

- интерпретировать данные и использовать научные доказательства для получения выводов.

Из приведенного выше определения вытекают требования к заданиям по оцениванию ЕНГ. Они должны быть направлены на проверку перечисленных выше компетентностей и при этом основываться на реальных жизненных ситуациях. Именно такие задания, объединенные в тематические блоки, составляют измерительный инструментарий PISA. Типичный блок заданий включает в себя описание реальной ситуации, представленное, как правило, в проблемном ключе, и ряд вопросов-заданий, связанных с этой ситуацией.

При этом каждое из заданий классифицируется по следующим параметрам:

• компетентность, на оценивание которой направлено задание;

• тип естественнонаучного знания, затрагиваемый в задании;

• контекст;

• познавательный уровень (или степень трудности) задания

Содержательное знание, знание научного содержания, относящегося к следующим областям: «Физические системы», «Живые системы» и «Науки о Земле и Вселенной».

Процедурное знание, знание разнообразных методов, используемых для получения научного знания, а также знание стандартных исследовательских процедур. Что касается процедурного знания, то оно в равной мере относится ко всем естественнонаучным предметам, что, в первую очередь, и позволяет объединять их в одну группу и говорить именно о естественнонаучной, а не о какой-то узко предметной, грамотности. В нашей практике комплекс знаний, умений, компетентностей, относящихся к типу процедурного знания, принято объединять под рубрикой «Методы научного познания».

(СЛАЙД 8) модель заданий по ЕНГ, используемых в PISA, адаптирована именно к ОПРЕДЕЛЕННОЙ возрастной группе учащихся и освоенным ими учебным программам. Очевидно, что задача мониторинга ЕНГ на уровне РАЗНЫХ классов предполагает свои акценты как в самой концепции ЕНГ, так и в характере измерительных материалов по ее оцениванию. Так, например, применительно к младшему подростковому возрасту понимание ЕНГ в меньшей степени адресуется к гражданской позиции и готовности к аргументированному обсуждению общественно значимых естественнонаучных проблем, но зато в большей степени – к природной любознательности и исследовательским склонностям учащихся этой возрастной группы. Вместе с тем сам набор компетенций, определяющих ЕНГ, остается неизменным:

- научное объяснение явлений;

- понимание основных особенностей естественнонаучного

исследования;

- интерпретация данных и использование научных доказательств для получения выводов.

В уточнениях нуждается области и контекст смысл параметров, которыми описываются задания по оцениванию ЕНГ. Особенно это затрагивает такие параметры, как тип естественнонаучного знания, содержательные.

( СЛАЙД 9) Характеристика заданий:

• Задания должны содержать как текстовую информацию, так и информации в виде таблиц, диаграмм, графиков, рисунков, схем («несплошные» тексты);

• Задания должны быть основаны на материале из разных предметных областей (для выполнения надо интегрировать разные знания и использовать общеучебные умения);

• В заданиях может быть не ясно, к какой области знаний надо обратиться, чтобы определить способ действий или информацию для постановки и решения проблемы;

• Задания могут требовать привлечения дополнительной информации или, напротив, содержать избыточную информацию и«лишние данные»;

• Задания должны быть комплексными и структурированными, состоящими из нескольких взаимосвязанных вопросов

(СЛАЙД 10) Инструментарий PISA: не типичные учебные задачи по физике, химии или математике, характерные для российской школы, а близкие к реальным проблемные ситуации, связанные с разнообразными аспектами окружающей жизни и требующие для своего решения не только знания основных учебных предметов, но и сформированности общеучебных и интеллектуальных умений. Содержание каждого задания формируется не по предметному принципу, а относится к одному из контекстов:

Контекстом можно назвать тематическую область, к которой относится описанная в задании проблемная ситуация. Например, в PISA эти ситуации группируются по следующим контекстам:

• здоровье;

• природные ресурсы;

• окружающая среда;

• опасности и риски;

• связь науки и технологий.

При этом каждая из ситуаций может рассматриваться на одном из трех уровней: личностном (связанном с самим учащимся, его семьей, друзьями), местном/национальном (связанном с проблемами данной местности или страны) и глобальном (когда рассматриваются явления, происходящие в различных уголках мира). Посмотрим, например, как выглядит на разных уровнях ситуация, относящаяся к контексту «связь науки и технологий» и содержательному типу знания «Физические системы». На личностном уровне она может быть связана с работой бытовых электрических приборов. На местном/национальном уровне – с работой ветряного электрогенератора, используемого для обеспечения энергией небольшого поселения. На глобальном уровне – с использованием в целом возобновляемых и не возобновляемых источников энергии.

Контекст – очень важное условие того, чтобы данное учебное задание можно было считать заданием на естественнонаучную грамотность. Ведь ЕНГ (как и другие виды функциональной грамотности) как раз и предполагает способность применить знания в реальной ситуации, а не в рафинированных абстрактных условиях. На последнее рассчитаны задания (задачи) другого типа.

Именно наличие контекста, в который помещена проблемная ситуация, дает ответ на вопрос, зачем может понадобиться то или иное естественнонаучное знание. Задания (задачи) вне контекста оставляют этот вопрос открытым, что делает для многих учеников бессмысленным приложение усилий к таким задачам.

• Задания имеют межпредметную основу.

• Приоритеты в заданиях:

  • с точки зрения содержания – экологические вопросы;

  • с точки зрения компетенций – методы научного исследования

(СЛАЙД 11) Модель заданий по оцениванию ЕНГ

Задания, как правило, основаны на проблемном материале, включающем текст, графики, таблицы и связанные с ними вопросы. В свою очередь, каждый из вопросов в составе этих заданий классифицируется по следующим категориям:

• умение, на оценивание которого направлен вопрос;

• тип естественнонаучного знания, затрагиваемый в вопросе;

• контекст;

• познавательный уровень (или степень трудности) вопроса.

Эти задания нацелены на проверку умений, характеризующих ЕНГ, но при этом должны основываться на ситуациях, которые можно назвать жизненными, реальными или просто интересными ребятам.

(СЛАЙД 12) В Российской академии образования ( Институте стратегии развития МИНИСТЕРСТВЕ ПРОСВЕЩЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ) образования создан открытый банк заданий для формирования функциональной грамотности , предложены характеристики заданий и система оценивания, а также представлены методические комментарии по формированию ЕНГ к открытому банку заданий, который постоянно пополняется. В настоящее время подготовлены к публикации учебные пособия для формирования функциональной грамотности.

(СЛАЙД 13) Трудность любого вопроса – это сочетание его собственной интеллектуальной сложности (т.е. сложности требуемых мыслительных процедур) и объема знаний и умений, необходимых для выполнения задания. Выделяются следующие познавательные уровни:

• Низкий

Выполнять одношаговую процедуру, например, распознавать факты, термины, принципы или понятия, или найти единственную точку, содержащую информацию, на графике или в таблице.

• Средний

Использовать и применять понятийное знание для описания или объяснение явлений, выбирать соответствующие процедуры, предполагающие два шага или более, интерпретировать или использовать простые наборы данных в виде таблиц или графиков.

• Высокий

Анализировать сложную информацию или данные, обобщать или оценивать доказательства, обосновывать, формулировать выводы, учитывая разные источники информации, разрабатывать план или последовательность шагов, ведущих к решению проблемы.

(СЛАЙД 14) Методический инструментарий должен содержать компетентностные задания, экспериментальные работы исследовательского типа, анализ первичных научных данных и др.

Типы вопросов:

• Задания на объяснение явлений и фактов:

«Что будет, если…?», «Попробуй объяснить», «Объясни»

• Задания на применение методов познания:

«Как узнать?»

• Задания на формирование умений делать выводы на основе данных:

«Сделай вывод»

(СЛАЙД 15) ПРИМЕР ЗАДАНИЯ PISA получение энергии за счет ветра

(СЛАЙД 16) Пример задания из Открытого банка по формированию функциональной грамотности (БЕРЕГИТЕ ПТИЦ!) структура содержательного знания при мониторинге ЕНГ в 7 классе может быть примерно такой же, как в исследовании PISA для 15-летних учащихся.

Сюжет задания связан с особенностями питания птиц и их местом в природных пищевых цепях. Мотивационный потенциал задания обусловлен интересом детей к птицам, особенно к тем, которые обитают поблизости.

Комплексное задание включает 4 отдельных задания. Задание 1/4, наиболее простое из всех четырех, относится к компетенции «интерпретация данных для получения выводов» и предполагает анализ количественных табличных данных. Задание 2/4, опирающееся на результат выполнения задания 1/4, относится к компетенции «научное объяснение явлений». Это, напротив, достаточно сложное задание, поскольку оно требует от учащихся мысленно связать несколько факторов, привлекая для объяснения такие понятия (не упоминаемые в условии задания), как энергия и скорость обмена веществ. Задание 3/4 также относится к компетенции «научное объяснение явлений» и предполагает применение соответствующих биологических знаний для построения пищевой цепи с участием птиц. Это задание, в частности, показывает полезную роль в птиц в сохранении растительных пищевых ресурсов, необходимых человеку. Задание 4/4 относятся к компетенции «применение методов естественнонаучного исследования». Здесь учащимся нужно различить те данные, которые можно получить в результате наблюдения за птицами, и данные, которые могут быть получены из специально организованного эксперимента.

В целом комплексному заданию «Берегите птиц!» можно приписать средний уровень сложности, хотя оно включает отдельные задания как низкого (порогового) уровня (1/4), так и высокого уровня (2/4).

Задание можно использовать на уроках биологии при изучении животных и обсуждении взаимосвязей живых организмов в экосистемах.

(СЛАЙД 17) Конечно, формировать ЕНГ можно не только с использованием специально созданных заданий PISA. ) Развивать функциональную грамотность в школе нужно на протяжении всего обучения. Важно не «натаскивать» учеников на новый тип заданий, а учить работать с информацией в непривычной ситуации и применять знания для достижения цели. Функциональная грамотность проявляется в решении проблемных задач, выходящих за пределы учебных ситуаций, и не похожих на те задачи, в ходе которых приобретались и отрабатывались знания и умения. По моему мнению, используя самые разные методы и технологии, мы формируем практическое применение знаний и универсальных учебных действий учащихся, в том числе и ЕНГ. Например, задания по формированию ЕНГ в форме дебатов ( Нужны ли ГМП ? )

(СЛАЙД 18) Пример задания по формированию ЕНГ в форме кейса научно-исследовательского типа (Айсберги).

Задача учителя заключается в формировании у школьников чувства необходимости самообразования и самостоятельного добывания знаний. Но большая часть учащихся не способны самостоятельно добывать знания, следовательно, необходимо разработать задания, которые будут направлять работу учащихся, и тем самым у них будет развиваться функциональная грамотность. Задания могут в большей степени ориентироваться на процедурный тип знания и оценивание таких компетентностей, как понимание особенностей естественнонаучного исследования и интерпретация данных для получения выводов (разумеется, с учетом возрастных возможностей).

(СЛАЙД 19) Пример задания по формированию ЕНГ в форме творческой работы («Создание проекта спасения вод своей местности») Цель исследования: ознакомиться с водными ресурсами родного края;

• выяснить причины высыхания воды в колодцах и прудах;

• определить, как решается проблемы спасения водных объектов родного края на государственном уровне;

• предложить свои пути решения данной проблемы.

Для реализации поставленной цели исследования были поставлены такие задачи: 1. Проанализировать состояние наличия воды в колодцах у жителей поселка. 2. Изучить особенности водных ресурсов региона и залегания подземных вод в нашем регионе. 3. Ознакомиться с материалами Госкомэкополитики при Главе ДНР о том, как решаются проблемы сохранения водных ресурсов на государствеом уровне.

4. Выяснить, что могут сделать учащиеся для спасения пресных вод нашей местности.

(СЛАЙД 20) Пример задания по формированию ЕНГ с использованием кейс-технологии (« Гигиена зрения») Учащимся предлжена ситуация.

Согласно опубликованному Всемирной организацией здравоохранения первому Всемирному докладу о проблемах зрения во всем мире насчитывается не менее 2,2 миллиарда случаев нарушения зрения или слепоты, причем более 1 миллиарда из них являются следствием отсутствия профилактики или лечения.

Задание

Попробуйте объяснить, почему это происходит? Какова ситуация в нашей школе? Выясните типичные причины ухудшения зрения населения и предложите меры профилактики нарушения зрения. Почему при любом повреждении глаза необходимо сразу же обращаться за медицинской помощью?

Работа с кейсом может выполняться как индивидуально, так и в группе.

При этом, у каждого участника образовательного процесса – учителя и обучающегося есть свои функции, которые они должны выполнить.

Новая ситуация, в которую попадает ученик, активизирует его мышление, а решение творческих задач способствуют раскрытию творческого потенциала каждого ученика.

Развитие коммуникативных умений – еще один важный фактор активизации самостоятельности у обучающихся. Каждый ученик должен верить в себя, свои силы и возможности, чтобы почувствовать удовольствие от процесса познания окружающего мира.

Учебный труд интересен, если он разнообразен. А информация, полученная путем самостоятельной работы, более прочно «оседает» в памяти ребенка.

(СЛАЙД 21) Пример задания по формированию ЕНГ в форме исследовательского проекта « Создание национального парка»)

Проект направлен на самостоятельное достижение учащимися учебных географических проблем, имеющих для них жизненный смысл

      Цели урока:

 • Решить самостоятельно учебную географическую проблему.
      • Оценить современное экологическое состояние природы одной из стран Африки..
      • Разработать проект «Создание национального парка в одной из стран Африки»..
      • Научить учащихся самостоятельному поиску необходимой информации, с использованием различных источников.
      • Формировать умения обмениваться информацией, поддерживать разговор, излагать свою точку зрения и обосновывать ее.

(СЛАЙД 22) Формирование функциональной грамотности учащихся в современной образовательной системе может быть решено в контексте каждой образовательной области, а также каждого учебного предмета.

1. Международная оценка образовательных достижений учащихся (PISA). Примеры заданий по естествознанию // Центр оценки качества образования ИСМО РАО. 2007. 115 с.

2. Основные результаты международного исследования PISA-2015 // Центр оценки качества образования ИСРО РАО, 2016. [Электронный ресурс]. www.centeroko.ru (дата обращения: 11.06.2019).

3. Пентин А.Ю., Ковалева Г.С., Давыдова Е.И., Смирнова Е.С. Состояние естественнонаучного образования в российской школе по результатам международных исследований TIMSS и PISA // Вопросы образования.

2018. №1. С. 79-109.

1. Результаты международного исследования TIMSS 2015, 4 класс (краткий отчет на русском языке). / Центр оценки качества образования ИСРО РАО,

2016. [Электронный ресурс]. www.centeroko.ru (дата обращения:

11.06.2019).