Формирование естественнонаучной грамотности обучающихся

Автор: Ильинская Светлана Евгеньевна

Организация: МАОУ «СОШ №22»

Населенный пункт: Новгородская область, г.Великий Новгород

Естественнонаучная грамотность

Естественнонаучная грамотность - это способность человека занимать активную гражданскую позицию по общественно значимым вопросам, связанным с естественными науками, и его готовность интересоваться естественнонаучными идеями 

Международная программа по оценке образовательных достижений учащихся PISA (Programme for International Student Assessment) 2018 год

Противоречие в результатах исследования 

Международные сравнительные исследования (TIMSS) в области образования подтверждают, что российские учащиеся сильны в области предметных знаний, но у них возникают трудности в применении предметных знаний в ситуациях, приближенных к жизненным реальностям (PISA). 

Типы научного знания 

• 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. 
• В нашей практике комплекс знаний, умений, компетентностей, относящихся к типу процедурного знания, принято объединять под рубрикой «Методы научного познания». 

Точка зрения PISA
 

• Задания носят межпредметный
  характер.
• Локально: научить детей использовать получаемые  знания на практике

Что все таки проверяется?

Ученик должен уметь:

• ➢Объяснять
• ➢Исследовать
• ➢Анализировать
• ➢Делать выводы
• ➢Предлагать  альтернативные  варианты

 

Чем отличается новая система заданий от традиционно используемых в отечественной школе?

ВКЛЮЧАЕТ:

• описание реальной ситуации 
• в проблемном ключе, 
• вопросы-задания, связанных с этой ситуацией 

Компетенции в ЕНГ

КАКИЕ КОМПЕТЕНЦИИ ПРОВЕРЯЮТСЯ?

• научное объяснение явлений
• понимание особенностей  естественнонаучного исследования
• интерпретация данных и использование  научных доказательств для получения  выводов

 

«Методы научного познания» 

УНИВЕРСАЛЬНЫЕ  методы 

• 1. Анализ — это приём мышления, который подразумевает разъединение целостного предмета на составляющие части (стороны, признаки, свойства или отношения) с целью их всестороннего изучения. 
• 2. Синтез — это приём мышления, который подразумевает соединение ранее выделенных частей (сторон, признаков, свойств или отношений) предмета в единое целое. 
• 3. Абстрагирование — это приём мышления, который заключается в отвлечении от ряда свойств и отношений изучаемого явления с одновременным выделением интересующих исследователя свойств и отношений. 
• 4.Обобщение — это приём мышления, в результате которого устанавливаются общие свойства и признаки объектов. Операция обобщения осуществляется как переход от частного или менее общего понятия и суждения к более общему понятию или суждению. 
• 5. Индукция — это способ рассуждения и метод исследования, в котором общий вывод строится на основе частных посылок . 
• 6. Дедукция — это способ рассуждения, посредством которого из общих посылок с необходимостью следует заключение частного характера. 
• 7. Аналогия — это приём познания, при котором на основе сходства объектов в одних признаках заключают об их сходстве и в других признаках. Различают две формы проявления аналогии в познании: ассоциативная и логическая аналогии. 
• 8. Моделирование — это изучение объекта (оригинала) путём создания и исследования его копии (модели), замещающей оригинал с определённых сторон, интересующих познание 

 

ЭМПИРИЧЕСКИЕ НАУЧНЫЕ МЕТОДЫ 

      1. ЭМПИРИЧЕСКОЕ ЗНАНИЕ 

В целом, эмпирический уровень познания складывается из следующих основных шагов: 

• Подготовка эмпирического исследования. 
• Получение исходных данных. 
• Формирование научных фактов, на основе полученных данных. 
• Первичная рациональная обработка научных фактов (систематизация, классификация и обобщение) с целью установления эмпирических зависимостей. 

      2. Наблюдение представляет собой целенаправленное восприятие явлений объективной действительности, в ходе которого наблюдатель получает знание о внешних сторонах, свойствах и отношениях изучаемого объекта 

      3. Эмпирическое описание — это фиксация средствами естественного или искусственного языка сведений об объектах, данных в наблюдении. 

      4. Измерение — это познавательная операция, в результате которой получается численное значение измеряемых величин. 

      5. Эксперимент — особый опыт, имеющий познавательный, целенаправленный, методический характер, который проводится в искусственных (специально заданных), воспроизводимых условиях путём их контролируемого изменения 

 

НАУЧНЫЕ МЕТОДЫ 

     1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ЗНАНИЯ. В широком смысле слова под «теоретическим» понимается познавательная деятельность вообще. В этом смысле «теория» часто сопоставляется с практической деятельностью человека. Здесь обычно говорят о соотношении теории и практики, теоретической и практической деятельности человека. 

      2. МЫСЛЕННЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ. В методологии науки мысленный эксперимент трактуется, с одной стороны, как мысленный процесс, представляющий план будущего реального эксперимента; с другой стороны, под мысленным экспериментом понимается особый вид мыслительной деятельности, при котором не просто продумывается ход реального эксперимента, а осуществляется такая комбинация мыслительных образов, которые в действительности вообще не могут быть реализованы. 

 

Контексты 

• 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

Три уровня рассмотрения ситуации 

• Личностный (связанном с самим учащимся, его семьей, друзьями) 
• Местный/национальный (связанном с проблемами данной местности или страны) 
• Глобальный (когда рассматриваются явления, происходящие в различных уголках мира) 

 

Уровень познавательных действий 

• 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. 

Набор форматов заданий, используемых в мониторинге ЕНГ 

Формат заданий	PISA-2018	Мониторинг ЕНГ  8 класс	Мониторинг ЕНГ  9 класс
С выбором одного правильного ответа, включая перетаскивание объектов	30%	49%	42%
С выбором нескольких правильных ответов (множественный выбор)	40%	12%	6%
С развернутым ответом	27%	39%	52%
Интерактивные задания	3%	-
Итого	100%	100%	100%

 

Задачи по химии

    Вам необходимо проводить штукатурные работы. Все материалы были куплены заранее. Как можно определить, пригодна ли запасенная вами известь для приготовления штукатурного раствора?

   Ответ: При хранении гашеной извести, она реагирует с углекислым газов, содержащимся в воздухе с образованием карбоната кальция. Присутствие карбоната в гашеной извести можно обнаружить пробой с любой кислотой (выделение СО₂). Если газ выделяется очень сильно, известь непригодна для побелки. 

 

       Две хозяйки готовились к стирке. Первая подогрела воду до 60 градусов и замочила в ней белье, вторая нагрела воду до кипения, прокипятила ее 5 минут, а затем охладила до 60 градусов и только после этого начала стирку. У кого белье лучше отстирается? Каким простым опытом это можно доказать и как объяснить?

       Ответ: Мыло и другие моющие средства намного эффективнее действуют в мягкой воде. Жесткость воды обусловлена наличием в ней гидрокарбонатов кальция и магния, которые при кипячении выпадают в осадок в виде карбонатов:

       Ca(HCO₃)₂ = CaCO₃+H₂O+CO₂

       Mg(HCO₃)₂ = MgCO₃+H₂O+CO₂

       При нагревании воды до 60 градусов эти реакции не происходят, и вода остается жесткой. Поэтому белье лучше отстирается у той хозяйки, которая прокипятила воду. Это легко доказать простым опытом: опустить по кусочку мыла в подогретую воду и воду той же температуры, но предварительно прокипяченную. В прокипяченной воде мыло растворится почти без осадка, а в сырой воде образуется осадок в виде хлопьев. Образование осадка стеаратов кальция и магния происходит за счет взаимодействия растворенных солей кальция и магния с мылом.

       Следует помнить, что кипячением можно устранить только карбонатную, или временную, жесткость воды, а постоянная жесткость, обусловленная присутствием сульфатов и хлоридов кальция и магния, устраняется только действием соды:

       СaSO₄+Na₂CO₃=CaCO₃+Na₂SO₄

        MgSO₄+Na₂CO₃=MgCO₃+Na₂SO₄

 

     Скорлупа яиц состоит преимущественно из карбоната кальция СаСО₃. Подсчитайте, сколько кальция теряет организм курицы с каждым снесенным яйцом, если масса скорлупы в среднем 10 г, и сколько кальция должна получить несушка с кормами в течение года, если средняя яйценоскость составляет 220 яиц в год. Определите также годовой запас мела для домашней птицефермы, если на ней содержат 5 кур – несушек.

     Ответ: Молярная масса карбоната кальция 100 г/моль.

     Массовая доля кальция в этом соединении 40%, т.е. 10 г скорлупы содержится 4 г кальция.

     С каждым яйцом курица теряет 4 г кальция, за год – 

      220 х 4 = 880 г. Такое количество кальция должна за год получить каждая несушка. Для расчета годового запаса мела проще воспользоваться весом скорлупы, которая состоит из карбоната кальция. 

     10г х 220 х 5 = 11000  Т.о. надо запасти 11 кг мела.

 

 

    Многим известен способ лечения насморка или радикулита с помощью поваренной соли. Ее нагревают на сковороде или в духовке, насыпают в мешочек из плотной ткани, а мешочек прикладывают к больному месту на несколько часов. Какие свойства поваренной соли использованы в этом рецепте? Кстати, вместо соли можно использовать и чистый песок, который, как известно, состоит преимущественно из SiO₂.

     Ответ: В данном случае играют роль не химические, а физические свойства хлорида натрия: его довольно высокая теплоемкость. Аналогичными свойствами обладает и песок.

 

      В одной старинной книге описан фокус с букетом тюльпанов. Вначале зритель видит вазу с алыми цветами, затем фокусник накрывает ее непрозрачным колпаком, а когда тот снимается, тюльпаны оказываются… синими! В чем секрет опыта?

         Выберите правильный ответ:

      1) в вазу, где они стояли, незаметно капнули соляную кислоту, обладающую кислотными свойствами. Она, испаряясь, проникла в ткани растений, воздействовала на антоцианы, и цвет лепестков изменились с красного на синий.

      2) в вазу, где они стояли, незаметно налили нашатырный спирт, обладающий щелочными свойствами. Он, испаряясь, проник в ткани растений, воздействовал на антоцианы, и цвет лепестков изменились с красного на синий.

       3) в вазу, где они стояли, незаметно налили раствор нитрата натрия. Он, испаряясь, проник в ткани растений, воздействовал на антоцианы, и цвет лепестков изменились с красного на синий.

 

    Определите какой из процессов является химическим, а какой физическим:

    1.Горение дров в камине

    2.Растворение глауберовой соли в воде

    3.Испарение воды из луж

    4.Коррозия водопроводных труб

    5. Разложение пищи под действием желудочного сока

    6. Нагревание сковородки на электрической плите

    Ответ: Химические -1,4,5 

 

Кодификатор, который используется для разработки и оценки выполнения заданий по ЕНГ

	Оцениваемые компетенции, умения	Характеристика учебного задания, направленного на формирование/оценку умения
1	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.
2	Преобразовывать одну форму представления данных в другую	Предлагается преобразовать одну форму представления научной информации в другую, например: словесную в схематический рисунок, табличную форму в график или диаграмму и т.д.
3	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.
4	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.

 

Используемые ресурсы

• http://skiv.instrao.ru/content/board1/obshchie-podkhody/ 
• http://www.centeroko.ru/ 

1. file0.pptx.zip (131,7 КБ)

Опубликовано: 10.11.2022