Формирование функциональной грамотности учащихся при обучении химии и биологии



Современный мир — это постиндустриальное общество, которому соответствует экономика знаний с новыми ценностями: информация и интеллект, производящий и обрабатывающий данную информацию. Сейчас фундаментальные показатели развитости демонстрируют государства-участники Организации экономического сотрудничества и развития (ОЭСР).Сегодня перед нашей системой образования стоит проблема повышения конкурентоспособности образования, его адаптации к складывающимся жизненным реалиям, так как в современном обществе человек живет и действует в условиях, требующих высокого профессионализма и значительных интеллектуальных усилий для принятия правильных решений в различных жизненных ситуациях.Как обозначено в Государственной программе развития образования и науки Республики Казахстан на 2016–2019 годы и Национальном плане действий по развитию функциональной грамотности школьников на 2012–2016 годы, необходимо улучшить результаты казахстанских общеобразовательных школ в международных сравнительных исследованиях PISA и ТIMSS, повысить конкурентоспособность образования и науки, развивать человеческий капитал для устойчивого роста экономики

В связи с этим, казахстанское образование должно быть ориентировано на развитие навыков у детей применять знания в разнообразных учебных и жизненных ситуациях, межличностном общении и социальных отношениях.Особый интерес представляет анализ международных тенденций в оценке качества образования, изучение систем мониторинга результатов обучения. PISA (ProgrammeforInternationalStudentAssessment) — международное исследование оценки уровня математической, читательской и естественнонаучной грамотности 15-летних обучающихся. Цель исследования: оценить, обладают ли обучающиеся, получившие общее обязательное образование, знаниями и умениями, необходимыми для полноценного функционирования в обществе (функциональная грамотность).Так как во многих странах образовательные программы имеют общие направления, и к этому возрасту завершается обязательное обучение в школе именно на данном этапе образования важно определить состояние тех знаний и умений, которые могут быть полезны учащимся в будущем, а также оценить способности учащихся самостоятельно приобретать знания, необходимые для успешной адаптации в современном мире. Дополнительно к оценке образовательных достижений изучается влияние на эти достижения различных факторов, связанных с учащимися и их семьями, школой и образовательными возможностями, существующими вне школы.

Этот проект координирует Организация экономического сотрудничества и развития. Исследование реализуется Консорциумом с участием ведущих международных организаций в области образования. Проект PISA предоставляет возможность сопоставить различные системы образования и использовать опыт ведущих стран ОЭСР при разработке национальных стратегий образования. Исследование проводится трехлетними циклами. В каждом цикле определяется приоритетное направление.

Читательская грамотность	2000, 2009,2018
Математическая грамотность	2003, 2012
Естественнонаучная грамотность	2006, 2015

Казахстан впервые принял участие в исследовании PISA — 2009 в целях получения достоверной информации об уровне образовательных достижений 15-летних обучающихся. Для нашей страны участие в PISA-2009 было продиктовано рядом факторов, определяющих необходимость реформирования контрольно-оценочной системы образования: интеграция казахстанской системы образования в мировое образовательное пространство. Из 65 стран по грамотности чтения казахстанские школьники заняли 59 место, по естественнонаучной грамотности — на 58 позиции, по математической грамотности — 53 место.

В международном сравнительном исследовании PISA-2012 основное внимание было уделено проверке математической грамотности 15-летних школьников. Это означало, что 2/3 тестовых заданий были ориентированы на выявление уровня математического мышления и использования математических терминов при решении логических задач, умение математически мыслить и применять нестандартные методы решения.В общем зачете казахстанские обучающиеся набрали 393 балла. Процент выполнения тестовых заданий PISA-2012 составил 38 %.

В целом, сравнительные данные PISA-2009 и PISA-2012 отражены в таблице 1.

Таблица 1

Дисциплины	Рейтинг		Коэффициент значимости рейтинга		Коэффициент прироста врейтинге
	2009 год	2012 год	2009 год	2012 год
Читательская грамотность	59 из 65	63 из 65	1,1	1,03	-0,07
Математическая грамотность	53 из 65	49 из 65	1,23	1,33	+0,1
Естественнонаучная грамотность	58 из 65	52 из 65	1,12	1,25	+0,13

Если PISA-2009 делает неутешительные итоги для Казахстана, то участие в PISA-2012 показало определенные позитивные сдвиги. Вместе с тем, полученные результаты пока еще ниже среднего показателя по ОЭСР.В 2015 году приоритетным направлением исследования стала «естественнонаучная грамотность», предполагающая не только краткие, но и свободно-конструируемые ответы участников тестирования. Формат заданий включает текст, таблицы, диаграммы, графики, карты, рекламные буклеты и различные инструкции.Итоги PISA-2015 будут официально представлены ОЭСР в декабре 2016 года.

Так как я являюсь учителем химии и биологии, то мне необходимо на своих уроках формировать естественнонаучную грамотность учащихся, то есть научить их эффективно применять усвоенные знания в практической ситуации и успешно использовать в процессе социальной адаптации. Для этого нужно в первую очередь ознакомиться со структурой заданий PISA. Тестовые задания PISA по естественнонаучной грамотностиимеют следующую структуру:

1. Контекст: личный; местный/национальный; глобальный;

(Требуют от учащихся продемонстрировать компетенции)

2. Компетенции: способность объяснять явления с естественнонаучной точки зрения; оценивать и разрабатывать научные исследования; интерпретировать данные и доказательства с научной точки зрения.

(На то, как учащийся делает это, оказывают влияние знания и отношения)

3. Знания: естественнонаучное знание; знание о науке.
4. Отношения:интерес к естественным наукам и технике; признание важности научных подходов к исследованиям; осознание экологических проблем.

Особое место в представлении о функциональной грамотности занимает деятельностная грамотность, или способность ставить и изменять цели и задачи собственной деятельности, осуществлять коммуникацию, реализовывать простейшие акты деятельности в ситуации неопределенности, применяя естественнонаучную грамотность. Так, понятие естественнонаучной грамотности, под которым понимается не только владение учащимися традиционными умениями, знаниями и навыками, но и в жизни нужно уметь использовать полученные знания на практике: читать инструкции и этикетки по использованию различных химических веществ, стиральных порошков, чистящих средств в быту, приготовление растворов в консервировании, солении и т. д., читать инструкции по применению лекарств и т. д.

Согласно такому представлению о функциональной грамотности, её диагностика включает в себя:

1. Процесс овладения грамотностью, т. е. освоение химического и биологического языков и без которых невозможно получение информации и использование знаний в той или иной сфере жизни и деятельности.
2. Процесс обучения, т. е. освоение знаний, умений, навыков по предмету и учебным дисциплинам.
3. Процесс подготовки, т. е. адаптация имеющихся и получаемых знаний, умений и навыков для выполнения практической, лабораторной работы, использование алгоритма при решении задач или для занятия определенного социального положения.
4. Процесс воспитания, т. е. освоение правил и норм культуры, традиций и особенностей народа, социального положения.
5. Процесс образования, в узком значении этого термина, т. е. составная часть интегрального процесса образования, имеющая целью обеспечить общий уровень культуры и знакомство с ценностями, установками и стандартами цивилизации.

В своей практике использую следующие примеры заданий на формирование функциональной грамотности у учащихся по химии:

Задания к теме: «Ознакомление с устройством спиртовки, пламени»

1. При нагревании жидкости в пробирке вы…

а) наливаете жидкости побольше, чтобы посильнее плескалось и брызгало, заливало стол и тетради,

б) нагревая, заглядываете внутрь пробирки в надежде увидеть скорейшее закипание,

в) помните, что держать горячую пробирку пальцами неудобно, вы должны заставить кого-нибудь из соседей сделать это или положите пробирку на свою тетрадь.

2. Представьте, что работаете в химической лаборатории и подруга принесла пирожное и предлагает попить чайку- вы…

а) завариваете чай на спиртовке в химическом стакане и “расчищаете” место для пирожного на рабочем столе,

б) приглашаете зайти в другую комнату, где не проводятся опыты.

в) предложите свой вариант.

3. Вы получили ожог от пламени спиртовки

а) смазываете ожог зеленкой,

б) промоете раствором марганцовки,

в) смажете растительным маслом,

г) промоете и положите стерильную повязку.

По теме: “Галогены”

1. Вам надо удалить пятна различного происхождения: ржавчина, сливочное масло, кофе, йод, морковный сок, вишневый сок мясной соус. В вашем расположении: персоль, стиральный порошок, Уф — лампа, зубной порошок, бензин, лимонная кислота. Подберите средства выведения для каждого пятна.
2. В результате проведения опытов выделился газ- хлор. Чтобы не надышаться, нужно

а) прекратить проведение опыта

б) вызвать учителя

в) открыть окно

г) одеть ватно-марлевую повязку

3. Почему вокруг газоотводной трубки помещают ватку при получении хлороводорода:

а) чтобы была герметична;

б) чтобы хлороводород не выделялся в воду

По теме «Энергия химических реакций»

1. Вычислить количество теплоты, которое выделилось при окислении 90 гр. глюкозы.
2. Человек в теплой комнате съедает 100 гр. Сыра (энергетическая ценность его составляет 15,52 кДж/г). Если предположить, что в организме не происходит накопление энергии, то какую массу воды он испарил с поверхности кожи, чтобы установилась первоначальная температура?
3. На какую высоту можно подняться человеку массой 75 кг, если считать, что на работу тратится 25 % энергии?

Работа с текстом. Задание «Одежда».

Прочтите текст и ответьте на вопросы.

Группа британских ученых разрабатывает «умную» одежду, которая поможет детям с отклонениями в развитии «заговорить». Ребенка, одетого в жилет из уникального электротекстиля, который подсоединен к синтезатору речи, можно будет понять просто по его постукиванию по чувствительной к прикосновению ткани.

Материал сделан из обычной ткани, переплетенной содержащими уголь волокнами, которые могут проводить электрический ток. При надавливании на ткань, сигнал, проходящий через волокна-проводники, усиливается, и компьютерный элемент может определить место прикосновения на ткани. Этот элемент может управлять любым подсоединенным к нему электронным устройством, размеры которого не превысят двух спичечных коробков.

«Главное заключается в том, как мы переплетаем ткань и передаем через нее сигналы: мы можем вплести специальные волокна в уже существующие рисунки тканей так, что вы этого не заметите», — говорит один из ученых.

Не повредив материал, его можно стирать, наматывать вокруг предметов или складывать. Ученый говорит также, что материал можно запустить в дешевое массовое производство.

Вопрос 1: Можно ли качества материала, о которых говорилось в тексте, проверить с помощью научного эксперимента в лаборатории?

Обведите «Да» или «Нет».

Материал можно	Может ли качество материала быть проверено спомощью научного эксперимента влаборатории?
стирать, не повредив его	Да / Нет
наматывать вокруг предметов, не повредив его	Да / Нет
складывать, не повредив его	Да / Нет
запустить в дешевое массовое производство	Да / Нет

Вопрос 2: Какие процессы можно наблюдать при эксплуатации данного материала? Насколько практично использование таких материалов?

Примерные задания на функциональную грамотность по биологии:

Какая болезнь описана в рассказе И. С. Тургенева «Живые мощи» из «Записок охотника»:

«…Голова совершенно высохшая, одноцветная, бронзовая — ни дать, ни взять икона старинного письма, нос узкий, как лезвие ножа; губ почти не видать — только зубы белеют и глаза, да из-под платка выбиваются на лоб жидкие пряди жёлтых волос. … руки тоже бронзового цвета»? Каковы причины этой болезни?

Ответ:

Бронзовая болезнь или Аддисонова болезнь (по имени описавшего ее английского врача Т. Аддисона) — это заболевание железы внутренней секреции надпочечников, при которой нарушается обмен солей между кровью и тканями тела.

Работа с текстом:

С глубокой древности человека интересовали особенности состава и строения крови. Кровь человека представляет собой красную непрозрачную жидкость. При центрифугировании она разделяется на два слоя: верхний слой — слегка желтоватая жидкость — плазма и нижний — осадок темно-красного цвета. На границе между осадком и плазмой имеется тонкая светлая пленка. Осадок вместе с пленкой образован форменными элементами (клетками крови) — эритроцитами, лейкоцитами и кровяными пластинками (тромбоцитами). И хотя врачи научились определять по состоянию крови тип заболевания, лечить многие болезни, связанные с кровью, тем не менее, остается много опасных заболеваний крови. Одно из них гемофилия. Гемофилия — генетическая болезнь, связанная с нарушением свертываемости крови. Из-за нехватки одного из факторов, участвующих в свертывании, тромб, препятствующий кровопотери, образуется очень медленно или не образуется вообще. Эта наследственная аномалия проявляется лишь у мужчин, в то время как женщины являются носительницами данного гена, но редко подвержены болезни. У гемофиликов, даже незначительные раны, могут привести к смертельным кровопотерям.

Задание 1. Царевич Алексей, сын русского царя Николая II, страдал тяжелой формой гемофилии. Укажите причину возникновения гемофилии у царевича.

А. Унаследовал ген гемофилии от отца.

Б. Унаследовал ген гемофилии от матери.

В. Заразился гемофилией от сестры Анастасии.

Ответ: Б.

Задание 2. Известно, что при глубоких порезах следует наложить жгут выше раны и отвезти раненого человека в больницу для наложения швов. Предположите, поможет ли наложение жгута и шва гемофилику при порезах. Ответ поясните.

Ответ:

Нет, не поможет, так как у здорового человека эти меры способствуют остановке кровотечения за счет образования тромба, а у гемофиликов тромб не образуется. Поскольку не хватает одного из факторов свертываемости, то даже наложение жгута лишь уменьшит скорость кровотечения, но не остановит его. Гемофилику нужно ввести в кровь один из недостающих факторов свертываемости.

Задание 3. Соотнесите тексты с рисунками.

1. Эритроцит — двояковогнутый безъядерный диск, содержащий пигмент гемоглобин (гемо– железо; глобин– белок). Основная функция: перенос кислорода.
2. Тромбоциты — маленькие кровяные пластинки, латающие «пробоины» в сосудах, содержащие тромбопластин и участвующие в свертываемости крови.
3. Лейкоциты — «мохнатые» белые шарики, способные к «пожиранию» инородных тел (вирусов и бактерий), отвечающие за иммунитет.

Ответ: 1 — Б, 2- А, 3-В

Задание 4. Иммунитет — защита нашего организма. Как вы считаете, существует иммунитет от заболевания гемофилии? Почему? Ответ обоснуйте…

Ответ:

Нет, так как это наследственная аномалия. Для наследственных заболеваний не существует иммунитета, так как происходит «повреждение» в наследственном аппарате (генах).

Как показывает опыт педагогической деятельности, ученики могут знать суть вопроса, но не всегда могут поделиться своими знаниями, т. е. их коммуникативная компетентность не сформирована полностью. С одной стороны, хорошо известно, что глубокое, основательное понимание предмета формируется тогда, когда ты можешь донести очень сложную информацию доступным собеседнику языком. С другой стороны, при решении заданий учащемуся приходится все чаще опираться на свой жизненный опыт, привлекать знания, полученные на других предметах естественнонаучного цикла, уметь высказывать предположения, принимать решения или отвергать их.

Современные подходы в образовании, ориентированные на результат, требуют изменений в учебной подготовке учащихся. Необходимо использовать опыт, полученный во время международных исследований. Анализ их целей и особенностей их инструментария, позволили выявить трудности с заданиями, которые встретились казахстанским учащимся при проведении международных исследований, и на которые рекомендуется обратить особое внимание при проведении учебной работы с учащимися. Совершенствуется и технология проведения исследования. В PISA-2015 57 стран из 71 приняли участие в компьютерном формате, который позволяет определить уровень читательской, математической и естественнонаучной грамотности на основе IT-навыков. ОЭСР рассматривает возможность в перспективе введения нового четвертого направления «Глобальные компетенции». Этот тест оценивает креативность, критическое мышление, лидерство и способность 15-летних учащихся адаптироваться в заранее спроектированной нестандартной ситуации.

Литература:

1. Государственная программа развития образования и науки в Республике Казахстан на 2016–2019 годы. — Астана,2016г.
2. Национальный план действий на 2012–2016 годы по развитию функциональной грамотности. — Астана, 2012г.
3. Национальный отчет по итогам международного исследования PISA-2009 в Казахстане //Т. М. Амреева, У. М. Абдигапбарова, Ж. Р. Азмаганбетова, Ж. Н. Базарбекова, Н. Т. Байгелова. — Астана: НЦОКО, 2010. — 155 с.
4. Основные результаты международного исследования образовательных достижений 15-летних обучающихся PISA-2012 //А.Култуманова и др. — Астана: НЦОСО, 2013. — 283 с.
5. Международное исследование PISA: Методическое пособие. — Астана: НЦОСО, 2012. — 115 с.
6. Международная программа PISA. Примеры заданий по чтению, математике и естествознанию. — М.: Центр оценки качества образования ИСО РАО, 2003. — 99 с.
7. Вилисова Татьяна Валерьевна. Варианты компетентностно-ориентированных заданий по биологии и методические рекомендации к ним учитель биологии МАОУ «Гимназия № 10» г. Пермь.
8. Евстифеева А. Г. Дидактические материалы к урокам химии. Ростов-на-Дону: Феникс 2004 г.