Естественно –научная грамотность

ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНАЯ ГРАМОТНОСТЬ

Учитель химии-биологии МБОУ лицея №104

г. Минеральные Воды

Затонская Г.И.

© АО «Издательство «Просвещение» 2020

Концептуальная рамка оценки функциональной грамотности в исследовании PISA

Естественно-научные предметы

Методология

Содержательная

модель

• давать научные объяснения,
• применять естественно-научные методы исследования,
• интерпретировать данные, делать выводы

БЛОК

ЗАДАНИЙ

Контексты

или ситуации

Компетентностная

модель

Здоровье, ресурсы

окружающая среда,

связь науки и технологии

© АО «Издательство «Просвещение» 2020

Число комплексных заданий и отдельных заданий к ним по шести направлениям

функциональной грамотности для обучающихся 5-9-х классов.

Область функциональной грамотности

Число комплексных заданий и отдельных заданий для 5-9 класса, разработанных в рамках проекта

Комплексные задания

Математическая грамотность

98

Естественно-научная грамотность

Отдельные задания

328

29

Читательская грамотность

Финансовая грамотность

40

135

324

Г лобальные компетенции

39

199

44

Креативное мышление

208

61

Итого

209

311

1398

Характеристика заданий по ЕНГ

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

Естественно-научно грамотный человек стремится участвовать в аргументированном обсуждении проблем, относящихся к естественным наукам и технологиям, что требует от него следующих компетентностей:

 научно объяснять явления;

 применять естественно-научные методы исследования;

 интерпретировать данные и использовать научные доказательства для получения выводов.

Из этого определения вытекают требования к заданиям по ЕНГ. Они должны быть направлены на формирование или проверку перечисленных выше компетентностей и при этом содержательно основываться на реальных жизненных ситуациях. Типичное комплексное 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-заданий классифицируется по следующим параметрам:

• компетентность, на оценивание которой направлено задание;

• тип естественно-научного знания, затрагиваемый в задании;

• контекст;

• познавательный уровень (или степень трудности) задания .

Компетенции и умения

Каждая из трех основных компетенций, составляющих ЕНГ, включает в себя набор конкретных умений, на формирование или проверку которых может быть непосредственно направлено отдельное задание

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

Делать и научно обосновывать прогнозы о протекании процесса или явления

Предлагается на основе понимания механизма (или причин) явления или процесса обосновать дальнейшее развитие событий .

Компетенции и умения

Описание учебного задания, направленного на формирование/оценку умения

Компетенция: научное объяснение явлений

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.

Объяснять принцип действия технического устройства или технологии

Предлагается объяснить, на каких научных знаниях основана работа описанного технического устройства или технологии.

Компетенции и умения

Описание учебного задания, направленного на формирование/оценку умения

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

Компетенции и умения

Описание учебного задания, направленного на формирование/оценку умения

Компетенция: применение естественно-научных методов 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 .

Компетенции и умения

Описание учебного задания, направленного на формирование/оценку умения

Компетенция: интерпретация данных и использование научных доказательств для получения выводов

Анализировать, интерпретировать данные и делать соответствующие выводы

Преобразовывать одну форму представления данных в другую

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

Предлагается преобразовать одну форму представления научной информации в другую, например: словесную в схематический рисунок, табличную форму в график или диаграмму и т.д.

Компетенции и умения

Описание учебного задания, направленного на формирование/оценку умения

Компетенция: интерпретация данных и использование научных доказательств для получения выводов

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.

О ценивать 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.

Типы научного знания

Каждая из компетентностей, оцениваемых в задании, может демонстрироваться на материале научного знания следующих типов:

• 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 .

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 .

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.

Определение познавательного уровня, или степени трудности

Модель заданий по естественно-научной грамотности в формате PISA

В измерительном инструментарии (заданиях) мониторинга ЕГ эти компетенции выступают в качестве компетентностной области оценки . В свою очередь , объектом проверки (оценивания) являются отдельные умения, входящие в состав трех основных компетенций ЕГ. Основа организации оценки ЕГ включает три структурных компонента:

- контекст , в котором представлена проблема;

- содержание естественнонаучного образования, которое используется в заданиях;

-компетентностная область , необходимая для того, чтобы связать контекст, в котором представлена проблема, с естественнонаучным содержанием, необходимым для её решения.

Принятое определение ЕГ и составляющих ее компетенций повлекло за собой разработку особого инструментария исследования: учащимся предлагаются не типичные учебные задачи, характерные для традиционных систем обучения и мониторинговых исследований естественнонаучной подготовки, а близкие к реальным проблемные ситуации, представленные в некотором контексте и разрешаемые доступными учащемуся средствами естественнонаучных предметов.

Содержательная область оценки (распределение заданий и баллов по отдельным областям)

Примерное распределение заданий по содержательным областям

Содержательная область

Число заданий в работе

Вариант 1

Живые системы

Вариант 2

5

Физические системы

6

Науки о Земле и Вселенной

11

8

Итого

1

16

15

Компетентностная область оценки (распределение заданий и баллов по отдельным компетентностным областям)

Распределение заданий по компетентностным областям

Компетентностная область

Число заданий в работе

Научное объяснение явлений

Общее

Применение естественнонаучных методов исследования

15

Вариант 1

Интерпретация данных и использование научных доказательств для получения выводов

Вариант 2

8

8

7

8

Итого

4

4

4

31

4

16

15

Контекст (распределение заданий и баллов по отдельным контекстам)

Распределение заданий по контекстам

Контекст

Число заданий в работе

Общее

Личный

13

Вариант 1

Местный/национальный

Глобальный

Вариант 2

6

4

3

Итого

7

14

1

7

31

7

16

15

Уровень сложности задания (распределение заданий по отдельным уровням )

В работу входят задания трех уровней сложности: низкий, средний, высокий.

Распределение заданий по уровням сложности

Уровень сложности

Число заданий в работе

Низкий

Общее

Средний

Вариант 1

9

Высокий

5

15

Вариант 2

Итого

7

7

4

4

8

31

3

16

15

Тип задания по форме ответов

В вариантах используются следующие типы заданий :

с выбором одного верного ответа

с выбором нескольких верных ответов

с кратким ответом (в виде текста (букв, слов, цифр)

с развернутым ответом

с выбором ответа и пояснением к нему

на установление соответствия

Распределение заданий по типам

Типы заданий

Число заданий в работе

С выбором одного верного ответа

Общее

С выбором нескольких верных ответов

Вариант 1

8

С кратким ответом

Вариант 2

4

7

1

С развернутым ответом

3

4

4

С выбором ответа и пояснением к нему

1

13

На установление соответствия

1

7

Итого

1

6

1

31

1

16

15

Система оценки выполнения работы

  В работу входят задания, которые оцениваются одним баллом, и двумя баллами.

В варианте 1 заданий, которые оцениваются одним баллом – 9, двумя баллами – 7.

Максимальный балл по варианту 1 составляет 23 балла.

В варианте 2 заданий, которые оцениваются одним баллом – 8, двумя баллами – 7.

Максимальный балл по варианту 2 составляет 22 балла.

Выполнение отдельных заданий оценивается автоматически компьютерной программой или экспертом в зависимости от типа заданий.

Задания с выбором одного ответа, кратким ответом и некоторые задания с выбором нескольких верных ответов и развернутым ответом оцениваются в 1, 0 баллов. Большинство заданий с развернутым ответом и с выбором нескольких верных ответов оцениваются в 2, 1, 0 баллов: полный верный ответ – 2 балла, частично верный ответ – 1 балл, неверный ответ – 0 баллов.

По результатам выполнения работы на основе суммарного балла, полученного учащимся за выполнение всех заданий, условно определяется уровень сформированности естественнонаучной грамотности:

Недостаточный: от 0 до 3 баллов

Низкий: от 4 до 10 баллов

Средний: от 11 до 1 5 баллов

Повышенный: от 1 6 до 19 баллов

Высокий: от 20 до 23 баллов (вариант 1) и от 20 до 22 баллов (вариант 2)

Использование открытого банка заданий на цифровой платформе по естественно-научной грамотности для формирования индивидуальных траекторий обучающихся

Размещение банка заданий на цифровой платформе РЭШ предоставляет новые возможности для формирования индивидуальных образовательных траекторий учащихся, в том числе для повышения уровня их естественно-научной грамотности.

Процесс формирования индивидуальной траектории может происходить как при активном участии учителя, так осуществляться самостоятельно учеником. При этом параметры этого процесса могут включать:

• движение от простого к сложному;

2) освоение тех или иных содержательных областей (физические системы, системы живых организмов, науки о Земле);

3) акцентирование внимания на определенных компетенциях ЕНГ (в зависимости от интересов учащегося или менее успешного освоения какой-то из компетенций);

4) освоение нового предметного содержания в урочном или внеурочном режиме .

5-9 классы Естественно-научная грамотность

Комплексное задание «Трава Геракла» (5 заданий). Трава Геракла

Введение

Прочитайте введение. Затем нажмите на стрелку ДАЛЕЕ.

ТРАВА ГЕРАКЛА

Однажды, когда Игорь ездил с родителями за город, он увидел гигантское растение с крупными листьями и белыми цветками, собранными в огромный зонтик. Игорь спросил: что это за растение? Родители сказали, что это борщевик Сосновского – ядовитое растение. Сок растения вызывает сильные ожоги, поэтому ни в коем случае нельзя дотрагиваться до него. Игоря поразили необычно большие размеры растения, и он решил узнать о нём побольше.

Из Интернета Игорь узнал, что борщевик Сосновского из-за внушительных размеров называют «гигантский укроп» или «трава Геракла». Это растение иногда вырастает до 4 метров высотой. Оно имеет толстый полый стебель и крупные перистые листья.

Задание 1 / 5

Прочитайте текст, расположенный справа. Для ответа на вопрос отметьте нужный вариант ответа.

Почему борщевик способен вытеснять другие растения?

Отметьте все верные варианты ответа.

 Большие размеры растения

 Ярко-зелёная окраска растения

 Содержание ядовитых веществ в растении

 Растение имеет полый стебель

 Семена прорастают при низкой температуре

Игорь прочитал, что борщевик Сосновского обладает высокой продуктивностью, зимостойкостью и конкурентоспособностью. Растение содержит вещества, подавляющие рост и развитие других растений. Так борщевик зачищает территорию вокруг се

Трава Геракла

Задание 2 / 5

Прочитайте текст, расположенный справа. Запишите свой ответ на вопрос.

Благодаря чему борщевик способен быстро распространяться, захватывая новые территории?

Запишите свой ответ.

Оказалось, что родиной борщевика является Кавказ. После Великой отечественной войны нужны были новые высокопродуктивные кормовые культуры. Для этих целей был отобран Борщевик Сосновского. Сейчас растение не используют для корма животным, но борщевик быстро распространился и стал вытеснять другие растения на захваченных территориях. Одно растение может образовать более 20 тыс. семян. Плоды борщевика способны к распространению с помощью ветра, дождевых и сточных вод, деятельности человека на расстояние до 2 км, но основная масса семян осыпается на землю. Несозревшие семена дозревают в почве. Жизнеспособность семян в естественных условиях сохраняется более 5 лет.

Трава Геракла

Задание 3 / 5

Прочитайте текст и изучите схему, расположенные справа. Для ответа на вопрос отметьте нужный вариант ответа.

На какой стадии развития растения способ «Скосить растение» не будет эффективным в борьбе с борщевиком?

Отметьте один верный вариант ответа.

 При первых всходах

 В период формирования главного стебля

 Во время цветения

 После образования семян

В одной из книг Игорь прочитал, что в настоящее время борщевик получил статус сорного растения и организованы мероприятия по борьбе с этим растением. Он нашёл схему, на которой показаны способы борьбы с борщевиком

Исследуя один из способов борьбы с борщевиком, учёные высадили на специально выделенных участках, где растёт борщевик, растение, которое называют гигантской сахалинской гречихой. Это растение распространено на Дальнем Востоке, растёт очень быстро, вырастает даже выше борщевика и порой достигает высоты 5 м. При этом гигантская гречиха не ядовита, а в молодом возрасте даже съедобна.

Трава Геракла

Задание 4 / 5

Прочитайте текст, расположенный справа. Запишите свой ответ на вопрос.

Какую гипотезу хотели проверить учёные в своём эксперименте? Иначе говоря, какой результат они ожидали увидеть через некоторое время?

Запишите свой ответ.

Задание 5 / 5

Прочитайте текст, расположенный справа. Для ответа на вопрос отметьте нужные варианты ответа.

Какие меры предосторожности нужно соблюдать при борьбе с борщевиком?

Отметьте все верные варианты ответа.

 Избегать прямых контактов с растением

 Работать только в вечернее время суток

 Работать в специальном костюме с капюшоном

 Работать натощак

 Работать в перчатках, защитных очках и респираторе

Игорь прочитал в Интернете, что в соке борщевика Сосновского содержатся ядовитые вещества, повышающие чувствительность кожи человека к ультрафиолетовому излучению. После попадания сока растения на кожу человека под влиянием солнечного света на коже возникают ожоги.

1 . ТРАВА ГЕРАКЛА (1 ИЗ 5). МФГ_ЕС_7_016_01_А8

ХАРАКТЕРИСТИКИ ЗАДАНИЯ:

• Содержательная область оценки: живые системы

• Компетентностная область оценки: научное объяснение явлений

• Контекст: местный

• Уровень сложности: средний

• Формат ответа: задание с выбором нескольких верных ответов

• Объект оценки: применять соответствующие естественно-научные знания для объяснения явления

• Максимальный балл: 1

• Способ проверки: программой

Система оценивания:

Балл Содержание критерия

1 Выбраны ответы: 1 (Большие размеры растения), 3 (Содержание ядовитых веществ в растении), 5 (Семена прорастают при низкой температуре) и никакие другие.

0 Выбраны другие варианты ответа или ответ отсутствует .

ЗАДАНИЕ 2. ТРАВА ГЕРАКЛА (2 ИЗ 5). МФГ_ЕС_7_016_02_А8

ХАРАКТЕРИСТИКИ ЗАДАНИЯ:

• Содержательная область оценки: живые системы

• Компетентностная область оценки: интерпретация данных и использование научных доказательств для получения выводов

• Контекст: местный

• Уровень сложности: средний

• Формат ответа: задание с развернутым ответом

• Объект оценки: анализировать, интерпретировать данные и делать соответствующие выводы

• Максимальный балл: 2

• Способ проверки: экспертом

Система оценивания:

Балл Содержание критерия

2 Дан ответ, в котором приведены не меньше двух аргументов из трех: 1) борщевик образует большое количество семян; 2) семена долго остаются жизнеспособными; 3) семена могут распространяться на большие расстояния.

1 Дан ответ, в котором приведен только один аргумент из трех, указанных выше.

0 Другие ответы или ответ отсутствует.

ЗАДАНИЕ 3. ТРАВА ГЕРАКЛА (3 ИЗ 5). МФГ_ЕС_7_016_03_А8

ХАРАКТЕРИСТИКИ ЗАДАНИЯ:

• Содержательная область оценки: живые системы

• Компетентностная область оценки: научное объяснение явлений

• Контекст: местный

• Уровень сложности: низкий

• Формат ответа: задание с выбором одного верного ответа

• Объект оценки: применять соответствующие естественно-научные знания для объяснения явления

• Максимальный балл: 1

• Способ проверки: программой

Система оценивания:

Балл Содержание критерия

1 Выбран ответ 4 (После образования семян).

0 Выбран другой вариант ответа или ответ отсутствует.

ЗАДАНИЕ 4. ТРАВА ГЕРАКЛА (4 ИЗ 5). МФГ_ЕС_7_016_04_А8

ХАРАКТЕРИСТИКИ ЗАДАНИЯ:

• Содержательная область оценки: живые системы

• Компетентностная область оценки: применение естественно-научных методов исследования

• Контекст: местный

• Уровень сложности: высокий

• Формат ответа: задание с развернутым ответом

• Объект оценки: выдвигать объяснительные гипотезы и предлагать способы их проверки

• Максимальный балл: 2

• Способ проверки: экспертом

Система оценивания:

Балл Содержание критерия

2 Дан ответ, в котором говорится, что ученые ожидали увидеть, что гигантская гречиха вытеснит борщевик с этих участков ИЛИ что через некоторое время там, где рос борщевик, вместо него будет расти гигантская гречиха.

1 Дан ответ, в котором говорится только, что ученые ожидали увидеть, что гигантская гречиха победит (задавит) борщевик, но не указывается, в чем это будет выражаться.

0 Другие ответы или ответ отсутствует.

ЗАДАНИЕ 5. ТРАВА ГЕРАКЛА (5 ИЗ 5). МФГ_ЕС_7_016_05_А8

ХАРАКТЕРИСТИКИ ЗАДАНИЯ:

• Содержательная область оценки: живые системы

• Компетентностная область оценки: интерпретация данных и использование научных доказательств для получения выводов

• Контекст: личный

• Уровень сложности: низкий

• Формат ответа: задание с выбором нескольких верных ответов

• Объект оценки: анализировать, интерпретировать данные и делать соответствующие выводы

• Максимальный балл: 1

• Способ проверки: программой

Система оценивания:

Балл Содержание критерия

1 Выбраны ответы: 1 (Избегать прямых контактов с растением), 3 (Работать в специальном костюме с капюшоном), 5 (Работать в перчатках, защитных очках и респираторе) и никакие другие.

0 Выбраны другие варианты ответа или ответ отсутствует

Результаты естественно-научной грамотности

2020-2021 уч.год

Класс

Участник

9Б

Сумма баллов

Работа 1

9Б

9Б

Процент выполнения

4

Работа 10

9Б

Работа 11

6

Уровень сформированности ФГ

17

26

Низкий

Работа 12

6

9Б

26

Средний

4

Работа 14

9Б

Средний

17

9Б

Работа 15

5

Низкий

9Б

22

Работа 16

6

Низкий

9Б

Работа 17

5

26

22

4

Средний

Работа 19

9Б

Низкий

17

9Б

6

Работа 2

Работа 20

9Б

5

26

Низкий

22

9Б

Работа 22

Средний

5

9Б

7

Низкий

Работа 24

22

Работа 26

9Б

Низкий

6

30

26

4

Средний

Работа 27

9Б

Средний

9Б

17

7

Работа 28

Работа 29

9Б

Низкий

5

30

22

9Б

Работа 3

4

Средний

9Б

6

17

Низкий

Работа 30

Низкий

Работа 4

9Б

4

26

5

17

Работа 5

9Б

Средний

22

8

Работа 6

9Б

Низкий

Низкий

35

9

Работа 7

Средний

39

4

Средний

17

Низкий

Результаты естественно-научной грамотности

2021-2022 уч.год

Класс

Участник

9б

Сумма баллов

Работа 1

9б

9б

Процент выполнения

2

Работа 10

9б

Работа 13

5

Уровень сформированности ФГ

9

22

Работа 14

5

Недостаточный

9б

4

Низкий

22

Работа 15

9б

17

Низкий

4

Работа 16

9б

Низкий

5

Работа 17

17

9б

22

Низкий

1

Работа 18

9б

Низкий

4

8

9б

Работа 19

Работа 2

9б

6

35

Недостаточный

26

9б

Работа 20

Средний

5

22

9б

9

Средний

Работа 21

9б

Работа 25

Низкий

7

39

9б

4

Средний

Работа 26

30

Средний

9б

Работа 3

17

5

3

Низкий

9б

Работа 4

22

9б

Работа 5

6

Низкий

13

Низкий

9б

0

26

Работа 6

9б

Работа 7

Средний

0

7

9

30

Недостаточный

9б

Работа 8

Работа 9

Средний

39

2

9

Средний

5

Недостаточный

22

Низкий

Результаты естественно-научной грамотности

2020-2021 уч.год

Класс

Участник

9а

Сумма баллов

Работа 10

Максимальный балл

Работа 11

13,000

Работа 16

Процент выполнения

22,00

13,000

Работа 18

22,00

12,000

59,09

59,09

22,00

9,000

Работа 19

Работа 2

22,00

54,55

10,000

10,000

Работа 20

22,00

40,91

22,00

Работа 21

45,45

15,000

22,00

45,45

Работа 22

13,000

22,00

Работа 23

68,18

11,000

Работа 25

59,09

22,00

11,000

Работа 4

22,00

5,000

50,00

50,00

22,00

11,000

Работа 5

22,00

Работа 6

22,73

13,000

50,00

22,00

10,000

22,00

59,09

45,45

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ