Формирование естественнонаучной грамотности в преподавании физики

Формирование естественнонаучной грамотности в преподавании физики

Учитель физики

Бегунова Елена Александровна

Понятие о функциональной грамотности

А. А. Леонтьев:

Функционально грамотный человек — это человек,

который способен использовать все постоянно

приобретаемые в течение жизни знания, умения и

навыки для решения максимально широкого

диапазона жизненных задач в различных сферах

человеческой деятельности, общения и социальных

отношений

Образовательная система «Школа 2100». Педагогика здравого

смысла / под ред. А. А. Леонтьева. М.: Баласс, 2003. С. 35.

Естественнонаучная грамотность

Естественнонаучная грамотность – это способность человека занимать активную гражданскую позицию по вопросам, связанными с естественными науками, и его готовность интересоваться естественнонаучными идеями.

Оценка естественнонаучной грамотности в PISA

Компетенции и умения

Типы научного знания

• Научное объяснение явлений
• Понимание особенностей естественнонаучного исследования
• Интерпретация данных и использование научных доказательств для получения выводов

• Содержательное знание , знание научного содержания, относящееся к областям «Физические системы», «Живые системы», «Науки о Земле и Вселенной»
• Процедурное знание , знание разнообразных методов, используемых для получения научного знания

Оценка естественнонаучной грамотности в PISA

Познавательные уровни

Контексты

Контекстом можно назвать тематическую область, к которой относится описанная в задании проблемная ситуация:

• Низкий уровень :

• Здоровье
• Природные ресурсы
• Окружающая среда
• Опасности и риски
• Связь науки и технологии

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

• Средний уровень :

Использовать и применять понятийное знание для описания и объяснения явлений, выбирать соответствующие процедуры, предполагающие два шага или более, интерпретировать или использовать простые наборы данных в виде таблицы или графика

• 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 задачи

Уровни естественнонаучной грамотности в России по результатам PISA-2018 года

В 2018 году 79% российских учащихся 15-летнего возраста достигли и превысили пороговый уровень естественнонаучной грамотности (второй уровень). Число российских учащихся, достигших наивысших уровней естественнонаучной грамотности (5-6 уровни) составило 3,1%. Приведенные данные показывают снижение процента учащихся, правильно выполнивших задания в 2018 году, по сравнению с 2015 годом.

Результаты PISA -2018 показывают, что пока не наблюдается положительных сдвигов в формировании естественнонаучной грамотности у российских школьников.

Дефициты в обучении физики в 7-9 классах

Методологические дефициты

Методологические дефициты

• Нестандартная жизненная задача

• Не развито умение распознать физическое явление. Не развито умение описать физическое явление научным языком с терминами физики
• Сложность в применении элементов теории погрешности при описании результатов опытов
• Сложности при работе с различными вариантами представления данных (графики, диаграммы, таблицы и пр.)
• Проблемы с планированием опыта и учебного исследования

• Экспериментальные или лабораторные исследования

• Анализ и интерпретация данных ЕН исследований

• Работа с реальным оборудованием

Дефициты в обучении физики в 7-9 классах

Умение решать задачи

Умение решать задачи

• Качественные задачи
• Количественные задачи

• Ситуационность знаний
• Сложности в решении нестандартных задач, особенно если допускаются несколько вариантов решений
• Сложности в понимании необходимых этапов и постановки проектной работы или исследовании
• Клиповое мышление, невнимательность при чтении, отсутствие связи предметов и жизненных ситуаций

• Учебные проекты

• Чтение естественнонаучных текстов

Нестандартная жизненная задача

Тексты задач

Учебная литература и интернет -источники

• Пищу для космонавтов изготовляют в полужидком виде и помещают в тюбики с эластичными стенками. При лёгком нажатии на тюбик, его содержимое выдавливается. Действие какого физического закона иллюстрирует этот пример? Сформулируйте этот закон.
• Из какого материала — стали или дерева — следует строить научно-исследовательские суда для изучения магнитного поля Земли? Ответ поясните.
• Находясь на большой глубине аквалангисты не могут дышать через трубку, выведенную на поверхность воды. Чем это объясняется? Какой формулой описывается?
• Почему лимонад и минеральная вода в закупоренной бутылке спокойны, а если вынуть пробку, то сейчас же «закипают»?

• Сайт «Решу ВПР», 7 класс, «Физические законы, которые нас окружают»

https:// phys7-vpr.sdamgia.ru/prob_catalog

• Сайт «Решу ОГЭ по физике», качественная задача

https://phys-oge.sdamgia.ru/? redir=1

• «Качественные задачи по физике 6-7 класс» М.Е. Тульчинский
• «Сборник задач по физике 7-9 классы» В.И. Лукашик
• «Сборник задач по физике 7-9 классы» А.В. Перышкин
• Я сдам ОГЭ! Физика. Типовые задания. Технология решения. Ч. 1.  Демидова М.Ю., Камзеева Е.Е.

Экспериментальные или лабораторные исследования

Темы исследований

Урочная деятельность

• «Исследование условий равновесия рычага»
• «Исследование изменения температуры остывающей воды во времени».
• «Исследование колебаний пружинного маятника».
• «Исследование колебаний нитяного маятника. Определение ускорения свободного падения с помощью нитяного маятника».

• Программа основного общего образования по физике

Экспериментальные или лабораторные исследования

Экспериментальные или лабораторные исследования

Внеурочная деятельность

• «Наблюдение процесса роста кристаллов из раствора»
• «Исследование зависимости сопротивления реостата от длины его рабочей части»
• «Изучение капиллярных явлений»
• «Определение загрязненности воздуха»
• «Исследование электрических явлений в растениях»
• «Изучение действия сил поверхностного натяжения жидкости»

Элективные курсы

Факультатив

Кружки

Анализ и интерпретация данных естественнонаучных исследований

Пример задания

Учебная литература и интернет-ресурсы

• Сайт «Решу ВПР»

https:// phys8-vpr.sdamgia.ru/test?theme=7

2) Сайт «Решу ОГЭ»

https:// phys-oge.sdamgia.ru/test?filter=all&category_id=42

3) Учебные пособия по подготовке к экзаменам:

ОГЭ. Физика. Типовые варианты экзаменационных заданий. Е.Е. Камзеева

• Используя данные таблицы, выберите из предложенного перечня два верных утверждения. Укажите их номера.

Вещество

алюминий

Плотность в твердом состоянии*,г/см 3

цинк

Температура плавления, °С

2,7

медь

7,1

660

Удельная теплоемкость, Дж/кг · °С

Удельная теплота плавления, кДж/кг

свинец

920

8,9

420

серебро

1083

400

380

11,35

сталь

120

400

327

10,5

олово

180

960

130

7,8

1400

25

230

7,3

500

232

87

218

78

59

Анализ и интерпретация данных естественнонаучных исследований

Текст задачи

Решение

1) Кольцо из серебра можно расплавить в алюминиевой посуде.

• Проанализируем каждое утверждение.
• 1) Утверждение неверно, поскольку температура плавления алюминия ниже температуры плавления серебра.
• 2) Утверждение неверно, поскольку теплоёмкости серебра и олова различны.
• 3) Удельная теплота плавления цинка примерно в пять раз больше чем удельная теплота плавления свинца, следовательно, утверждение верно.
• 4) Поскольку плотность расплавленного металла можно считать практически равной его плотности в твердом состоянии, а плотность стали меньше плотности свинца, утверждение верно.
• 5) Поскольку плотность расплавленного металла можно считать практически равной его плотности в твердом состоянии, а плотность алюминия меньше плотности меди, утверждение неверно.
•  
• Ответ: 34.

2) Для нагревания на 50 °С оловянной и серебряной ложек, имеющих одинаковый объем, потребуется одинаковое количество теплоты.

3) Для плавления 1 кг цинка, взятого при температуре плавления, потребуется примерно такое же количество теплоты, что и для плавления 5 кг свинца при температуре его плавления.

4) Стальной шарик будет плавать в расплавленном свинце при частичном погружении.

5) Алюминиевая проволока утонет в расплавленной меди

Учебные проекты

Темы учебных проектов

Интернет-ресурсы

7 класс

• www.tcheb.ru

• «Механизмы Чебышева»
• «Исследование крыла самолета»
• «Вечные двигатели. Фантастика или реальность»
• «Исследование различных характеристик судна, определяющих его поведение на воде»

Чтение естественнонаучных текстов

Условие задачи

Условие задачи

Выберите все правильные выводы, которые можно сделать на основании проведённого исследования.

1) На этой фотографии мы видим свет, который отражает атом.

2) Ион стронция по размеру гораздо больше, чем атом стронция, поэтому его запечатлела фотокамера.

3) Ион стронция – заряженная частица.

4) Свет, запечатлённый на фото, испускает сам атом

• Британский физик Дэвид Надлингер смог запечатлеть на обычную фотокамеру ион элемента стронция. Для этого он поместил ион стронция в так называемую  квадрупольную ловушку – приспособление, которое с помощью электрического поля способно удерживать ионы вещества на одном месте, не давая им покинуть ловушку. В это же время атом облучали несколькими лазерами, что стимулировало его испускать фотоны с большей частотой. В результате атом стал видимым для невооруженного глаза – это маленькая точка в центре:

Ответ: 3,4

Верный ответ: 2 балла

Допущена одна ошибка: 1 балл

Другие ответы или ответ отсутствует: 0 баллов

Источники

http:// www.centeroko.ru/pisa18/pisa2018_sl.html

http://prosvural.blogspot.com/2021/01/7-9.html

https :// fipi.ru/otkrytyy-bank-zadaniy-dlya-otsenki-yestestvennonauchnoy-gramotnosti

https :// phys8-vpr.sdamgia.ru/test?theme=7

https ://phys-oge.sdamgia.ru/test?filter=all&category_id=42