ЕНГ на уроках химии

Естественно-научная грамотность (ЕНГ) является одним из аспектов функциональной грамотности.

Естественнонаучная грамотность – это способность учащихся использовать естественнонаучные знания для отбора в реальных жизненных ситуациях тех проблем, которые могут быть исследованы и решены с помощью научных методов, для получения выводов, основанных на наблюдениях и экспериментах, необходимых для понимания окружающего мира и тех изменений, которые вносит в него деятельность человека, а также для принятия соответствующих решений».

Ученик, обладающий естественнонаучной грамотностью, должен проявлять следующие компетенции:  научно объяснять явления;  понимать особенности естественнонаучного исследования;  научно интерпретировать данные и использовать доказательства для получения выводов.

Разработка заданий на формирование ЕНГ достаточно сложна, в ней нужно учесть много факторов. Задания должны быть не только привязаны к реальности, но и соответствовать возрасту детей и их когнитивным особенностям. Они должны быть системными, содержать много фактов.

Задания должны содержать реальные жизненные ситуации, которые можно описать, объяснить или исследовать с использованием имеющегося у учащихся запаса естественнонаучных знаний.

На уроках химии современный учитель должен использовать задания по формированию и оцениванию ЕНГ.

В чем заключаются основные отличия заданий, которые можно использовать на уроках для по формирования компетенций ЕНГ от обычных заданий по хими?

- это не типичные учебные задачи по химии, характерные для школы;

- это задачи близкие к реальным проблемным ситуациям;

- это задачи, связанные с разнообразными аспектами окружающей жизни;

- это задачи, содержание задания которых должно формироваться, основываясь на следующих контекстах: здоровье, природные ресурсы, окружающая среда, опасности и риски, связь науки и технологий;

- это задачи, которые требуют для своего решения не только знаний по химии, но и сформированных метапредметных умений;

- эти задачи должны оцениваться по четко сформулированным критериям.

Примеры заданий, которые можно использовать на уроках химии.

Компетенция «Научное объяснение явлений».

Задания с низким познавательным уровнем.

Пример 1. Тема Растворы. Решение задач на вычисление массовой доли растворенного вещества. 8 класс.

Задача.  Фармацевту необходимо приготовить 5%-ный раствор йода, который используют для обработки ран. Какой объем раствора он может приготовить из 10 г кристаллического йода, если плотность раствора должна быть 0,950г/мл?

Критерии

1. Вычислен объем раствора – 2 балла

2. Вычислена масса раствора - 1балл

3. Другие ответы или ответ отсутствует– 0 баллов

Пример 2. Тема Углерод. Соединения углерода. 9 класс.

Жесткость воды – совокупность химических и физических свойств воды, связанных с содержанием в ней растворенных солей щелочноземельных металлов, главным образом кальция и магния. Вода с большим содержанием таких солей называется жесткой, с малым содержанием – мягкой. Жёсткость воды бывает временной и постоянной. Временная (карбонатная) обусловлена присутствием в воде растворимых гидрокарбонатов кальция и магния. Называется она так потому, что их устраняют кипячением воды. Последствием временной жесткости является образование накипи в чайниках, трубах отопления и т.д.

Вопрос: выбери уравнения химических реакций, которые отражают процессы происходят при кипячении воды.

1) Ca(HCO₃)₂  CaCO₃  + CO₂ + H₂O 2) CaO + H₂O = Ca(OH)₂

3) MgSO₄+Ca(OH)₂ = Mg(OH)₂ + CaSO₄ 4) Mg(HCO₃)₂ = MgCO₃ +H₂O+CO₂

Пример 3. Тема «Соли» 8 класс. / Тема «Галогены». 9 класс.

Средний познавательный уровень.

Зимой хлорид натрия, смешанный с другими солями, песком или глиной – так называемая техническая соль – применяется как антифриз против гололёда. До сих пор техническая соль может считаться эффективным противогололёдным средством.

Вопрос.

1) Какое свойство соли обусловило такое её применение в народном хозяйстве? 2) Какую роль играет песок в используемой смеси?

Ответ:

1) соль поглощает воду и превращается в раствор, температура замерзания которого ниже, чем у воды;

2) песок удерживает раствор, не даёт раствору стекать с дороги; уменьшает скользкость дороги

Компетенция «Понимание особенностей естественнонаучного исследования».

Пример 1. Тема «Галогены». 9 класс.

Этот пример показывает, как опираясь на один текст, можно дать задания разного когнитивного уровня.

1. Вездесущий иод.

1.Иод – это кристаллическое вещество чёрно-серого цвета с металлическим блеском. 2.Обладает замечательным свойством: при нагревании, не плавясь, т.е. минуя жидкое состояние, переходит в газообразное состояние. 3. Пары иода имеют резкий запах и фиолетовую окраску, откуда и произошло название данного элемента – «фиалковый» (греч.). 4 В виде свободного вещества ядовит: при вдыхании паров иода появляется головная боль, кашель, насморк, может быть отёк лёгких.

5. Иод – это редкий элемент, его содержание в земной коре составляет около одной стотысячной процента. 6 Вместе с тем с помощью современных методов анализа можно обнаружить присутствие хотя бы незначительных следов иода в почве, воде, растениях, организмах животных. 7. Морские водоросли накапливают иод. 8 «Иод вездесущий», – писал о нём академик А.Е. Ферсман. 9.Особую роль иод играет в жизни животных и человека. 10. Добавление небольших доз иода в корм скоту увеличивает удой молока у коров, ускоряет рост шерсти у овец, повышает яйценоскость кур. 11. При недостатке иода у человека нарушается интеллект, развивается базедова болезнь, которая обусловлена сбоем в выработке гормона и нарушением функционирования щитовидной железы. 12. Наибольшую славу иод приобрёл благодаря активному использованию в качестве средства для дезинфекции кожи вокруг места повреждения. 13. Другое применение спиртовой настойки иода в домашних условиях – нанесение иодной сетки на кожу в месте ушиба, шишки (гематомы).

Низкий познавательный уровень.

1. Прочитайте предложения под номерами 2, 3, 6, 11. Выпишите номера предложений в которых говорится о иоде, как простом веществе.

2. Укажите положение иода в Периодической системе химических элементов. Определите число электронов, протонов, нейтронов в атоме элемента.

Средний познавательный уровень.

1.С учётом расположения иода в Периодической системе химических элементов объясните твёрдое агрегатное состояние иода и наличие у него металлического блеска.

Высокий познавательный уровень.

4. Известно, что во многих районах нашей страны в пище человека и кормах для животных содержится недостаточное количество иода. Как эта проблема решается в нашем государстве? Почему выбран именно такой вариант?

Компетенция. «Интерпретация данных и использование научных доказательств для получения выводов».

Тема «алюминий». 9 класс.

Полезный алюминий..

Алюминий –это металл, хорошо освоенных человеком из-за доступности для получения из руды и малой температуры плавления. Этот металл не встречается в природе в самородном виде, в отличии от меди, золота и серебра, которые обладают крайне низкой химической активностью. В промышленности большое значение имеют некоторые горные породы и минералы, содержащие алюминий, наиболее известны из них Бокситы Al₂O₃ · H₂O и Корунд Al₂O₃. В чистом виде алюминий – металл серебристо-белого цвета с металлическим блеском, легкий. Исключительно хороший тепло- и электропроводник, что способствует его активному применению в быту и промышленности. Алюминий также называют «крылатым» металлом.

По химическим свойствам алюминий металл средний активности, при определенных условиях взаимодействует с водой, с разбавленными кислотами. Алюминий легко вступает во взаимодействие с неметаллами, так как является хорошим восстановителем. В настоящее время активно используются сплавы алюминия. Наиболее известный из них является дюралюмин. Алюминий является необходимым элементом для всех высших растений, животных и человека. Здоровому взрослому человеку необходимо поступление алюминия в количестве 0,1 мг в день. Наибольшее его количество содержится в овсяных хлопьях, зернах ржи, пшеницы, сухарях и сдобе. Важно заметить, что риски для здоровья человека от недостатка алюминия в организме многократно ниже, чем риски от его избытка.

Средний познавательный уровень..

Вопрос 1. Расположите названные в тексте металлы в порядке снижения их химической активности.

Ответ: Al → Cu → Ag → Au

Вопрос 2. Заполните пустые клетки в таблице на основании соответствия между физическим свойством алюминия и изделием (продуктом производства), получаемом на основании этого свойства

Критерии

1. Верно заполнена таблица, т.е. приведены три недостающих компонента в таблице: легкость – корпус самолета; эл.проводность – эл. провода (кабель, контакты); теплопроводность – кухонная посуда (ковши, кастрюли, сковороды) -2 балла

2. Заполнены два недостающих пропуска в таблице- 1балл

3. Другие ответы или ответ отсутствует – 0 баллов

Высокий познавательный уровень..

Вопрос 3. К какому классу веществ относится продукт взаимодействия алюминия с неметаллами? Приведите пример уравнения одной из реакций. Дайте названия образующимся продуктам реакции.

Вопрос 4. Из алюминия, благодаря его физическим свойствам, изготавливают кухонную посуду для приготовления пищи. Такая посуда отличается невысокой стоимостью.

«Немедленно выбросьте алюминиевые кастрюли! Вы запекаете мясо в фольге? Не делайте этого!» — слышали такие высказывания? Особенно часто их повторяют сторонники ЗОЖ. Сколько в них правды, а сколько устаревших стереотипов? Сформулируйте гипотезу, объясняющую с химической точки зрения причину появления таких мнений. Насколько они верны?