Методические приемы и средства формирования естественнонаучной грамотности

МЕТОДИЧЕСКИЕ ПРИЕМЫ И СРЕДСТВА ФОРМИРОВАНИЯ ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНОЙ ГРАМОТНОСТИ

Евтушенко Антонина Геннадьевна,

учитель биологии и химии

высшей квалификационной категории

Брестского областного лицея имени П.М.Машерова

В наше время перед человечеством стоит множество серьезных проблем. Например, необходимость бережного использования и охраны природных ресурсов, вопросы экологической и пищевой безопасности, включая соблюдение технологических условий производства, развитие природных и техногенных систем, необходимость снижения техногенных выбросов в окружающую среду, решение которых лежит в сфере интересов естественных наук.

Естественнонаучное образование является основой наших ценностных представлений об окружающем мире и фундаментом научного мировоззрения. Изучение предметов естественнонаучной направленности способствует развитию у учащихся компетенций, необходимых для продолжения образования, выбора профессионального пути и развитию мировоззрения.

Поэтому в контексте информационной, интеллектуальной и функциональной подготовки подрастающего поколения большое значение сегодня приобретает понимание научной картины мира, овладение основами естественных наук, методами познания окружающей действительности, обеспечивающими эффективное применение теоретической информации и овладение навыками необходимыми для решения различных прикладных задач. Это и есть естественнонаучная грамотность.

Естественнонаучная грамотность – способность человека ориентироваться в вопросах, связанных с естественными науками, готовность применять знания в решении практических задач и в реальных жизненных ситуациях, интересоваться естественнонаучными идеями и достижениями.

Критериями сформированности естественнонаучной грамотности служит формирование у учащихся таких компетенций, как умение:

1) распознавать и объяснять, как наблюдаемые, так и описанные явления природы, и их последствия с научной точки зрения. Данная компетенция основана на знании теоретического материала, умении обосновано и аргументировано применять изученные законы, теории и гипотезы;

2) применять методы и приемы естественнонаучного исследования, в том числе виртуального и мысленного эксперимента, что предполагает знание особенностей организации и осуществления научного исследования: определение проблемы, проектирование эксперимента, выбор методов и средств;

3) интерпретировать данные и наблюдения, оценивать доказательства и выводы с позиции современной науки. Данная компетенция предполагает владение умениями структурировать полученные данные, анализировать и критически оценивать, устанавливать причинно-следственные связи, формулировать обоснованные выводы.

Таким образом, естественнонаучная грамотность, являясь важной составляющей функциональной грамотности, представляет собой способность человека применять научные знания и методы для решения своих повседневных проблем и принятия обоснованных решений. Она включает не только знание основных научных фактов и концепций, но и понимание научного метода, критическое мышление и умение интерпретировать данные. В современном мире, где научные и технологические достижения играют ключевую роль, обладание естественнонаучной грамотностью становится неотъемлемым аспектом успешной и осознанной жизни.

Для реализации задач по формированию функциональных компетенций можно использовать следующие методы обучения:

• коммуникативный

• эвристический

• метод проектов

• проблемный метод

Формирование естественнонаучной грамотности требует комплексного подхода, включающего как теоретическое обучение, так и практическую составляющую. На мой взгляд, важным в этом процессе является использование проблемно-ориентированного обучения. При этом перед лицеистами ставятся реальные задачи, требующие применения полученных ранее научных знаний. Такой подход способствует развитию навыков критического мышления, анализа информации и самостоятельного поиска решений. Не менее важно развивать у ребят способность к сотрудничеству и диалогу, которые являются ключевыми элементами функциональной грамотности.

В качестве коммуникативных методов предлагаю организацию дискуссионной деятельности учащихся. Этому всецело способствуют организация семинаров, проблемно-практических дискуссий, проблемно-лабораторных занятий, уроков-исследований и др. также значительно активизируют деятельность учащихся такие уроки, как урок-аукцион, урок-пресс конференция, урок – ролевая игра, урок состязание.

Опыт подтверждает, что актуальным является внедрение проектной деятельности на уроках, в рамках которой учащиеся занимаются исследованием определенной научной проблемы или явления. Проектная работа дает возможность интегрировать знания из различных областей науки, развивает их творческое мышление и инициативность. Важной частью этого подхода является применение рефлексии с целью осознания собственного прогресса. Она осуществляется путем оценки не только конечного результата, но и самого процесса работы над проектом.

Например, не лишним будет предложить на уроках биологии в 9 классе проекты: «Влияние продуктов питания с различным гликемическим индексом на здоровье учащихся», «Ароматерапия. Влияние запахов на самочувствие и настроение человека», ««Свободного места больше нет» или «Почему ухудшается наша память?»» и др.

В условиях информационной перенасыщенности современного мира важно уметь находить, анализировать и критически оценивать различные источники информации. Обучение лицеистов методам научного поиска , обработки данных, умению различать факты от мнений и фальсификаций играет ключевую роль в формировании естественнонаучной грамотности. В этом контексте использую современные цифровые технологии и ресурсы. Это становится важным инструментом, помогающим учащимся ориентироваться в обилии доступной информации и использовать её для решения поставленных задач.

Дифференцированный подход к обучению обеспечивает поддержку каждому лицеисту в зависимости от его уровня знаний и способностей. Использование адаптивных образовательных технологий позволяет настроить учебный процесс таким образом, чтобы каждый учащийся мог прогрессировать в своем собственном темпе, что особенно важно для поддержания мотивации и интереса к учебному предмету. Важно поощрять и различные формы командной работы, что способствует не только обмену знаниями, но и развитию социальных навыков.

В конечном итоге, формирование естественнонаучной грамотности должно рассматриваться как непрерывный процесс, продолжающийся на протяжении всей жизни. Мир постоянно меняется, появляются новые знания и технологии, и чтобы оставаться функционально грамотным, необходимо регулярно обновлять и пополнять свои знания.

Так, при изучении в 7 классе на уроках по учебному предмету «Биология» темы «Клеточное строение живых организмов.» учащиеся:

знают на уровне представления о (об): клеточном строении живых организмов; разнообразии формы клеток; питании, клеточном дыхании и выделении; обмене веществ в клетке; размножении клеток и последовательности событий при делении клетки; знают основные структуры растительной и животной клеток и их функции;

понимают смысл терминов и понятий: клетка, цитоплазматическая мембрана, цитоплазма, органоиды, пластиды, вакуоли, ядро, хромосома, автотрофы, гетеротрофы, питание клеток, клеточное дыхание, выделение, обмен веществ, деление.

учатся распознавать на микропрепаратах изученных объектов основные структурные компоненты клетки.

В 9 классе при изучении темы «Клетки, ткани, органы и системы органов человека»:

знают на уровне представления: о химическом составе, строении и жизненных функциях клетки;

владеют терминами и понятиями: клетка, ткань, раздражимость, возбудимость, проводимость, сократимость, орган, система органов, организм.

В 11 классе при изучении темы «Клетка – структурная и функциональная единица живых организмов» они:

знают на уровне представления:

о функциональных связях между органоидами;

способах транспорта веществ через цитоплазматическую мембрану;

строении и микротрубочек;

знают:

функционировании основные положения клеточной теории;

общий план строения клетки;

микрофиламентов и строение и функции биологических мембран, органоидов, ядра клетки;

способы поступления веществ в клетку и выведения их из клетки;

периоды интерфазы и основные процессы, происходящие в них;

процессы, связанные с делением клетки, фазы митоза и мейоза, основные события, происходящие в каждой фазе;

биологическую роль митоза и мейоза;

умеют:

работать со световым микроскопом;

распознавать на микропрепаратах и таблицах основные структурные компоненты клеток; сравнивать строение клеток разных тканей и организмов;

выполнять лабораторные и практические работы, фиксировать, анализировать и оформлять полученные результаты;

объяснять и анализировать информацию, представленную в виде рисунков, таблиц;

использовать приобретенные знания и умения для объяснения принципов жизнедеятельности клетки как основной структурной и функциональной единицы жизни;

анализировать текст учебного пособия, выделять главное в определенном фрагменте, ставить вопросы к фрагменту текста;

владеют терминами и понятиями: клетка, поверхностный аппарат, цитоплазма, ядро, органоиды, включения, плазмалемма, осмос, тургорное давление, гиалоплазма, цитоскелет, клеточный центр, рибосомы, эндоплазматическая сеть, комплекс Гольджи, лизосомы, вакуоли, клеточный сок, сократительные вакуоли, митохондрии, пластиды (хлоропласты, лейкопласты, хромопласты), хроматин, хромосомы, ядрышко, кариотип, диплоидный набор хромосом, гаплоидный набор хромосом, клеточный цикл, интерфаза, митоз, мейоз, профаза, метафаза, анафаза, телофаза, сперматогенез, оогенез.

Для формирования исследовательских компетенций, объяснения полученных результатов эффективно использовать решение экспериментальных задач, мысленный эксперимент, подтверждающий какую-либо гипотезу.

Например, учащимся может быть предложено такое задание.

Мы привыкли, что вода испаряется с поверхности водоёмов. Но оказывается, что испарять воду могут и растения. Увидеть это можно в следующем опыте. Возьмём три прозрачных пробирки и нальём в них одинаковое количество воды. В одну из этих пробирок поставим ветку с листьями. В две пробирки нальём растительного масла по одной ложке на поверхность воды. На пробирку с растением наденем прозрачный полиэтиленовый пакет и плотно закрепим его на пробирке. Поставим пробирки на неделю на подоконник. Через неделю можно увидеть, что уровень воды в пробирке, где находилась ветка с листьями, значительно понизился, тогда как в другой пробирке с маслом на поверхности уровень воды практически не изменился. В первой пробирке вода также испарялась, но с поверхности, так как там не было масла.

Вопрос: 1. Зачем мы налили на поверхность воды в две пробирки растительное масло?

Вопрос: 2. Вы знаете, что любой опыт состоит из экспериментальной и контрольной группы. В какой пробирке представлен контрольный уровень жидкости? Что демонстрирует уровень воды в первой пробирке? Объясните, почему вы так решили.

Использование графиков, рисунков, диаграмм направлено на формирование умений объяснять и интерпретировать исследуемые данные, сопоставлять и сравнивать результаты, формулировать обоснованные выводы.

Например, при изучении темы «Водоросли» в 7 классе можно выполнить следующее задание.

Ламинария

Вопрос 1. Дайте развернутый ответ.

Начало формы

Содержание какого элемента в 100 г морской капусты полностью покрывает суточную потребность в нём для человека?Конец формы

Допустимо ли единовременное употребление такого количества морской капусты, которое полностью покрывает суточную потребность человека в магнии, если максимальная безопасная для его здоровья доза потребления йода – 0,5 мг? Ответ поясните.

Формирование навыков самообразования и критического мышления с юных лет служит фундаментом для дальнейшего развития естественнонаучной грамотности, способствующей личному и профессиональному росту в условиях современного общества. Современные технологии играют значимую роль в формировании естественнонаучной грамотности. Цифровые ресурсы и мультимедийные материалы расширяют возможности для обучения, делая его более доступным и интерактивным. Использование виртуальных лабораторий и симуляций позволяет учащимся проводить эксперименты и исследования в режиме онлайн, что особенно актуально в условиях ограниченных ресурсов или невозможности проведения практических занятий. Кроме того, обширные базы данных и научные статьи, доступные через интернет, предоставляют возможность углубленного изучения различных тем, расширяя горизонты знаний и стимулируя научный интерес.

Кроме того, интеграция междисциплинарного подхода становится все более актуальной в современной образовательной среде. Естественнонаучная грамотность не существует в вакууме; её развитие тесно связано с навыками в области математики, технологий и инженерных дисциплин. Создание проектов, требующих применения знаний из разных областей, помогает ученикам видеть взаимосвязи между предметами и развивать системное мышление. Такие проекты стимулируют творческий подход к решению задач и позволяют на практике применять теоретические знания, что делает обучение более осмысленным и увлекательным.

В заключение, эффективное использование современных технологий в образовательном процессе открывает многочисленные возможности для повышения качества обучения и разработки новых подходов к преподаванию. Важно, чтобы все участники образовательного процесса, включая учеников, учителей, родителей и сообщество, активно взаимодействовали и сотрудничали друг с другом. Только совместными усилиями можно создать такую образовательную среду, которая будет способствовать всестороннему развитию учащихся, помогать им достигать высоких результатов и готовить к успешной жизни в мире инноваций и глобальных изменений.