Формирование естественнонаучной грамотности учащихся на уроках

ФОРМИРОВАНИЕ ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНОЙ ГРАМОТНОСТИ УЧАЩИХСЯ НА УРОКАХ БИОЛОГИИ И ХИМИИ

Евтушенко Антонина Геннадьевна,

учитель биологии и химии

высшей квалификационной категории

Брестского областного лицея имени П.М.Машерова

Мой многолетний опыт работы, а также анализ выполнения учащимися контрольных и самостоятельных работ по биологии и химии, показывает недостаточную сформированность у ряда обучающихся следующих умений:

осмысливать и оценивать содержание и различные формы текста,

оценивать достоверность информации и качество информационных источников,

высказывать собственную точку зрения по обсуждаемой в тексте проблеме.

Поэтому задания пятого уровня, предполагающие самостоятельное решение учебных задач, требующих интеграции знаний из различных учебных предметов. самостоятельное установление причинно-следственных связей и аналогий между различными явлениями и объектами, самостоятельный анализ, систематизацию данных из различных источников (учебные тексты, справочные и научно-популярные издания, глобальная компьютерная сеть Интернет и другие источники информации), сравнение учебной информации и собственного опыта, выдвижение, доказательство/опровержение гипотез, определение ценности учебной информации для решения поставленной учебной задачи; логическое обоснование и аргументацию собственной точки зрения по обсуждаемому вопросу (выполняемому заданию); использование информации для решения учебной или практической задачи; преобразование и представление информации в различных знаковых системах, к сожалению, обычно в классе выполняют лишь единицы учащихся.

Решая эту проблему, я поставила перед собой следующую задачу: найти способы и приёмы для развития у учащихся умений использовать свои знания, в том числе и биологические, в повседневной жизни, что позволит выпускникам активнее и успешнее включиться во взрослую жизнь, занять устойчивую жизненную позицию, самостоятельно устанавливать причинно-следственные связи и аналогии между различными явлениями и объектами, осуществлять самостоятельный поиск, анализ, систематизацию данных из различных источников.

Для этого я проанализировала понятие «естественнонаучная грамотность» и стала подбирать к урокам задания, направленные на формирование у учащихся умения выходить за пределы стандартных учебных ситуаций.

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

Естественнонаучно-грамотный человек должен обладать следующими компетентностями:

умеет выявлять проблемы;

научно объясняет явления;

делает обоснованные выводы;

использует естественнонаучные знания;

умеет оценивать и планировать научные исследования;

может грамотно научно интерпретировать данные и доказательства.

На протяжении нескольких лет мною были подобраны задания из различных источников, направленные на формирование естественнонаучной грамотности и умений выполнять задания разного уровня сложности. Эта копилка постоянно пополняется.

Т.к. это задания, предполагающие действия по применению знаний в незнакомых, нестандартных ситуациях для решения качественно новых задач, самостоятельные действия по описанию, объяснению и преобразованию объектов изучения, то и оцениваются они отметками 9, 10 баллов. Использую их на уроках изучения нового материала, обобщения и систематизации, повторения пройденного материала, ведь они имеют межпредметную основу. Предпочтение отдаю с точки зрения содержания – экологическим вопросам, а с точки зрения компетенций – методам научного исследования.

Все задания я разделила для удобства их использования на блоки. Ниже я приведу используемую классификацию и примеры таких заданий.

1.Задания, используемые на уроках, содержат как текстовую информацию, так и информации в виде таблиц, диаграмм, графиков, рисунков, схем («несплошные» тексты).

Задание 1.

В ниже приведенной схеме показано как осуществляется круговорот азота в природе.

Предположим, что у вас есть младший брат, который пытается понять, что изображено на схеме. Однако он еще не получил в школе никакого естественнонаучного образования и не понимает смысла схемы.

Опишите для своего брата, как происходит круговорот азота в природе. В своем объяснении следуйте строго по стрелкам схемы.

Задание 2.

Фосфор применяется в пиротехнике, производстве спичек. Первые фосфорные спички были созданы в начале 19 века. Их сделал в 1805 году французский химик Жан Шансель, ассистент профессора Тенара. Это были деревянные спички, зажигавшиеся при соприкосновении головки из смеси серы, бертолетовой соли и киновари с концентрированной серной кислотой.

Такие спички загорались при трении о любую поверхность, что нередко приводило к пожарам. Так в 1867 г. от ожогов скончалась итальянская эрцгерцогиня Матильда, которая случайно наступила на спичку, – ее платье было мгновенно охвачено пламенем.

Описаны случаи отравления фосфорными спичками, как из-за неосторожного обращения, так и с целью самоубийства: для этого достаточно было съесть несколько спичечных головок.

Первые безопасные (серные) спички были изобретены случайно. В 1826 г. британский фармацевт Джон Уокер размешивал химикаты деревянной палочкой. Для удаления засохшего химиката с палочки он потер ею о пол. К удивлению Уокера, деревянная палка загорелась! Впоследствии Уокер усовершенствовал химический состав головок своих безопасных спичек. При трении такой головки о прилагаемую наждачную бумагу или другую достаточно шершавую поверхность, даже подошву сапог, спичка легко зажигалась. Однако Уокеру не пришло в голову запатентовать свое изобретение, в результате данная идея была позаимствована, а затем и запатентована неким Сэмюэлем Джонсом.

Технология современного производства спичек описана ниже.

Объясните, почему первые фосфорные спички были столь опасны, а современные нет. Укажите одну из причин.

2.Задания основаны на материале из разных предметных областей (для выполнения надо интегрировать разные знания и использовать общеучебные умения).

Задание 1.

В последнее время все чаще появляются сообщения о возможном существовании жизни на Марсе. Если какие – то формы жизни там встречаются, то какими признаками они должны обладать? Если жизнь на других планетах только зарождается, может ли она быть представлена исключительно вирусами – самой простой из известных форм жизни? Поясните свою точку зрения.

Задание 2.

Прочитайте отрывок из знаменитой «Собаки Баскервилей» А. Конан-Дойла и ответьте на следующие за ним вопросы.

«...Да! Это была собака, огромная, черная, как смоль. Но такой собаки еще никто из нас, смертных, не видывал. Из ее отверстой пасти вырывалось пламя, глаза метали искры, по морде и загривку мерцал переливающийся огонь. Ни в чьем воспаленном мозгу не могло возникнуть видение более страшное, более омерзительное, чем это адское существо, выскочившее на нас из тумана... Страшный пес, величиной с молодую львицу. Его огромная пасть все еще светилась голубоватым пламенем, глубоко сидящие дикие глаза были обведены огненными кругами. Я дотронулся до этой светящейся головы и, отняв руку, увидел, что мои пальцы тоже засветились в темноте. — Фосфор, — сказал я».

Вопрос 1. Фосфор бывает белый, красный и черный. О каком фосфоре идет речь в отрывке? Объясните, почему вы так считаете.

Вопрос 2. В этом отрывке Артур Конан Дойл допустил существенную химическую ошибку. Он не учел химических свойств фосфора и его соединений. Проанализируйте содержание отрывка. Почему описанное в нем явление маловероятно? Назовите не менее двух причин.

Вопрос 3. В отрывке говорится: «Я дотронулся до этой светящейся головы и, отняв руку, увидел, что мои пальцы тоже засветились в темноте. — Фосфор, — сказал я».

Зная свойства «светящегося» фосфора, выберите верные утверждения.

А. Попадание фосфора на кожу безопасно.

В. Попадание фосфора на кожу вызывает ожоги.

С. Фосфор нужно брать только пинцетом или щипцами.

D. Фосфор хранят под водой.

3.В заданиях может быть не ясно, к какой области знаний надо обратиться, чтобы определить способ действий или информацию для постановки и решения сформулированной проблемы.

Задание 1.

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.

Задание 2.

В качестве грунта в аквариуме используется крупный речной песок с размером песчинок 1,5–3 мм или галька с размером камешков не больше 8 мм. Тщательно промытый проточной водой песок укладывают в аквариум. И даже после этого в песке останутся органические остатки, а в них бактерии и одноклеточные животные (простейшие). После того как в аквариуме грунт залили водой, она в первые дни помутнеет, а потом опять станет прозрачной

Вопрос 1: Как Вы считаете, почему вода сначала помутнеет, а потом опять станет прозрачной? Выберите один ответ.

А. В толщу воды поднимается песок, а потом он оседает на дно.

Б. В воде размножаются одноклеточные зелёные водоросли, а затем они сгнивают.

В. В воде выделяются пузырьки кислорода, а затем они испаряются с поверхности воды.

Г. В воде быстро размножаются бактерии, которые затем поедаются одноклеточными животными.

Вопрос 2: Почему в аквариуме не применяют в качестве грунта огородную почву? Выберите два верных ответа из списка.

А. Почва содержит много органических веществ, в них развиваются болезнетворные и гнилостные бактерии, грибки и другие организмы.

Б. Почва лёгкая и всплывает к поверхности аквариума, поэтому в неё нельзя посадить растения.

В. Вся почва отравлена удобрениями, которые губительно действуют на рыбок аквариума.

Г. Почва всегда содержит ядохимикаты, которые уничтожат все организмы в аквариуме.

Д. Вода станет мутной от взвеси веществ почвы, поэтому солнечные лучи не будут проникать к растениям.

4.Задания, которые требуют дополнительной информации или, напротив, содержат избыточную информацию и «лишние данные».

Задание 1.

Фурункул – это острый гнойный воспалительный процесс, поражающий волосяные фолликулы, а также прилегающие к ним мягкие ткани и сальную железу. Заболевание протекает в острой форме, сопровождается сильными болями, а при тяжелом поражении - общей интоксикацией организма. Для лечения фурункула требуется обеспечить отток гноя хирургическим путем, а также подавить активность возбудителя с помощью антибактериальных препаратов. Например, раствора йода, порошка банеоцина, раствора фурацилина, мази тетрациклина.

Для обработки поверхности фурункула используют 7,5% раствор йода. Какой объем дистиллированной воды необходимо взять, чтобы раствор такой концентрации получить из 20 мл (р = 1,8 г/см³) 10% раствора йода?

Задание 2.

1.При комнатной температуре йод выглядит, как темно-фиолетовые кристаллы со слабым металлическим блеском. 2.Обладает замечательным свойством: при нагревании, не плавясь, т.е. минуя жидкое состояние, переходит в газообразное состояние (возгонка). 3. Пары йода имеют резкий запах и фиолетовую окраску, откуда и произошло название данного элемента – «фиалковый» (греч.). 4 В виде свободного вещества он 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. При нанесении на обширные поверхности кожи йод оказывает резорбтивное действие: активно влияет на обмен веществ, усиливает процессы диссимиляции, участвует в синтезе тироксина и трийодтиронина. 13. Другое применение спиртовой настойки иода в домашних условиях – нанесение иодной сетки на кожу в месте ушиба, шишки (гематомы).

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

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

Вопрос 3. С учётом расположения йода в Периодической системе химических элементов объясните твёрдое агрегатное состояние иода и наличие у него металлического блеска.

5.Комплексные и структурированные задания, состоящие из нескольких взаимосвязанных вопросов или блоков.

Задание 1.

Верхний отдел тонкой кишки – двенадцатиперстная кишка. В неё впадают протоки печени и поджелудочной железы. Вырабатываемый поджелудочной железой поджелудочный сок (панкреатический сок), имеющий слабощелочную реакцию, играет важную роль в пищеварении. Кроме пищеварительной функции, поджелудочная железа выполняет и внутрисекреторную функцию. Пищеварение в тонкой кишке состоит из трех этапов.

Вопрос 1: Каким образом ферменты поджелудочного сока действуют на белки, жиры и углеводы?

Вопрос 2. Что является конечными продуктами расщепления

Вопрос 2: К каким последствиям может привести нарушение функций поджелудочной железы?

Задание 2.

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.

И если говорить о результатах, то применение на уроках заданий, направленных на формирование естественнонаучной грамотности, имеет социальную направленность и ориентировано на плодотворное сотрудничество учителя и учащегося, продуктом которого является творческая личность, имеющая сформированную естественнонаучную картину мира.

Достигнутые мной педагогические результаты обеспечивают:

- высокое усвоение учащимися системы знаний;

- овладение учащимися как теоретическими, так и практическими общенаучными и специальными умениями и навыками;

- развитие мотивов учебной деятельности, познавательных потребностей лицеистов;

- повышение адаптивных возможностей учащихся, содействие их успешной социализации, формирование готовности к дальнейшему самоопределению.