Маховиков_Естественнонаучная грамотность

УДК 371.388.6

Из учительской практики: формирование естественнонаучной грамотности школьников через внеурочную проектную деятельность

М аховиков Сергей Сергеевич, учитель биологии МОУ «СОШ №9 им. К. К. Рокоссовского» г. Железногорска, Курской области; mahovikovsergej@gmail.com

Аннотация. В статье на основе учительского опыта рассматривается использование методов внеурочной проектной деятельности для формирования естественнонаучной грамотности обучающихся. Представлены реальные проекты по биологической тематике с выраженной экологической направленностью, выполненные учениками 7-10 классов. Описаны полученные участниками в ходе выполнения проектов естественнонаучные функциональные компетенции.

Ключевые слова: естественнонаучная грамотность; функциональные компетенции; проектное обучение; экологическое образование; образовательная траектория.

Sergey Makhovikov, biology teacher of the K. K. Rokossovsky Secondary School No. 9, Zheleznogorsk, Kursk Region.

Annotation. The article based on teacher experience, considers the use of methods of extracurricular project activities for the formation of natural science literacy of students. Real projects on biological topics with a pronounced environmental orientation, carried out by students of grades 7-10 presented. The natural scientific functional competencies obtained by the participants during the implementation of the projects described.

Keywords: natural science literacy; functional competencies; project-based learning; environmental education; educational trajectory.

Обращение к теме формирования естественнонаучной грамотности школьников посредством внедрения проектных методов обучения в деятельность учителя является актуальным по очевидным причинам.

Роль естественнонаучного компонента в системе современного образования огромна. Речь идет о формировании научной картины мира в сознании подрастающего поколения, буддировании и удовлетворении познавательных интересов в области естественных наук, экологическом воспитании, развитии практических навыков в сфере охраны природы. С этих позиций владение выпускниками школ естественнонаучной грамотностью является, ни много ни мало, показателем степени конкурентоспособности нашей страны в ближайшем будущем.

К сожалению, как демонстрируют данные мониторинга Международной программы по оценке образовательных достижений учащихся PISA (Programme for International Student Assessment) и другие подобные тесты, естественнонаучная грамотность российских школьников находится не на должном уровне. [1, 2, 3] Решению данной проблемы может способствовать использование проектных методов в процессе обучения, которые, на наш взгляд, как нельзя лучше соответствуют самому духу и сути естественнонаучной грамотности. В широком смысле этот термин означает «способность человека занимать активную гражданскую позицию по общественно значимым вопросам, связанным с естественными науками, и его готовность интересоваться естественнонаучными идеями». [4]

Фактически, школьник, обладающий естественнонаучной грамотностью, может применять естественнонаучные знания на практике – в реальном жизненном контексте. Он способен увидеть в окружающем мире и вербализовать проблемную ситуацию, оценить влияние человеческого фактора, определить взаимосвязь между объектами живой и неживой природы, наметить пути решения проблемы, сформулировать логические выводы. Это тем более важно, что современный мир, в котором все мы живем, характеризуется сложностью, неопределенностью и многообразием. Задача школы в этом смысле – научить выпускников полноценно функционировать в различных сферах человеческой деятельности, адаптироваться к вызовам окружающего мира, стать в нем успешными.

Напомним, чем проект отличается от регулярной деятельности: он всегда ограничен временными рамками, ресурсами, ориентирован на получение уникального продукта. При этом прошлый опыт не может гарантировать успешность выполнения каждого нового проекта, высока степень его неопределенности. То есть, эти характеристики проекта соответствуют вызовам современного мира и, по сути, моделируют их. [5]

Стоит подчеркнуть, что образовательные проекты должны содержать два результата:

• продуктовый (практический выход проекта, имеющий, экологическую, социальную, техническую и т. п. ценность)

• образовательный (приобретенные новые знания и компетенции, опыт, возможно, и негативный).

При этом в некоторых случаях образовательный результат может оказаться ценнее, чем продуктовый. [2]

Преимуществом проектной естественнонаучной деятельности является то, что она успешно позволяет сформировать и сразу же применить необходимые функциональные компетенции:

• Определять объект исследования, формулировать цель и задачи, методы исследования, выдвигать гипотезы;

• Объяснять явления, используя аргументы с научной точки зрения;

• Планировать собственные исследования и давать им оценку;

• Грамотно обрабатывать и интерпретировать полученные данные и доказательства;

• Взаимодействовать в группе, распределять ограниченные время и ресурсы проекта;

• Получать запланированный результат, нацеленный на практическое применение.

Рассмотрим на примерах из нашей учительской практики, каким образом использование методов проектного внеурочного обучения помогает формировать естественнонаучную грамотность обучающихся. Памятуя о том, что приоритетным и объединяющим сегодня мировоззрением должно становиться эколого-гуманитарное, в каждый проект стараемся вносить ярко выраженную экологическую составляющую.

В течение последних трех лет (2019 - 2021) были осуществлены три проекта учениками различных возрастных групп.

Участниками проекта «Оценка биоразнообразия Железногорского дендрологического парка» стали четверо семиклассников. На первом этапе выполнения проекта с помощью учителя – руководителя проекта были определены тема, цель, задачи, гипотеза и методы исследования, распределены роли участников. На втором этапе изучена история основания дендрария по брошюрам, паспортам и соответствующим докладам. На третьем этапе выяснили историю происхождения терминов «природные памятники» и «дендрологический парк» по «Школьному справочнику. Экология», составитель А. П. Ошмарин. На четвертом этапе, используя фенологические наблюдения, сравнительный и описательный методы, мониторинг, фотографирование с привлечением журналов учета посадок растений и материалов книги Д. Г. Хесайон «Все о декоративных деревьях и кустарниках» участники проекта определили и описали видовое разнообразие дендрария. На пятом этапе – проведения социологического опроса учащихся и родителей – статистически обработав данные, выявили, что школьники более информированы и заинтересованы в посещении дендрария, чем взрослые. В результате проделанного исследования был сделан вывод о том, что Железногорский дендрологический парк образован с целью сохранения биоразнообразия и обогащения растительного мира путем создания специальной коллекции растений интродуцированных из различных континентов мира, а также осуществления научной, учебной и просветительной экологической деятельности.

В качестве продукта проекта был создан красочный буклет, презентация и разработаны темы экскурсий по дендрарию для взрослых и школьников.

Отметим, что выполнение проекта вызвало большой интерес участников. Помощь учителя была особенно важна на первом, четвертом и пятом этапах проекта. Дополнительную ценность проекту добавил опыт привлечения консультанта – сотрудника дендрария. Школьники научились организовывать работу, взаимодействовать не только между собой, но и со взрослым экспертом «со стороны». При этом следует подчеркнуть, что исследовательская деятельность участников проекта носила в значительной степени описательный характер, а познавательный уровень проекта имел среднюю степень сложности. Участники проекта овладели такими компетенциями, как применение понятийного знания для описания или объяснения явлений, интерпретирование или использование простых наборов данных в виде таблиц или графиков.

Одна из участниц предыдущего проекта, теперь уже ученица 9 класса, проявила повышенный интерес к биологии как науке, особую заинтересованность в проектной работе, и сама предложила тему для нового исследования – индивидуального проекта: «Оценка видового биоразнообразия птиц Железногорского района». По итогам проекта предстояло оценить многообразие обитающих птиц в изучаемой местности, экологические условия, их роль в природном биогеоценозе, а также предложить направления развития экологической культуры в отношении птиц. Основным методом сбора информации было полевое наблюдение и фотофиксация, что потребовало проявления таких личностных качеств, как огромное трудолюбие, выдержка, научная любознательность и увлеченность. Местность, в которой проводилось наблюдение, это побережье реки Усожи, деревни Рышково, Железногорского района. Был составлен атлас птиц, обитающих в данном районе.

Автор проекта зафиксировала и определила 46 видов птиц! Оценив видовое многообразие как высокое, сделала научные выводы, что ему способствует сама характеристика местности: она находится на стыке нескольких биотопов. Прежде всего это болотисто-речной биотоп, что дало возможность для обитания водным и околоводным видами птиц. Сельский ландшафт, заросшие сады, обилие кустарников способствуют расселению синантропных видов птиц, находящиеся рядом смешанный лес и водохранилище – озерным и лесным. Общий вывод по результатам исследовательского проекта: орнитофауна в Железногорском районе довольно разнообразна, и это свидетельствует о благоприятной экологической среде. После опустения в результате воздействия последствий Чернобыльской катастрофы наши края дождались возвращения птиц. При этом было отмечено, что некоторые виды птиц больше не гнездуются здесь и могут вовсе исчезнуть из региона. Ответственный экологический подход должен состоять в том, чтобы стараться сохранить места гнездований птиц нетронутыми, изготавливать скворечники, кормушки, прививать школьникам экологическую культуру поведения в природе. Необходимо ставить в известность органы правоохранительной деятельности, если происходят нарушения отстрела птиц со стороны охотников.

Ученица, выполнившая этот индивидуальный проект, проявила самостоятельность, высокую естественнонаучную вовлеченность, успехи в овладении такими компетенциями, как анализ сложной информации, оценивание и обобщение доказательства, формулирование выводов с учетом разных источников информации. Учитель выступил в роли мотивирующего научного консультанта, направляющего вектор исследования.

Проект «Оценка видового биоразнообразия первоцветов рекреационных зон города Железногорска Курской области» осуществлялся с весны по осень 2021 года. «Владельцем», то есть инициатором и основным двигателем проекта стал ученик 9 класса, и еще 5 учеников 9-10 классов составили команду проекта. Цель проекта – обследовать три довольно большие рекреационные зоны города и оценить видовое биоразнообразие первоцветов – была поставлена достаточно амбициозная. Весной проводили фенологическое наблюдение, фотографировали первоцветы. Затем при участии научного руководителя - учителя с помощью атласов растения были определены, классифицированы. На участках рекреационных зон было выявлено 25 видов первоцветов-эфемероидов, из них 10 видов относятся к Классу Однодольные растения, а 15 видов - к Классу Двудольные растения.

Участники проекта интерпретировали эти значительные показатели биоразнообразия как фактор благоприятной экологической обстановки в городе. Был сделан вывод о том, что данные результаты опровергают первоначальную гипотезу о только отрицательной направленности деятельности человека по отношению к первоцветам. Участники проекта отметили положительную роль антропогенного фактора, которая выражается в просветительской работе, охране и запрете на сбор и продажи первоцветов, а также в их искусственном разведении. Ребята убедились в том, что очевидные, на первый взгляд, предположения могут оказаться неверными, и что необходимо подтверждать или опровергать гипотезы научными фактами.

Была разработана анкета для опроса школьников и родителей с целью выяснить уровень знаний о первоцветах, отношения к методам их защиты. Результаты были обработаны математическими и графическими методами. Старшеклассники в своих ответах продемонстрировали социальную зрелость и предложили организовать волонтерское движение для защиты первоцветов.

Практическим продуктом проекта стали листовка «Защитим первоцветы!» и снятый школьниками видеоролик для размещения в социальных сетях. Проведение челленджа в популярных у молодежи соцсетях продемонстрировало креативность участников, мотивировало интерес к теме проекта других учеников, добавило проекту современную направленность.

Важно, что ребята сами увидели возможность развития темы проекта: организация волонтерского движения, привлечение взрослых и социально ответственный бизнес к созданию «экологической тропы первоцветов» в городе.

Таким образом, приведенные в данной статье примеры из учительской практики показывают, что с помощью применения метода проектной деятельности были успешно решены задачи по развитию естественнонаучной грамотности обучающихся.

Наш учительский опыт демонстрирует, что в процессе работы над проектом актуализировались не только полученные ранее знания, но и коммуникативные умения обучающихся, навыки работы с информацией, личностные качества участников проекта, такие, как самоменеджмент и самооценка. Участие в проектах стимулировало развитие критического мышления, креативность учеников.

Стоит отметить, что в ходе выполнения проектов были созданы метапредметные и межпредметные продукты, такие, как презентации, сценарии экскурсий, макеты листовок и буклетов, видеоролики и т.п. Участие во внеурочной проектной деятельности стало серьезным стимулом в обучении, поскольку результаты проектов были внесены в личные портфолио школьников.

Более того, данная учительская практика свидетельствует о том, что была выстроена образовательная траектория: от стартового уровня до высшего. Если в первом проекте семиклассники только начинали показывать наличие умений применять знания, полученные на уроках биологии, фиксировать, описывать и объяснять природные явления, сверяясь с атласами и учебниками, то в последующих проектах выявленные проблемы анализировались и оценивались старшеклассниками критически с точки зрения влияния на природу человека, предлагались творческие решения, намечались пути дальнейшего развития темы проекта.

Участники проектов демонстрировали высокие показатели естественнонаучной грамотности: они научились объяснять природные явления научно, выдвигать, подтверждать или опровергать гипотезы, анализировать полученные данные, прогнозировать дальнейшее развитие событий, обосновывать выводы по результатам естественнонаучных исследований, предлагать и реализовывать практические решения для конкретных жизненных проблем и ситуаций.

Литература

1. Диких Э.Р., Зарипова Е.И., Макарова Н.С. Функциональная грамотность школьников как фактор качества образования // Педагогика. Вопросы теории и практики. – 2021. – №6. – С. 939 – 937. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/funktsionalnaya-gramotnost-shkolnikov-kak-faktor-kachestva-obrazovaniya (дата обращения: 02.02.2022).

2. Заграничная Н.А., Паршутина Л.А. Методы формирования естественнонаучной грамотности учащихся основной школы: интегративный подход // Школьные технологии. – 2017. – №3. – С. 20 – 25. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/metody-formirovaniya-estestvennonauchnoy-gramotnosti-uchaschihsya-osnovnoy-shkoly-integrativnyy-podhod (дата обращения: 02.02.2022).

3. Пентин А.Ю., Никифоров Г.Г., Никишова Е.А. Основные подходы к оценке естественнонаучной грамотности // Отечественная и зарубежная педагогика. – 2019. – №4 (61). – С. 80 – 97. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/osnovnye-podhody-k-otsenke-estestvennonauchnoy-gramotnosti (дата обращения: 28.01.2022).

4. Проведение исследования PISA-2018 в России. Оценка естественно-научной грамотности. [Электронный ресурс] URL: http://centeroko.ru/pisa18/pisa2018_sl.html (дата обращения: 28.01.2022).

5. Рабинович П.Д., Заведенский К.Е., Царьков И. С., Матвиюк Е.С. Школа возможностей: проектное обучение // Образовательная политика. – 2019. – №1-2. – С. 33 –49. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/shkola-vozmozhnostey-proektnoe-obuchenie (дата обращения: 02.02.2022).