Практика развития естественно-научной грамотности

Автор: Рахимова Алина Айратовна

Организация: МБОУ «Многопрофильная полилингвальная гимназия №180»

Населенный пункт: Республика Татарстан, г. Казань

Аннотация: Важной задачей современного образования является формирование функциональной грамотности обучающихся. В статье отражены понятия «функциональная грамотность», «естественно-научная грамотность». Рассмотрены виды деятельности, развивающие естественно-научную грамотность; компетенции естественно-научной грамотности. Приведен пример практико-ориентированного задания на формирование естественно-научной грамотности посредством установления межпредметных связей.

Ключевые слова: естественно-научная грамотность, функциональная грамотность, методы обучения, компетенции естественно-научной грамотности, практико-ориентированные задания.

Сегодня, не уменьшая значимости цифровизации образования [1, 3, 8] и формирования инженерного мышления [9], весьма актуально развитие у обучающихся функциональной и естественнонаучной грамотности.

Обучение в школе является активным этапом формирования функциональной грамотности у обучающихся. Советский психолог, философ и педагог А.Н. Леонтьев: «функциональная грамотность – это прежде всего умение работать с информацией» [6]. По А.Н. Леонтьеву, функциональная грамотность представляется, как способность использовать знания, умения, способы в действии при решении задач за пределами учебных ситуаций [6].

Естественно-научная грамотность – это уровень знаний и понимания основных понятий, принципов и методов естественных наук, т.е. это способность школьников проводить анализ, объясняя явления и понимая принципы естественных наук (физики, химии, биологии и др.). Значимой задачей процесса образования является сформировать у обучающихся естественно-научной грамотности. Это означает развитие понятийного аппарата, умения объяснять различные явления и, самое главное, умения использовать полученные знания, к примеру, путем исследования или эксперимента, на практике.

Если уроки будут проводиться в сочетании с лекционными и практическими элементами с использованием исследований, проектной деятельности и иных методов, это поспособствует формированию устойчивого интереса обучающихся к естественным наукам. Помимо этого, необходимо использование активных методов обучения (дискуссия, дидактические игры, анализ конкретных ситуаций, проблемный опыт и многое другое). Это поможет активизировать познавательную деятельность обучающихся, развить их логическое мышление, мотивацию и интерес к обучению, коммуникативные навыки, самостоятельность в анализе и структурировании информации.

Специфика формирования естественно-научной грамотности заключается, согласно [7], в следующем:

- в проведении экспериментов (к примеру, на уроках химии в 9 классе, обучающиеся могут познакомиться с изменением цвета пламени спиртовки при внесении солей щелочных и щелочноземельных металлов);

- в изучении большого количества информации с целью ее анализа и структурирования, выделения главной мысли в тексте, ответа на вопросы;

- в использовании наглядного материала на уроках (иллюстрации, видеофрагменты, схемы, образцы полезных ископаемых, специальное оборудование и др.);

- в участии во всевозможных конкурсах и проектах, с целью накопления знаний;

- в обязательном использовании инновационных педагогических технологий (технология развития критического мышления, игровые технологии, технология развивающего обучения, технология проблемного обучения, технология уровневой дифференциации, технология решения изобретательских задач (ТРИЗ), здоровье-сберегающие технологии и др.) [7].

Рассмотрим представленные в [5] несколько видов деятельности, которые могут помочь развить естественно-научную грамотность обучающихся. Это исследователҗская, ролевая, проектная, групповая, практико-ориентированная деятелҗности.

Исследовательская деятельность – основывается на умении самостоятельно поставить цель, поэтапном логическом мышлении, творческом поиске решения той или иной задачи, применении знаний на практике, осуществлении самоконтроля и самооценки.

Ролевые игры – положительно влияют на формирование у обучающихся устойчивого интереса к учебным предметам, стимулируют мотивацию, позволяют взглянуть на реальную жизненную ситуацию «в роли другого человека». Ролевые игры – средство побуждения познавательной деятельности, когда обучающиеся получают новые знания, развивают творческое мышление, применяют полученные ранее знания на практике.

Проектная деятельность – предоставляется возможность всесторонне и полно раскрыть понравившуюся тему. Обучающиеся учатся самостоятельно определять предмет и объект исследования, ставить цель, осуществлять сбор информации, делать выводы. Все это способствует развитию исследовательских компетенций (умение планировать, выполнять эксперимент, представлять полученные результаты).

Групповая деятельность – в традиционной и инновационной форме (пресс-конференция, мозговой штурм, мозаичная группа, прием «Зигзаг» и др.). Возможно использование ситуационных задач, проблемных ситуаций, связанных с повседневной жизнью. Все эти формы помогают усвоить большой объем информации, закрепить полученные знания, положительно сказываются на психологическом климате класса. Обучающиеся налаживают коммуникативные навыки, учатся сотрудничать с одноклассниками и учителем, применяют само- и взаимоконтроль учебной деятельности.

Практико-ориентированная деятельность по решению соответствующих задач (ситуационных и ориентированных на жизненный опыт) подчеркивает важность естественнонаучных знаний не только при обучении, но и в практике повседневной жизни [5].

В целом, естественнонаучная грамотность интегрирует три компетенции, которые можно формировать и оценивать с помощью трех групп заданий. Это задания на «научное объяснение явлений», «интерпретацию данных и использование научных доказательств для получения выводов», «понимание особенностей естественно-научных исследований» [4].

Приведу пример задания на формирование естественно-научной грамотности посредством установления межпредметных связей (подробнее в [2]) между химией, географией и биологией.

Текст задания: Используя знания, полученные на уроках химии, географии и биологии опишите особенности металлов, их территориальное нахождение, физические свойства. Проведите опыт «Взаимодействие металлического цинка с растворами солей», напишите уравнения возможных реакций и сделайте вывод о химических свойствах металлов.

Решение: в природе металлы встречаются в свободном виде или в виде соединения, в основном в виде оксидов или солей. Производство металлов осуществляет черная и цветная металлургия. В России существует три базы, добывающие металлы – Центральная, Сибирская и Уральская. Интересным фактом является то, что живые организмы могут «подсказать» человеку, где находятся металлы. Так, например, некоторые растения могут реагировать на содержание ионов металлов в стеблях и листьях, сопровождается эта реакция изменением их окраски.

Уравнения реакций проделанного опыта:

Zn + CuSO₄ = Cu + ZnSO₄; Zn + FeSO₄ = ZnSO₄ + Fe

Zn + Al₂(SO₄)₃ – данная реакция не идет.

Вывод: металлы вступают в реакции с растворами солей при условии, что соли, участвующие в реакции, растворимы и металл в ряду напряжений стоит левее металла, ион которого входит в состав соли.

Таким образом, формирование у обучающихся естественно-научной грамотности является важным компонентом формирования функциональной грамотности. Комплексное изучение естественных наук и понимание имеющих место межпредметных связей способствует представлению обучающимися единой картины мира, развитию логического и критического мышления, умения анализировать, систематизировать информацию, самостоятельно планировать и осуществлять практическую деятельность, применяя теоретические знания.

Список литературы

1. Гильманшина С. И., Каримова Г. Д., Шакирова Р. Н. Авторские цифровые ресурсы как элементы образовательной среды подготовки учителей химии // Современные проблемы науки и образования. – 2022. – № 1; – URL: https://science-education.ru/article/view?id=31435 (дата обращения: 01.02.2022).

2. Гильманшина С. И., Мухаметшина Р. М. Пути интеграции химических и валеологических знаний // Химия в школе. – 2003. – № 9. – С. 30.

3. Гильманшина С. И., Рахманова А. Р., Миннахметова В. А. Разработка и внедрение цифровых видеоматериалов методического сопровождения химического практикума // Современные наукоемкие технологии. – 2022. – № 4. – С. 151-155.

4. Зубкова Л. А. Естественно-научная грамотность: диагностика и формы организации учебного процесса для формирования данного вида функциональной грамотности. – URL: https://multiurok.ru/files/statia-estestvennonauchnaia-gramotnost-diagnostika.html (дата обращения: 27.10.2023).

5. Куприянова С. Г. Особенности формирования естественнонаучной грамотности обучающихся основной школы // Образование и воспитание. – 2021. – № 2 (33). – С. 33-35.

6. Образовательная система «Школа 2100». Педагогика здравого смысла / под ред. А. А. Леонтьева. – М.: Баласс, 2003. – С. 35.

7. Сергеева Б. В., Чувилко А. Е. Естественнонаучная грамотность младших школьников // Исследования молодых ученых : материалы LVII Междунар. науч. конф. (г. Казань, март 2023 г.). – Казань : Молодой ученый, 2023. – С. 103-109.

8. Gilmanshin I. R., Gilmanshina S. I. Technology of e-learning in the university education. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. – 2018. – Vol. 412. – No 1. – Р. 012022.

9. Gilmanshin I., Gilmanshina S. The formation of students engineering thinking as a way to create new techniques, technologies, materials // В сборнике: IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. International Scientific-Technical Conference on Innovative Engineering Technologies, Equipment and Materials 2015, ISTC-IETEM 2015. – 2016. – С. 012006.