"Из опыта работы по формированию естественнонаучной грамотности на уроках биологии».
методическая разработка по биологии

Тема: Из опыта работы по формированию естественнонаучной грамотности на уроках биологии».

Амирджанян Светлана Суреновна, учитель биологии и химии МБОУ «Образовательный центр №1» г.о. Пушкинский, Ивантеевка, МО.

           В статье поднимается проблема качества российского естественнонаучного образования. Автор предлагает разработанные задачи для формирования у обучающихся естественнонаучной грамотности. Материал будет полезен для учителей биологии средних общеобразовательных школ.

           Ключевые слова: естественнонаучная грамотность; функциональная грамотность; практико-ориентированные задачи, компетенция.

            Естественно-научная грамотность — это компонент функциональной грамотности, который подразумевает способность ребенка занять компетентную общественную позицию по вопросам, связанным с естественными науками, интерес к естественно-научным фактам и идеям.            Такая грамотность позволяет человеку принимать решения на основе научных фактов, понимать влияние естественных процессов, науки и технологий на мир, экономику, культуру.

              Естественнонаучная грамотность является основной целью школьного естественнонаучного образования в большинстве развитых стран мира и отражает способность применять естественнонаучные знания и умения в реальных жизненных ситуациях.

              Международные сравнительные исследования PISA (Programme for International Student Assessment) в области образования показали, что российские учащиеся имеют высокий уровень предметных знаний, но применить эти знания в конкретной жизненной ситуации затрудняются. Результаты подтверждают, что учащиеся слабо ориентируются в актуальных экологических проблемах, не владеют информацией о современных научных достижениях в области естествознания, в медицине, в актуальных проблемах здоровьесбережения.

             Эти результаты послужили поводом для создания государственной программы РФ «Развитие образования» (2018-2025 годы), в которой главной целью стало качество образования, которое характеризуется cохранением лидирующих позиций РФ в международном исследовании качества чтения и понимания текстов, в международном исследовании качества математического и естественнонаучного образования, повышением позиций РФ в международной программе по оценке образовательных достижений учащихся (PISA).

             При этом в 2024 году именно естественнонаучная грамотность будет приоритетным направлением исследования PISA.

             Для формирования естественнонаучной грамотности у обучающихся я разрабатываю и активно применяю на уроках биологии в 5-11 классах практико-ориентированные задачи в формате PISA. Такие задания я использую в качестве диагностических работ на уроках комплексного применения знаний и умений, на уроках систематизации и обобщения полученных знаний и умений, при подготовке к контрольно-учетным урокам.

               Практико-ориентированные задачи формируют у обучающихся такие компетенции, как: умение научно объяснять явления, понимать особенности естественно-научного эксперимента и его цели, интерпретировать данные и использовать научные доказательства для получения выводов и объяснения результатов. Эти умения позволят обучающимся повысить уровень естественнонаучной грамотности.

                В 5 классе после изучения раздела «Строение и многообразие живых организмов» я предлагаю выполнить следующую задачу.

Задача «Протисты»

               Глубокое изучение различных групп организмов дает ученым-систематикам повод для создания новых классификаций организмов. Так, многие современные ученый выделяют в надцарстве  Ядерные ещё одну самостоятельную группу организмов – Протисты − организмы, тело которых не образует настоящих тканей. В него включают весьма разнородные организмы – одноклеточные, колониальные и даже многоклеточные. По строению клеток, типам питания и передвижения, характеру размножения они могут напоминать и животных, и грибы, и растения. Среди растений к этой группе ученые отнесли водоросли. А в 19 веке ученые делили все организмы только на два царства: растения и животные. И к царству растений ранее относили грибы и бактерии.

                 Вопросы к тексту: 1) Согласны ли вы с учеными, которые отнесли водоросли к группе Протистов? Аргументируйте свой ответ; 2) Какие организмы вы бы отнесли к гетеротрофным протистам? 3) Почему ученые 19 века относили грибы и бактерии к царству растений?

                 Ответ: 1) Согласны, т.к. водоросли не имеют тканей, а их тело называется слоевище или таллом; 2) К гетеротрофным протистам следует отнести одноклеточные грибы и одноклеточных животных; 3) грибы схожи с растениями по способу поглощения веществ, с растениями имеют сходства только фотоавтотрофные бактерии. По этим сходствам бактерии и грибы относили к Царству растений.

                  Такой тип заданий формирует у обучающихся умения анализировать информацию, обобщать, аргументировать свою точку зрения, обосновывать, формулировать выводы на основе научных доказательств.

                    При закреплении темы «Химический состав клетки» для обучающихся 6 класса я предлагаю задание с виртуальным экспериментом.

Задача «Доверяй, но проверяй!»

                   Ученик, изучая информацию о растительных углеводах в сети интернет, узнал, что разные овощи отличаются содержанием крахмала. Так, чемпионом по содержанию крахмала является картофель (от 16-18%.). К умереннокрахмалистым овощам относятся: репа, огурцы, редис, сладкий перец. Меньше всего крахмала содержится в луке, чесноке. Ученик хочет проверить эту информацию.

                       Задание: 1) Предложите ученику опытным путем проверить информацию о содержании крахмала в овощах; 2) Какие условия необходимо соблюдать ученику, чтобы получить объективный результат? 3) Какой результат может получить ученик по итогам опыта? Какой вывод следует из его результата?

                          Ответ: 1) Чтобы проверить наличие крахмала в овощах проводят опыт с раствором йода (1-2 капли спиртового раствора йода на стакан воды); 2) Чтобы получить объективный результат нужно проводить опыт со всеми объектами в одинаковых условиях (например, овощи должны быть сырые, свежие, чистые); для исследования не подойдут овощи, имеющие темную пигментацию, из-за которой трудно будет увидеть изменение окраски йода; для опыта с йодом не подойдет красный перец; 3) Если овощ содержит крахмал, то в результате реакции с йодом появится синее (темно-синее или серое) окрашивание. Насыщенность окраски будет зависеть от количества крахмала в объекте исследования: чем больше крахмала, тем интенсивнее окраска.

                               Экспериментальные задачи способствуют формированию у обучающихся умения оценивать аргументы и факты из различных источников информации c научной точки зрения, описывать и оценивать способы, которые используют учёные, чтобы обеспечить надёжность данных и достоверность объяснений.

Практикую задания с интерпретацией экспериментальных данных.

Задача «Опыт фасолью»

Ученица прорастила в горшочке с землей два семени фасоли. Когда стебли у растений достигли 7-10 см в высоту, ученица срезала у одного из них верхушку. Следующие наблюдения зафиксировала через одну-две недели.

                      Задание: 1) С какой целью проводила ученица опыт? 2) Какой результат получила ученица через одну-две недели? 3) Какой вывод сделала ученица по результатам своего опыта?

                        Ответ: 1) Ученица наблюдала за ростом и развитием побега; 2) Через одну-две недели у срезанного растения можно наблюдать боковое ветвление (или развитие побегов из пазушных почек); 3) При удалении верхушечной почки побег перестает расти в длину, но начинается рост боковых побегов из пазушных почек. Таким образом, ростом и развитием побегов можно управлять.

Задачи с виртуальным экспериментом позволяют сформировать, а также проверить сформированность у обучающихся такой компетенции, как понимание особенностей естественно-научного исследования, распознавать и формулировать цель исследования, интерпретировать полученные данные, делать выводы на их основе.

В 7 классе, изучив тему «Класс Насекомые. Отряд Чешуекрылые» предлагаю задачу на основе реальных жизненных ситуаций.

Задача «Нашествие бабочек-репейниц»

По данным информационного агентства  Московской области в 2018 году резко возросла популяция бабочек-капустниц.  В филиал ФГБУ «Россельхозцентр» по Московской области поступало много обращений от сельхозтоваропроизводителей и населения о нашествии этого крылатого насекомого. Изучив информацию, предлагаю ответить на вопросы, предполагающие развернутый ответ: 1) Чего опасались аграрии? 2) Каковы причины резкого возрастания численности бабочек-капустниц? 3) Какие действия необходимо предпринять аграриям в сложившейся ситуации?

                             Ответ: 1) Аграрии опасались за урожай, т.к. личинки бабочек (гусеницы) являются растительноядными и могут уничтожить его; 2) возможной причиной стало изменение климата (после установления жаркой погоды), что повлияло на жизненный цикл насекомого.

3) обратиться за помощью в местное отделение Россельхозцентра или применить инсектициды, предварительно изучив информацию об экологии бабочки.

                              Такие задачи позволяют сформировать умения разумно оценить сложившуюся ситуацию, объяснять причины явления с научной точки зрения, делать и научно обосновывать прогнозы о протекании процесса или явления, выработать план действий по уменьшению возможных рисков. И все эти умения возможно сформировать на основе предметных знаний обучающихся из области естественных наук.

                         На уроках биологии в старших классах для закрепления и обобщения знаний, полученных при изучении раздела «Генетика» предлагаю обучающимся следующую задачу.

Задача «Синдром Шерешевского-Тернера»

3) Женские особи стерильны из-за мутации ХО и нарушения процесса мейоза. Вероятность передачи мутации следующим поколениям равна 0%.

                      Задания с рисунками, графиками, схемами формируют умения преобразовывать один вид информации в другой (например, текстовую информацию в графическую, или символьную в текстовую).

Литература

• Генетические основы спинальной мышечной атрофии: Генетическая диагностика − URL:https://mioby.ru/wp-content/uploads/2017/04/Genetics_of_SMA.pdf (03.09.2020)
• Ковалева Г.С. На пути решения стратегических задач // Вестник образования России. – 2019. – № 14. – С. 49 – 52.
• Методы антропогенетики: учебное пособие / сост.: Г.И. Лукманова, С.М. Измайлова, Ф.Ф. Мусыргалина, К.В. Данилко, Г.М. Исхакова, Д.Н. Куватова, А.Т. Волкова, Т.В. Викторова. – Уфа: ФГБОУ ВО БГМУ Минздрава России, 2016. – 74 с.
• Пасечник В.В. Биология: Введение в биологию: Линейный курс: 5 кл.: учебник / В.В.Пасечник.− М.: Дрофа, 2021. – 173 с.
• Пасечник В.В. Биология: Покрытосеменные растения: строение и жизнедеятельность: Линейный курс: 6 кл.: учебник / В.В.Пасечник.− М.: Дрофа, 2020. – 173 с.