Статья "Формирование естественно-научной грамотности на уроках информатики в школе"
статья по информатике и икт

Формирование естественно-научной грамотности на уроках информатики в школе

Аннотация

Естественно-научная грамотность (ЕНГ) — это способность применять научные знания и методы для понимания окружающего мира, критической оценки информации и принятия обоснованных решений. Уроки информатики обладают значительным потенциалом для её формирования: они позволяют обрабатывать экспериментальные данные, моделировать природные процессы, визуализировать зависимости и проводить виртуальные эксперименты. Ключевые компетенции ЕНГ (научное объяснение явлений, разработка моделей, работа с научной информацией) напрямую соотносятся с содержанием школьного курса информатики. Наиболее эффективными подходами являются проектная деятельность, проблемное обучение, интеграция межпредметных заданий и использование цифровых платформ (например, Яндекс Учебник).

1. Понятие и структура естественно-научной грамотности

Согласно современным педагогическим определениям, естественно-научная грамотность — это способность человека критически осмысливать проблемы, связанные с естественными науками, занимать активную гражданскую позицию, проводить простейшие эксперименты, анализировать научные тексты, формулировать гипотезы и интерпретировать результаты. В педагогическом словаре ЕНГ определяется как готовность человека интересоваться идеями из области естественных наук и участвовать в обсуждении общественно значимых вопросов, связанных с их практическим применением.

Формирование ЕНГ является одной из задач комплексного плана мероприятий по повышению качества математического и естественно-научного образования на период до 2030 года (Распоряжение Правительства РФ от 19.11.2024 № 3333-р).

Компетенции ЕНГ по рамке PISA 2025

Международное исследование PISA 2025 выделяет три ключевые компетенции естественно-научной грамотности:

Кроме того, PISA 2025 вводит понятие «самоопределение по отношению к естественным наукам», включающее признание ценности научных перспектив, экологическую осведомлённость и осознанную деятельность.

2. Роль информатики в формировании ЕНГ

Информатика как учебный предмет играет существенную роль в формировании естественно-научной грамотности, поскольку позволяет:

• автоматизировать расчёты и обработку экспериментальных данных;
• моделировать физические, биологические и экологические процессы;
• работать с большими объёмами данных из естественных наук;
• проводить виртуальные эксперименты;
• развивать критическое мышление при оценке научной информации.

На уроках информатики возможно разрабатывать межпредметные задания метапредметного характера, которые помогают формировать все виды функциональной грамотности, включая естественно-научную.

3. Методы и инструменты формирования ЕНГ на уроках информатики

3.1. Обработка экспериментальных данных

Школьный курс информатики предоставляет инструменты для работы с данными, полученными в ходе естественно-научных экспериментов:

• MS Excel — построение графиков зависимостей, подбор аналитических функций (например, параболической траектории полёта мяча), расчёт средних значений и погрешностей. При обработке результатов рекомендуется выбирать тип диаграммы «Точечная», чтобы корректно отображать экспериментальные зависимости.
• Python (библиотеки json, pandas, matplotlib) — хранение экспериментальных результатов в формате JSON, чтение из баз данных, построение графиков и проведение анализа. В учебных проектах можно использовать Google Colab для работы с pandas и matplotlib.

3.2. Моделирование природных процессов

Учащиеся могут создавать алгоритмы и программы, имитирующие:

• круговорот воды в природе (в среде Python или с помощью конструктора блок-схем);
• цепочки взаимодействий в экосистемах;
• энергетические процессы в клетке (превращение химической энергии пищи в кинетическую и тепловую).

3.3. Работа с научными текстами и критическое мышление

На уроках информатики (например, при изучении текстовых редакторов) учащиеся анализируют научные тексты из банка заданий по функциональной грамотности: набирают текст, вставляют иллюстрации, отвечают на вопросы по содержанию, оценивают достоверность утверждений. В Яндекс Учебнике доступны задания на поиск ошибок в научных текстах, что способствует развитию медиаграмотности и умению проверять источники.

3.4. Визуализация данных

Современные BI-инструменты (DataLens, Tableau, Power BI) и библиотеки Python (matplotlib, seaborn) позволяют строить наглядные дашборды и графики на основе экологических, биологических или физических данных. Это формирует навыки интерпретации данных и представления результатов исследования.

4. Педагогические подходы и приёмы

Проектная деятельность

Организация учебных проектов, в которых учащиеся решают реальные естественно-научные задачи средствами информатики: прогнозирование погоды по многолетним данным, анализ загрязнения воздуха, моделирование популяций животных.

Проблемное и исследовательское обучение

Постановка проблемных вопросов (например, «Как изменится популяция зайцев при сокращении числа хищников?») и построение алгоритмов или программ для поиска ответа.

Творческая деятельность

Создание плакатов в графическом редакторе по экологической тематике, составление кроссвордов с естественно-научными терминами, написание эссе о роли науки в жизни человека.

Сценарный подход (цифровые платформы)

В Яндекс Учебнике используются интерактивные сценарии с разветвлённым сюжетом: учащийся принимает решения в ситуациях, связанных с фишингом, социальной инженерией, кибербуллингом, что развивает функциональную грамотность в целом.

5. Цифровые платформы и инструменты

6. Преимущества интеграции для развития критического мышления

Формирование ЕНГ на уроках информатики способствует развитию следующих навыков критического мышления:

• умение проверять достоверность источников научной информации;
• анализ научных текстов на предмет ошибок и недостоверных утверждений;
• интерпретация данных, выявление трендов и построение прогнозов;
• критическая оценка адекватности построенных моделей реальным процессам;
• развитие медиаграмотности в условиях информационного разнообразия.

7. Рекомендации для педагогов

1. Начинать с малого — использовать готовые задания из банков функциональной грамотности, постепенно усложняя.
2. Сочетать форматы — комбинировать работу в текстовых редакторах, электронных таблицах и средах программирования в рамках одной темы.
3. Использовать аналитику платформ — отслеживать успеваемость и типичные ошибки учащихся для корректировки заданий.
4. Вовлекать коллег-предметников для создания межпредметных проектов (учитель физики предоставляет экспериментальные данные, учитель информатики — инструменты для их обработки).
5. Разработать систему оценки по критериям: точность интерпретации данных, логичность выводов, использование научной терминологии, работоспособность моделей и алгоритмов, креативность решения.

Заключение

Информатика не является предметом, непосредственно изучающим природу, однако её инструментарий — от электронных таблиц до языков программирования — делает этот предмет оптимальной площадкой для формирования естественно-научной грамотности. Интеграция содержания естественных наук с вычислительными методами соответствует требованиям ФГОС третьего поколения и государственной политике по повышению качества естественно-научного образования. Ключевыми условиями успеха являются целенаправленный отбор межпредметных заданий, использование современных цифровых платформ и организация проектной и исследовательской деятельности учащихся.