Методы естественнонаучного исследования в изучении химии как способ развития компетенций функциональной грамотности.
методическая разработка по химии (8, 9, 10, 11 класс)

Методы естественнонаучного исследования в изучении химии как способ развития компетенций функциональной грамотности.

Естественнонаучно грамотный человек стремится участвовать в
аргументированном обсуждении проблем, относящихся к естественным
наукам и технологиям, что требует от него следующих компетентностей:
➢ научно объяснять явления;
➢ понимать основные особенности естественнонаучного
исследования;
➢ интерпретировать данные и использовать научные доказательства
для получения выводов.

Из приведенного выше определения вытекают требования к заданиям по оцениванию ЕНГ, которые основываться на реальных жизненных ситуациях. Именно такие задания, объединенные в тематические блоки, составляют измерительный инструментарий PISA.
При этом каждое из заданий классифицируется по ряду параметров, определяющих модель заданий в формате PISA:
• компетентность, на оценивание которой направлено задание;
• тип естественнонаучного знания, затрагиваемый в задании;
• контекст;
• познавательный уровень (или степень трудности) задания.

В каждой из характеристик скрыт «познавательный уровень», трудность которого зависит от сложности реальной ситуации.  

Тип научного знания, как элемент модели заданий включает собственно содержательное знание в определенных областях и процедурное знание методов и стандартных исследовательских процедур. В целях развития функциональной грамотности в изучении химии я чаще всего использую методы исследования: эксперимент, анализ, учебное проектирование, наблюдение, измерение, креативное мышление.

Для разработки и оценки заданий по ЕНГ в том числе и на уроках химии удобно использовать кодификатор (размещен кодификатор на сайте  https://rosuchebnik.ru)

В кодификаторе описываются: оцениваемые компетенции - характеристика учебного задания- методы использования.

Разработка заданий по ЕНГ. Компетенция: научное объяснение явлений.

Оцениваемые компетенции: Применить соответствующие естественнонаучные знания для объяснения явления

Характеристика учебного задания: стандартная ситуации, для объяснения которой можно напрямую использовать программный материал.

Задание 1. Какой газ А. Лавуазье называл «фиксированный воздух»? Почему при горении органических веществ образуется этот газ?

Компетенции. Анализировать данные и использовать научные доказательства для получения выводов. Здесь необходимо проанализировать все, что исследовал А. Лавуазье и сделать вывод.

Методы: Эксперимент. Анализ

Разработка заданий по ЕНГ.  Компетенция: понимание особенностей естественнонаучного исследования.

Оцениваемые компетенции: Предлагать или оценивать способ научного исследования данного вопроса.

Характеристика учебного задания: По описанию проблемы предлагается кратко сформулировать или оценить идею исследования, направленного на ее решение, и/или описать основные этапы такого исследования.

Задание 2. Рассмотрите рисунок. Расположите в правильном порядке пункты инструкции по проведению эксперимента, доказывающего выделение растениями углекислого газа. В ответе запишите соответствующую последовательность цифр (ГИА-9, открытый банк заданий).

Компетенции. Моделирование экспериментальной деятельности.  

Методы: Учебное проектирование.

Разработка заданий по ЕНГ. Компетенция: интерпретация данных и использование научных доказательств для получения выводов.

Оцениваемые компетенции: оценивать c научной точки зрения аргументы и доказательства из различных источников.

Характеристика  учебного задания:  Предлагается оценить с научной точки зрения корректность и убедительность утверждений, содержащихся в различных источниках, например, научно-популярных текстах, сообщениях СМИ, высказываниях людей.

Задание 3. Почему Алюминий принадлежит к числу наиболее экологичных металлов? (Химия 9 класс, О.С. Габриелян, Просвещение, «Алюминий и его соединения»)

Компетенции. Интерпретация данных

Методы: Креативное мышление.

Разработка заданий по ЕНГ. Компетенция: интерпретация данных и использование научных доказательств для получения выводов.

Оцениваемые компетенции: анализировать, интерпретировать данные и делать соответствующие выводы.

Характеристика  учебного задания: предлагается формулировать выводы на основе интерпретации данных, представленных в различных формах: графики, таблицы, диаграммы, фотографии, географические карты, словесный текст. Данные могут быть представлены и в сочетании форм.

Методы. Анализ и аргументация

Оценку уровня сформированности компетенций можно увидеть в заданиях ВПР и ГИА по химии.

ДЕМОВЕРВИЯ ВПР 2022  – ХИМИЯ 11 КЛАСС

14. Одним из важных понятий в экологии и химии является «предельно допустимая концентрация» (ПДК). ПДК – это такое содержание вредного вещества в окружающей среде, присутствуя в которой постоянно, данное вещество не оказывает в течение всей жизни прямого или косвенного неблагоприятного влияния на настоящее или будущее поколение, не снижает работоспособности человека, не ухудшает его самочувствия и условий жизни. ПДК углекислого газа в воздухе составляет 9 г/м3. На кухне площадью 6 м2 и высотой потолка 3 м, оборудованной газовой плитой, при горении бытового газа выделилось 180 г углекислого газа. Определите, превышает ли концентрация углекислого газа в воздухе данного помещения значение ПДК. Предложите способ, позволяющий снизить концентрацию углекислого газа в помещении.

Методы: анализ, аргументация, креативное мышление

Компетенция: интерпретация данных и использование научных доказательств для получения выводов.

Решение: 1.  Определён объём помещения и определена концентрация углекислого газа в нём: V (помещения) = 6 ∙ 3 = 18 м3 содержание углекислого газа = 180 г / 18 = 10 г/м3

2) Сформулирован вывод о превышении ПДК: значение ПДК углекислого газа в помещении превышает показатель 9 г/м3 .

3) Сформулировано и обосновано предложение по снижению содержания углекислого газа в помещении.

Варианты предложений. Замена газового оборудования на электрическое; регулярное проветривание (вентиляция) помещения, увеличение количества растений, интенсивность фотосинтеза которых может снизить количество углекислого газа; система   контроля уровня углекислого газа во всех помещениях, где находятся люди; использование абсорбирующих фильтров, поглощающих углекислый газ , например на основе пероксидов металлов.

Открытый банк заданий ГИА-9 2022 ПО ХИМИИ

При подкормках овощных и цветочных культур в почву вносится 200 г азота на 100 м2. Вычислите, сколько граммов аммиачной селитры надо внести на земельный участок площадью 100 м2. Запишите число с точностью до целых.

Нитрат аммония (аммиачная селитра) — химическое соединение соль азотной кислоты, используется в качестве азотного удобрения.

Компетенция: интерпретация данных

Методы: анализ, системное мышление.

Вывод: Исследовательская деятельность и рассмотрение явлений через призму химических знаний способствуют развитию компетенций функциональной грамотности и естественно-научного знания.

Полезные ссылки

1.Банк тренировочных заданий Всероссийской командной олимпиады по Функциональной грамотности. https://olimpium.ru/olimpium/course_internal/item/116/lesson/764/1 

2. Подходы к разработке заданий по оценке естественнонаучной грамотности обучающихся - https://doc.fipi.ru/zhurnal-fipi/pi-2020-02_web.pdf

3. ЦНППМ https://vcpm.ru/upload/Звонарева%20Н.В._Формирование%20естественно-научойграмотности%20средствами%20предмета%20«Химия».pdf 

4. http://fipi.ru/otkrytyy-bank-zadaniy-dlya-otsenki-yestestvennonauchnoy-gramotnosti 

5. Кодификатор https://rosuchebnik.ru/upload/iblock/4e8/4e84b44a6a302df80f065b57f6fe6b03.pdf