Формирование естественнонаучной грамотности
проект по химии

Код УДК-37

ФИО конкурсанта Бабич Елена Эдуардовна, учитель химии

Полное наименование места работы автора Муниципальное общеобразовательное учреждение средняя школа №11 (город Новый Уренгой Ямало-Ненецкого автономного округа, Российская Федерация)

Адрес электронной почты автора: elena-babich00@mail.ru

ФОРМИРОВАНИЕ  ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНОЙ ГРАМОТНОСТИ В  ПРОЦЕССЕ  ОБУЧЕНИЯ  ХИМИИ

Аннотация

        В данной статье показан опыт формирования естественнонаучной грамотности в процессе преподавания химии автором. Естественнонаучная грамотность - важная составляющая формирования личности человека, который приспособлен к окружающим условиям среды. В статье показано решение различных видов задач, которые требуют не только предметных знаний по химии, но и сформированных метапредметных умений. Задачи близки к реальной жизни и связаны с разнообразными аспектами окружающей среды.

Естественнонаучная грамотность является одним из важных составляющих функциональной грамотности.  Это способность обучающихся использовать естественнонаучные знания для  решения  в реальных жизненных ситуациях тех проблем, которые могут быть исследованы и решены с помощью научных методов.   Формулирования  выводов, основанных на наблюдениях и экспериментах, необходимых для понимания окружающего мира и перемен в мире, которые вносит в него деятельность человека, а также решений для уменьшения вреда от этих перемен.

Ученик, обладающий естественнонаучной грамотностью, должен проявлять следующие компетенции:   научно объяснять явления,  понимать особенности естественнонаучного исследования, научно интерпретировать данные и использовать доказательства для получения выводов.

Казалось бы, в формировании естественнонаучной грамотности нет ничего сложного, но разработка  данных заданий   достаточно сложна, в ней нужно учесть много факторов. Задания должны быть не только привязаны к реальности, но и соответствовать возрасту детей и их  мыслительным особенностям. Они должны быть приближены к реальной жизни  и практике, содержать много фактов.

Задания должны содержать реальные жизненные ситуации, которые можно описать, объяснить или исследовать с использованием имеющегося у обучающихся запаса естественнонаучных знаний.

На уроках химии  учитель  может систематически использовать задания по формированию и оцениванию  естественнонаучной грамотности.

 Эти задания не типичные учебные задачи по химии, характерные для школы,  они,   переплетаясь, основываются  на следующих контекстах: здоровье, природные ресурсы, окружающая среда, опасности химических веществ,  связь науки и технологий.  Эти задачи  оцениваются только критериально,  по четко сформулированным критериям.[1]

Примеры заданий, которые можно использовать на уроках химии.

Компетенция  «Научное объяснение явлений».

Задания с низким познавательным уровнем.

Пример 1. Тема Растворы.  Решение задач на вычисление массовой доли растворенного вещества. 8 класс методом стаканчиков. Данный вид задач в КИМе по химии 2025 года встречается под номером 26. Поэтому необходимо научить решать данный вид задач более простым способом.

Задача.  В аптеке  необходимо приготовить 5% раствор  хлорида кальция, массой  200 граммов. Исходный  раствор имеет массовую долю хлорида кальция 10%.  Какую  массу  исходного раствора  и воды неоходимо   взять для его приготовления?

Критерии

1. Вычислена   масса  вещества – 2 балла

2. Вычислена масса  воды - 1балл

3. Другие ответы или ответ отсутствует– 0 баллов

Пример 2. Тема «Углерод. Соединения углерода.» 9 класс.

 Известно, что жесткость воды обусловлена присутствием в ней растворимых солей щелочноземельных металлов  второй группы главной подгруппы - обычно кальция и магния. В зависимости от природы анионов  жесткость подразделяют на гидрокарбонатную (или временную) и некарбонатную (постоянную). Вода с большим содержанием  этих солей называется жесткой, с малым содержанием данных солей -  мягкой.  Временную жесткость можно устранить кипячением воды.    Из-за  временной жесткости  образуется  накипь в чайнике, уменьшается  диаметр труб отопления, выходят из строя отпариватели для одежды.  

Вопрос: выбери уравнения химических реакций, которые отражают процессы  при кипячении воды.

1) CaO + H2O = Ca(OH)2                     2)Ca(HCO3)2 → CaCO3 ↓ + CO2 + H2O    

3) Mg(HCO3)2 = MgCO3↓ +H2O+CO2    4) MgSO4+Ca(OH)2 = Mg(OH)2 + CaSO4

Критерии

1. Даны два верных ответа – 2 балла

2. Дан один верный ответ - 1балл

3. Другие ответы или ответ отсутствует– 0 баллов

Пример 3.Тема «Соли» 8 класс. / Тема «Галогены». 9 класс.

Средний познавательный уровень.

     Зимой дорогу обильно посыпали противогололёдной соляной смесью,  одну из  частей  которой составляют хлориды калия и натрия. Также в эту смесь  входит  песок. Снегоуборочная техника сгребает «кашу» из снега и соли на газон.    До сих пор техническая соль может считаться эффективным противогололёдным средством.

Вопрос.1) Какое свойство соли обусловило такое её применение? 2)  Можно ли обойтись в данной смеси без песка?

 1) соль поглощает воду и превращается в раствор, температура замерзания  раствора  соли ниже, чем у воды;

2) песок удерживает раствор, не даёт раствору стекать с дороги; уменьшает   скольжение машин и пешеходов

Критерии

1. Даны два верных ответа – 2 балла

2. Дан один верный ответ - 1балл

3. Другие ответы или ответ отсутствует– 0 баллов

Компетенция «Понимание  особенностей  естественнонаучного исследования».

Пример 1. Тема «Галогены». 9 класс.

 Различать понятия простое вещество и химический элемент обучающиеся научились в начале 8 класса. Но в задании 1 ОГЭ выпускники 9 класса допускают большое количество ошибок,  умений различать эти понятия  недостаточно . Необходимо научить ребят  внимательно читать  предложения и уметь отличать простое вещество и химический элемент.

1.Иод – это кристаллическое вещество чёрно-серого цвета с металлическим блеском.  2. Пары иода имеют резкий запах и фиолетовую окраску, откуда и произошло название данного элемента – «фиалковый» (греч.). 3. В виде свободного вещества ядовит: при вдыхании паров иода появляется головная боль, кашель, насморк, может быть отёк лёгких.

4. Иод – это редкий элемент, его содержание в земной коре составляет около одной стотысячной процента.   5. Морские водоросли накапливают иод.  6. Добавление небольших доз иода в корм скоту увеличивает удой молока у коров, ускоряет рост шерсти у овец, повышает яйценоскость кур. 7. При недостатке иода у человека нарушается интеллект, развивается базедова болезнь, которая обусловлена сбоем в выработке гормона и нарушением функционирования щитовидной железы. 8. Наибольшую славу иод приобрёл благодаря активному использованию в качестве средства для дезинфекции кожи вокруг места повреждения.  

   Низкий  познавательный уровень.

1. Прочитайте  текст.  В каких предложениях  говорится о иоде, как простом веществе? В каких предложениях говорится о йоде, как о  химическом элементе? Укажите их номера.

2. Укажите положение йода в Периодической системе химических элементов Д.И.Менделеева . Определите число электронов, протонов, нейтронов в атоме элемента, запишите формулу его высшего оксида  и летучего водородного соединения. Укажите их характер. Сравните свойства химического элемента йод с соседями по группе и по периоду

Критерии

1. Даны два верных ответа – 2 балла

2. Дан один верный ответ - 1балл

3. Другие ответы или ответ отсутствует– 0 баллов

Средний познавательный уровень.

1.С учётом расположения иода в Периодической системе химических элементов объясните твёрдое агрегатное состояние иода и наличие у него металлического блеска.

Критерии

1. Даны два верных ответа – 2 балла

2. Дан один верный ответ - 1балл

3. Другие ответы или ответ отсутствует– 0 баллов

Высокий  познавательный уровень.

4. Известно, что во многих районах нашей страны в пище человека и кормах для животных содержится недостаточное количество иода. Как эта проблема решается? Почему выбран именно такой вариант?

Критерии

1. Даны два верных ответа – 2 балла

2. Дан один верный ответ - 1балл

3. Другие ответы или ответ отсутствует– 0 баллов

Компетенция  «Интерпретация данных и использование научных доказательств для получения выводов»  

Особенности формирования естественнонаучной грамотности  при  решение экспериментальных задач. Особенности  данных заданий  является то, что они практико-ориентированные,  предполагают понимание существенных особенностей химического эксперимента, умение его спланировать и осуществить, а  также  осмыслить и объяснить полученные данные (интерпретировать информацию)  и сделать выводы на их основе.

Подготовка к ОГЭ по химии: решение  задания 23.

 Средний познавательный уровень

В КИМах 2025 года появилось новое  задание, разработанное  ФИПИ. Необходимо распознать  два вещества. Ученику выдается для их определения три вещества и необходимое оборудование. Проведя мыслительный эксперимент,  ученик убирает одно вещество, которое не поможет в распознавании двух выданных веществ.

Для подготовки  обучающихся к успешной сдаче ОГЭ и  выработке умений  решать  практические задачи, с учениками разбираем 30 вариантов  заданий номер 23 из сборника ФИПИ  «Основной государственный экзамен Химия. Типовые экзаменационные материалы»  Д.Ю.Добротина

Критерии 1.

 1. Заполнена таблица по взаимодействию веществ 3 балла

2.  Записаны молекулярное, полное ионное и сокращенное ионное уравнения реакций – 2 балла.

3. Нет верного ответа   -  0 баллов

Обобщенная ориентировочная основа действия по распознаванию веществ

 1) определяем класс веществ, которые требуется распознать

2) определяем качественный химический состав: атомы определенных химических элементов, катионы и анионы, образующие данные вещества

3) анализируем внешние физические свойства веществ, которые легко выявить, используя органы чувств

4) устанавливаем химические свойства типичные для данного класса веществ

5) определяем (теоретически или практически) растворимость веществ  А) в воде (экспериментально или по таблице растворимости)  Б) в кислотах (экспериментально или теоретически, исходя из типичных химических свойств)   В) в щелочах

 6) подбираем качественные реакции на конкретные катионы или анионы, перешедшие в раствор.

Делаем выводы о том, какие вещества находятся в данных склянках.

Заслуга в  формировании естественнонаучной грамотности принадлежит науке химии.  И именно    химическому эксперименту. Одного лишь созерцания объекта в его естественных условиях   недостаточно. Чтобы выявить свойства веществ, определить его строение, необходимо применение экспериментальных, искусственно созданных условий для выявления всех возможных взаимосвязей данного объекта с другими. Без эксперимента изучить свойства  веществ просто невозможно.[2]

Необходимым условием формирования естественнонаучной грамотности является внеурочная деятельность обучающихся и их участие в различных  конкурсах, играх и олимпиадах по химии. [3]

Для  подготовки к участию в таких мероприятиях решаем нестандартные задачи: так, например задача  «Угадай химический элемент» Химический элемент Х встречается в природе, как в свободном состоянии, так и в различных соединениях. Очень распространены соединения этого элемента с различными металлами. Многие из них являются ценными рудами (например, свинцовый блеск, цинковая обманка, медный блеск), и служат источником получения цветных металлов. Также соединения этого элемента содержатся в организмах растений и животных. Важным источником получения Х служит железный колчедан FeX2, называемый также пиритом. Некоторое количество элемента получают из газов, образующихся при коксовании и газификации угля. При обычных давлениях Х образует хрупкие кристаллы,  плавящиеся при 112,8◦ C. Х нерастворим в воде, но довольно хорошо растворяется в сероуглероде, бензоле и некоторых других жидкостях. Типичный неметалл. Со многими металлами, например, с медью, железом, цинком, соединяется непосредственно с выделением большого количества теплоты. При высокой температуре неизвестный элемент соединяется с водородом, образуя бесцветный газ с характерным запахом (этот газ ядовит).  Оксиды Х применяют для получения соответствующих кислот.

Ответьте на вопросы 1. О каком химическом элементе идѐт речь? 2. Охарактеризуйте элемент на основе его положения в периодической системе Д.И.Менделеева. 3. Где применяется  простое вещество, образованное  этим химическим элементом и приведите формулы и названия веществ, встречаемых в тексте.  4. Напишите реакции получения  приведенных вами веществ.

Химия удивительная наука, которая помогает человеку в любом возрасте открывать для себя что-либо новое, интересное и еще непознанное тобой.

Список литературы

1. Бегматова Н. А. Технология нетрадиционного обучения / Н. А. Бегматова // Молодой ученый. – 2016.   стр.  23  

 2. Верховский В. Н., Смирнов А. Д. Техника химического эксперимента. – М.: Просвещение. Т. 1, 1973;  стр. 78

 3. Герлингер Е. В. Особенности проведения нестандартных уроков / Е. В. Герлингер. // Молодой ученый. – 2016.   – стр. 41