автор: Щербакова Галина Егоровна
учитель физики МБОУ «СШ №36 им.А.М.Городнянского»
Естественнонаучная грамотность как один из аспектов функциональной грамотности
Естественнонаучная грамотность как один из аспектов функциональной грамотности
Функциональная грамотность – способность человека вступать в отношения с внешней средой и максимально быстро адаптироваться и функционировать в ней.
Еще в IV веке до нашей эры древнегреческий философ Аристипп, ученик и друг Сократа, говорил о том, что «детей надо учить тому, что пригодится им, когда они вырастут». Актуальность формирования функциональной грамотности связана с тем, что сегодня в обществе существует запрос на функционально грамотных специалистов, таких специалистов, которые хотят и могут осваивать новые знания, применять их к новым обстоятельствам и решать возникающие проблемы. Функциональная грамотность сегодня стала важнейшим индикатором общественного благополучия, а функциональная грамотность школьников – важным показателем качества образования. Цель функциональной грамотности – усвоение не только основ науки (как в сложившемся типе обучения), но и самого процесса получения знаний и научных фактов, развитие познавательных и творческих способностей школьника.
Современное понятие «функциональная грамотность» выходит за рамки таких простых умений и навыков, как читать, писать, понимать, ориентироваться и постепенно начинает включать более широкие сферы общественной и культурной жизни. Происходит попытка предусмотреть интеграцию личности в общество, ее вклад в его развитие, проявление индивидуальности в созидательной деятельности на благо общества. Появляются новые знания, профессии – все это требует от современного человека умений быстро ориентироваться, критически оценивать информацию и принимать решения. В современном обществе появляется потребность формирования функционально грамотной личности.
Функционально грамотная личность — это человек, ориентирующийся в мире и действующий в соответствии с общественными ценностями и интересами, а не только тот человек, который умеет верно читать задачи и логически думать. Функциональная грамотность позволяет cаморазвиваться и развивать личноcтные аcпекты обучающихся. Функциональная грамотность включает в себя несколько составляющих:
- Читательская грамотность.
- Математическая грамотность.
- Естественнонаучная грамотность
- Финансовая грамотность.
- Глобальные компетенции.
- Креативное мышление.
Функционально грамотный человек должен обладать высоким уровнем функциональной грамотности, который включает:
— умение креативно и критически мыслить;
— принимать нестандартные решения;
— легко адаптироваться в различных жизненных ситуациях;
— быть самостоятельным в суждениях.
Функциональная грамотность включает в себя различные аспекты, в том
числе и естественнонаучную грамотность, формирование которой можно
осуществить в процессе изучения такого предмета как физика.
Естественнонаучная грамотность — это способность использовать естественнонаучные знания для отбора в реальных жизненных ситуациях тех проблем, которые могут быть исследованы и решены с помощью научных методов, для получения выводов, основанных на наблюдениях и экспериментах, необходимых для понимания окружающего мира и тех изменений, которые вносит в него деятельность человек. Естественнонаучная грамотность — это не только образовательная, но и гражданская характеристика, которая в большей мере отражает уровень культуры общества, включая его способность к поддержке научной и инновационной деятельности.
Под естественнонаучной грамотностью понимается:
− овладение учащимися основными естественнонаучными знаниями и умениями, их использование для приобретения новых знаний, для формулирования вопросов в связи с рассматриваемыми проблемами и выводов с последующей аргументацией;
− понимание особенностей науки как результата деятельности;
− осознания влияния естественных наук и техники на развитие общества;
− готовность быть вовлеченным в осознанную деятельность, связанную с естественнонаучными идеями и проблемами.
Естественнонаучная грамотность — это прежде всего набор определенных компетентностей. Компетентность проще всего определить, как способность учащихся применять полученные в школе умения и знания в жизненных ситуациях. Научно грамотный человек стремится участвовать в аргументированном обсуждении проблем, относящихся к естественным наукам и технологиям, что требует от него ряда компетентностей.
Естественнонаучные компетентности
1.Научно объяснять явления:
— применять полученные знания для объяснения явлений;
— распознавать, использовать и создавать модели для представления;
— делать и научно обосновывать прогнозы о протекании процесса или явления;
— объяснять принцип действия технического устройства или технологии.
2.Оценивать и понимать особенности научного исследования:
— распознавать и формулировать цель исследования;
— предлагать и оценивать способ научного исследования данного вопроса;
— выдвигать объясняемые гипотезы и предлагать способы их проверки;
— описывать и оценивать способы, которые используют ученые, чтобы обеспечить надежность данных и достоверность объяснений.
- Интерпретировать данные и использовать научные доказательства для получения выводов:
— анализировать и интерпретировать данные и делать соответствующие выводы;
— преобразовывать одну форму представления данных в другую;
— распознавать допущения, доказательства и рассуждения в научных текстах;
— оценивать с научной точки зрения аргументы и доказательства из различных источников.
Благодаря естественнонаучной грамотности человек получает способность занимать активную гражданскую позицию по вопросам, связанным с естественными науками. Человек, который обладает естественнонаучной грамотностью, будет стремиться принимать решения, опираясь на научные факты, на знание естественнонаучных процессов и явлений, научно интерпретировать данные и приводить свои доказательства.
Для формирования и оценки естественнонаучной грамотности на уроках физики можно использовать задания, которые будут отражать реальную ситуацию, и вопросы-задачи, связанные с этой ситуацией. Как правило, такие задания описывают конкретные задачи-ситуации, и для того, чтобы их выполнить обучающийся должен обладать знаниями по физике, уметь ориентироваться в физических величинах, явлениях и знать необходимые формулы для вычисления. Важным способом формирования и оценивания ключевых компетентностей является использование контекстных и практико — ориентированных задач, которые позволяют существенно изменить организацию урока через создание специально организованной деятельности обучающихся, создав тем самым условия и среду для их самореализации и раскрытия творческих способностей.
Контекстные задачи на уроках физики как один из механизмов развития ключевых компетентностей обучающихся позволяют достичь в образовательной практике предметных, метапредметных и личностных образовательных результатов. Цель контекстных задач – формирование ключевых компетентностей, направленных на умение применять полученные знания в различных жизненных ситуациях. Контекстные задачи позволяют научить поиску и обработке информации, научно объяснить какое – либо явление, делать прогнозы о протекании те или иных процессов, распознавать и использовать различные физические модели.
Контекстные задачи – это задачи с практическим содержанием, условием которых являются конкретные жизненные ситуации. Вопросы, предлагаемые в контекстных задачах, вызывают интерес к предмету, способствуют лучшему усвоению материала, пониманию сути физических законов и явлений. Контекстные задачи требуют от обучающихся использования знаний в условиях неопределённости, за пределами учебной ситуации, организуют их деятельность, а не требует воспроизведения информации или отдельных действий.
Каждая контекстная задача – это плод творческой фантазии учителя, помноженной на знание предмета. Особенно эффективны такие задачи, если в качестве материала предлагаются репродукции картин, отрывки из художественного произведения или стихотворения.
Так, например, при изучении раздела «Тепловые явления» предлагается выполнить следующие контекстные задачи:
Источник информации: текст из сказки Г. Х. Андерсона «Снежная Королева».
Задача 1
«Зимою это удовольствие прекращалось; окна зачастую покрывались ледяными узорами. Но дети нагревали на печке медные монеты и прикладывали их к замерзшим стеклам – сейчас же оттаивало чудесное кругленькое отверстие, а в него выглядывал веселый, ласковый глазок – это смотрели каждый из своего окна мальчик и девочка: Кай и Герда».
Содержание: Какое количество теплоты отдает медная монета Кая, нагретая на печи до 400С, когда он прикладывает ее замершему стеклу окна, если объем монеты равен 3,14 * 10-7 м3? (Удельная теплоемкость меди 380 Дж/кг 0 С, плотность меди 8900 кг/м3, температура таяния снега 00 С).
Задача 2
«Посреди самой большой пустынной снежной залы находилось замерзшее снежное озеро. Лед треснул на нем на тысячи кусков, на диво ровных и правильных: один как другой. Посреди озера стоял трон Снежной королевы; на нем она восседала, когда бывала дома, говоря, что сидит на зеркале разума; по ее мнению это было единственное и лучшее зеркало на свете».
Содержание: Почему образовались трещинки во льду на озере Снежной королевы?
Задача 3
«Ну и жара стояла в ее жилье! Сама финика, низенькая, грязная женщина, ходила полуголая. Живо стащила она с Герды все платья, рукавицы и сапоги, иначе девочке было бы через чур жарко, положила на голову оленя кусок льда и затем принялась читать то, что было написано на сушеной треске».
Содержание: В жилище у финики стояла такая жара, что Герда вспотела. Какая масса воды может быть нагрета от 40 до 1000 С за счет той тепловой энергии, которая затратилась на испарение пота Герды объемом 3 л. Удельную теплоту потообразования принять равной удельной теплоте парообразования воды (2,3 * 106 Дж/кг)
Задача 4
«Посреди огромной залы с полуразвалившимися, покрытыми копотью стенами и каменным полом пылал огонь; дым поднимался к потолку и сам должен был искать себе выход; над огнем кипел в огромном котле суп, а на вертелах жарились зайцы и кролики».
Содержание: Почему дым в помещении разбойничьего замка поднимался вверх?
Задача 5
« — Кай, милый мой Кай! Наконец – то я нашла тебя! Но он сидел все такой же неподвижный и холодный. Тогда Герда заплакала; горячие слезы ее упали ему на грудь, проникли в сердце, растопили его ледяную кору и расплавили осколок. Кай взглянул на Герду и она запела:
-Уж розы в долинах цветут.
Младенец Христос с нами тут».
Содержание: Рассчитайте удельную теплоемкость слез Герды массой
0,01 г начальной температуры 360С, которые растопили ледяной осколок в сердца Кая при 00С, считая, что количество теплоты, отданное 100 слезинками при охлаждении равно количеству теплоты, необходимому для плавления ледяного осколка массой 4,4 г. (Удельная теплота плавления льда 3,4 * 105 Дж/кг),
Задача 6
« — Нет! Отвечала ей девочка и рассказала, что пришлось ей испытать и как она любит Кая. Маленькая разбойница серьезно поглядела на нее, слегка кивнула головой и сказала:
— Они тебя не убьют, даже, если я рассержусь на тебя, — я лучше сама тебя убью!
И она отерла слезы Герде, а потом спрятала обе руки в ее хорошенькую мягкую и теплую муфточку».
Содержание: Греет ли муфта руки?
В формировании функциональной грамотности важную роль играют практико – ориентированные задачи. Практико-ориентированные задачи не только развивают умственные способности обучающихся, способствуют лучшему пониманию процессов и явлений, но и явно иллюстрируют практичность получаемых знаний. Задачи с практическим содержанием позволяют связать теоретические знания по предмету с реальностью и применить их в жизни. Такая связь позволит увеличить интерес учащихся к физике и повысить мотивацию в обучении. Практико-ориентированные задачи по физике обладают большим потенциалом для формирования функциональной грамотности посредством формирования естественнонаучной грамотности.
Каждая практико-ориентированная задача непосредственно связанна с естественнонаучными знаниями и исследованиями. Однако для успешного формирования естественнонаучной грамотности к таким задачам должны быть выдвинуты следующие требования:
- Описанные в задачи объекты взаимодействия являются реальными объектами производства или быта.
- Численные значения являются либо реальными значениями существующих предметов, либо значения, полученные путем непосредственного измерения.
- Решение такой задачи способствует разрешению реальных жизненных проблем или ситуаций.
Для формирования каждой компетенции естественнонаучной грамотности должны быть разработаны свои практико-ориентированные задачи по физике. Умение научно объяснять явление помогут развивать задачи, которые непосредственно просят что-либо объяснить. Такие задачи будут отвечать на вопросы: почему, что это, зачем и т.д. Практико-ориентированные задачи такого типа формируют умение объяснять, описывать, прогнозировать различные явления или изменения.
Примерами таких практико-ориентированных задач могут служить задачи:
1.Два друга решили построить дома по одинаковому проекту. Первый построил дом из кирпича, а второй из керамзитобетонных блоков. Толщина их стен одинаковая. Для какого дома затраты на утепление стен одним и тем же материалом будут выше? Почему?
2.Как узнать, что будет сегодня на обед в школьной столовой, не заходя в нее и несмотря меню?
3.Как легко снять кольцо с пальца?
4.На что надо обращать внимание при покупке зимней обуви?
5.Почему при резком увеличении скорости пассажиры автобуса отклоняются назад, а при внезапной остановке – вперед?
6.Миша утверждал, что существует различие в ограничении в скорости для легкового и грузового автомобилей. Коля был не согласен с этим утверждением. Кто из мальчиков прав и почему?
6.Как можно выпрямить вмятину на пластиковой бутылке?
7.Почему на гоночных трассах укладывают специальные пенопластовые плиты по краям крутых поворотов?
8.Почему порошок изо льда не прозрачный, а имеет белый цвет?
9.Дима и Иван налили в чашки чай. Дима сразу растворил сахар, а Иван сначала съел кашу, а потом положил сахар в чай. Какой из мальчиков будет пить более горячий чай?
10.У мамы перемешались ложки из серебра и из нержавеющей стали. Как определить где какая?
Для второй компетентности — понимание особенностей естественнонаучного исследования задачи разрабатываются на основе способов получения научных знаний. Такие задачи могут включать в себя вопросы: как узнать, как определить, как найти, измерить и т.д. Примером практико-ориентированных задач для этой компетенции могут служить следующие задачи:
1.Как и с помощью чего можно определить свежие ли яйца купила мама на рынке?
2.Сможет ли папа поднять 0,5 м 3 сахара?
3.Петя сможет погружаться на глубину 4 м, а опытный ныряльщик на глубину 20 м. Во сколько раз могут отличаться давления на этих глубинах?
4.Сколько времени вы затратите на от дома до школы, если будете идти со средней скоростью 3,4 м/с?
5.Лена решила приготовить майонез в домашних условиях. Она нашла рецепт его приготовления в интернете. Мерного стаканчика у Лены под рукой не нашлось. Как и с помощью чего Лена может отмерить 150 мл растительного масла, если в наличии у нее есть стандартная посуда?
6.Учитель физики за 2 минуту объяснения материала расходует
2 ккал энергии. Рассчитайте мощность, которую развивает учитель за 10 минут своего выступления.
7.Составьте алгоритм определения давления, которое производит четырьмя копытами олень на снег, занесенный в Красную книгу, если его масса 250 кг, площадь опоры одного копыта 0,0175 м2.
Для формирования умения получать выводы на основе имеющихся или полученных данных помогут задачи, требующие анализа различных данных, их оценки и объяснения полученных значений. Такими задачами являются следующие практико-ориентированные задачи:
1.У вас есть десяток яиц. Вы опускаете их в кипящую воду, затем вы достаете каждое яйцо с интервалом 1 минута. Сравните яйца и сделайте выводы.
- У Маши имеются две шоколадки в закрытых упаковках. Одна шоколадка пористая, а другая нет. Предложите способ определения вида шоколадки.
3.Определите плотности, имеющихся у вас шампуня и геля для душа и сравните их.
4.Сравните время таяния кусочков льда одинаковой массы в фольге, бумаге, вате. Сделайте вывод.
5.Студент провел эксперимент по изучению электрического сопротивления проводников из никелина и фехраля разной длины и толщины и занес данные в таблицу:
| № | материал | S, м 2 | L, м | R, Ом |
| 1 | никелин | 0,19 | 0,85 | 2,0 |
| 2 | никелин | 0,2 | 2 | 4,0 |
| 3 | никелин | 0,45 | 2,2 | 2,0 |
| 4 | фехраль | 0,2 | 0,5 | 3,0 |
Из приведенных утверждений выберите верное:
— электрическое сопротивление зависит от материала,
— электрическое сопротивление увеличивается при увеличении длины,
— электрическое сопротивление постоянно при увеличении длины,
— электрическое сопротивление пропорционально площади поперечного сечения проводника,
— при увеличении толщины электрическое сопротивление увеличивается.
Таким образом, функциональная грамотность ученика – это цель и результат современного образования. Формирование функциональной грамотности – обязательное условие работы учителя. Работа должна быть хорошо продумана, тщательно спланирована, проводиться системно, должна быть возможность оценивания результатов во времени. В итоге, ребёнок должен обладать: готовностью успешно взаимодействовать с изменяющимся окружающим миром, возможностью решать различные (в том числе нестандартные) учебные и жизненные задачи, способностью строить социальные отношения, совокупностью рефлексивных умений, обеспечивающих оценку своей грамотности, стремлением к дальнейшему образованию и развитию.
