Автор: Челнакова Людмила Александровна
Должность: учитель биологии
Учебное заведение: МБОУ "Лицей"
Населённый пункт: г. Губкинский
Наименование материала: статья
Тема: Формирование естественнонаучной грамотности на уроках биологии
Раздел: среднее образование
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»
Рисунок. Кариограмма
Используя
кариограмму
(рисунок),
ответьте
на
вопросы:
1) Укажите пол и
кариотип
человека
с
изображенной
кариограммой.
Аргументируйте
свой ответ.
2)
Классифицируйте
изображенную на
кариограмме
мутацию.
3)
Какова
вероятность (в %)
передачи данной
мутации
сыновьям,
дочерям?
Ответ
аргументируйте.
Ответ:
1)
Пол
женский, т.к. на
кариограмме есть
одна
половая
хромосома
Х,
вторая
отсутствует.
Кариотип
44А+ХО
2) Тип мутации –
геномная,
моносомия
по
половым
хромосомам.
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).