Из опыта работы по формированию естественнонаучной грамотности на уроках биологии

Из опыта работы по формированию естественнонаучной грамотности

на уроках биологии

Современный мир ставит перед педагогами все более сложные задачи. Задача современного педагога – воспитать конкурентоспособную личность, обладающую знаниями и умениями для решения многочисленных задач в различных сферах деятельности человека.

Для оценки качества общего образования используют международную программу по оценке образовательных достижений учащихся PISA (Programme for International Student Assessment). Это программа выявляет, сформированы ли у школьников 15-летнего возраста определенные знания и умения, необходимые для большого спектра задач в различных сферах человеческой деятельности. Данная программа осуществляется Организацией Экономического Сотрудничества и Развития (OECD – Organization for Economic Cooperation and Development). Исследование проводится трехлетними циклами, начиная с 2000 года.

В данной программе исследуется функциональная грамотность, которая имеет 6 направлений:

1. Читательская грамотность

2. Математическая грамотность

3. Естественнонаучная грамотность

4. Глобальные компетенции

5. Финансовая грамотность

6. Креативное мышление

На ранее проведенных исследованиях PISA выявлены следующие недостатки в овладении метапредметными умениями:

• работать с нетрадиционным заданием, в частности, с задачей, отличной от текстовой, для которой известен способ решения;

• работать с информацией, представленной в различных формах (текста, таблицы, диаграммы, схемы, рисунка, чертежа)

• отбирать информацию, если задача содержит избыточную информацию; привлекать информацию, использовать личный опыт

• задавать самостоятельно точность данных с учетом условий задачи

• моделировать ситуацию

• размышлять: использовать здравый смысл, перебор возможных вариантов, метод проб и ошибок

• представлять в словесной форме обоснование решения

• находить и удерживать все условия, необходимые для решения и его интерпретации

Естественнонаучная 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.  

Проблемы при формировании естественнонаучной грамотности учащихся:

• 1.Малое количество часов, которых хватает только на освоение основной программы. На изучение биологии в 5-7,10-11 классах отведен 1 час в неделю, что крайне мало для развития необходимых знаний и умений.

• 2. Использование готовых “ PISA-подобных” заданий из различных источников проблемно, т.к. многие из них слишком большие для использования на уроке. Часто готовые задания не соответствуют программе обучения.

• 3. Нехватка мотивации учащихся к разбору и решению данных заданий. Ученики не понимают, зачем им разбирать подобные задания.

Чтобы решить данные проблемы я, как учитель биологии, разрабатываю собственные задания для соответсвующей темы урока для формирования естественнонаучной грамотности. Но чтобы сформировать естественнонаучную грамотность, важно не просто давать знания, а учить детей применять их на практике: анализировать реальные ситуации, выдвигать гипотезы, планировать исследования и аргументировать выводы. Поэтому в темах школьного курса я применяю задания прикладного характера и в своей работе использую следующие методы: проблемное обучение, исследовательский метод, проектную деятельность, кейс-метод, междисциплинарный подход. Материал осознается учащимися сразу же в тесной взаимосвязи с практической деятельностью, дальнейшими возможностями его применения. Знакомлю учащихся с современными, проблемами биологии, экологии, психологии, медицины. Это способствует также профориентационной работе и позволяет пробудить интерес к предмету.

Для формирования естественнонаучной грамотности существует много приёмов:

1.«Корзина идей». Ученики за ограниченное время записывают все, что знают или предполагают по теме. Помогает актуализировать опыт и выстроить диалог.

2.«Мозговой штурм». Генерируют как можно больше идей по решению задачи без критики на первом этапе, затем анализируют и отбирают наиболее перспективные. 

3. «Ситуационные задачи» — это приём, который имитирует реальные жизненные ситуации. Их суть в том, чтобы предложить ученику не просто заученный алгоритм, а осмысление проблемы, требующей применения знаний из жизни или нескольких предметов.

4. «Научная дискуссия»- это приём, когда учитель не даёт сразу готовый ответ, а создаёт ситуацию, где у учеников появляются разные мнения, и они вместе их анализируют: ищут аргументы, спорят, иногда приходят к общему выводу. 

5.«Фишбоун» («рыбий скелет»). В «голове» скелета формулируется проблема, а на «костях» записываются причины и следствия. Помогает структурировать мысли.

6.  «Усовершенствование учебника»- это не просто чтение текста, а активная работа с ним: ученики творчески перерабатывают информацию, чтобы глубже понять материал и научиться применять знания на практике. 

7.«Шесть шляп мышления». Группа делится на «шляпы», каждая из которых отвечает за определённый ракурс: факты, эмоции, критика, творчество, управление процессом, синтез.

8.«Инсерт». Ученик маркирует текст специальными значками: «V» (я это знаю), «+» (новая информация), «-» (противоречит моим представлениям), «?» (неясно, нужны уточнения). 

9.Синектика. Поиск аналогий: ученик сравнивает объект с чем-то из другой области (например, сопоставляет работу клетки с городом), чтобы увидеть проблему под новым углом. 

10.«Хорошо — плохо». Ученики выявляют положительные и отрицательные стороны объекта или ситуации, учатся разрешать противоречия. 

11.«Биологическая статистика»- это приём, когда учитель целенаправленно учит детей собирать данные, работать с ними статистическими методами, представлять в наглядной форме и на этой основе делать выводы о биологических закономерностях.

Данные методы и приёмы применяются на разных типах уроков: урок изучения нового знания (лекция, экскурсия, исследовательская работа, учебный и трудовой практикум, проблемный урок, мультимедиа-урок, игра); урок закрепления знаний (практикум, лабораторная работа, экскурсия, собеседование, консультация), урок закрепления знаний (практикум, лабораторная работа, экскурсия, собеседование, консультация) и других.

Примеры некоторых приемов, которые я использую на уроках биологии для формирования естественнонаучной грамотности:

1. «Ситуационные задачи». В теме «Биология бактерий», обобщение знаний, 10 класс.

Задание: Мы взяли три банки. В 2 банки налили сырого молока, а в третью банку – кипяченое. Накрыли крышками одну банку с сырым молоком и одну с кипяченым. Наблюдение проводили в течение 3-х дней. Результаты получились следующими. Сырое молоко в банке, незакрытой крышкой, скисло. В двух других банках появился неприятный запах, который у некипяченого молока был более сильным.

Объясните данное явление. Кто из учёных открыл процесс обработки молока?

Как можно использовать эти данные в повседневной жизни?

Ответ: Пастеризация — процесс одноразового нагревания чаще всего жидких продуктов или веществ до 60 °C в течение 60 минут или при температуре 70—80 °C в течение 30 мин. Технология была предложена в середине XIX века французским микробиологом Луи Пастером. Применяется для обеззараживания пищевых продуктов, а также для продления срока их хранения. При такой обработке в продукте погибают вегетативные формы микроорганизмов, однако споры остаются в жизнеспособном состоянии и при возникновении благоприятных условий начинают интенсивно развиваться. Считается, что пищевая ценность продуктов при пастеризации практически не изменяется, так как сохраняются вкусовые качества и ценные компоненты (витамины, ферменты).

В теме «Заболевания дыхательной системы и мерах профилактики» 9 класс можно предложить задание:  У ребёнка поднялась температура, появился кашель и насморк. Какие биологические агенты могут быть виновниками? Какие меры профилактики и лечения вы бы порекомендовали?

Ученику необходимо проанализировать симптомы, связать их с возможными возбудителями (вирусы, бактерии) и предложить действия. 

При изучении темы «Рыбы» 8 класс можно предложить задание: В водоёме массово гибнет рыба. Вопрос: какие факторы могли к этому привести? Какие биологические процессы нарушены? Какие шаги можно предпринять для решения проблемы? 

2. «Проблемный вопрос». В теме «Растительный организм. Клеточное строение растений», 6 класс Задание: В одном из сказочных государств, злой волшебник уничтожил все листья у растений. К чему это может привести? Если в нашем мире волшебник уничтожит все листья, что произойдет?

Ответ: Растения погибнут, потому что растение получает органические вещества, необходимые для питания и выживания, в процессе фотосинтеза. А фотосинтез происходит в зеленых частях растения в хлоропластах клеток. Соответственно, растение лишается возможности получать органические вещества и погибает без питания. Прекращается обогащение атмосферы кислородом. Живые организмы и планета погибают.

3. «Научная дискуссия». В теме «Растительный организм. Клеточное строение растений», 6 класс Задание: Предположим, что ученые не открыли бы микроскоп. Как  это отразилось бы  на развитии биологической науки? Почему вы так думаете? Как бы это повлияло на другие отрасли науки? На нашу повседневную жизнь?

Ответ: Были бы изучены только внешние особенности животных. Человечество определяло всё, что видит невооружённым глазом. И не было бы изучено подробно внутреннее строение живых организмов. Без микроскопов мы не сможем увидеть микробов и бактерий. Также будет невозможным изучение строения и состава клетки. А классификация живых существ на эукариотов и прокариотов так и останется - до сих пор не открытой...

В тема «Теории происхождения жизни на Земле» 11 класс. Класс разбивают на группы, каждая из которых готовит защиту одной из гипотез: стационарного состояния, самозарождения, панспермии, эволюционного возникновения жизни. На уроке группы презентуют свои идеи, приводят доказательства, а остальные ученики задают вопросы и ищут слабые места в аргументации.

4. «Усовершенствование учебника». В теме «Основные формы изменчивости. Генотипическая изменчивость», 10 класс. Задание: По рисунку учебника «Типы изменчивости» преобразовать иллюстрацию в тест краткий текст. Ответ: Изменчивость - это способность организмов приобретать новые признаки. Выделяют два типа изменчивости: генотипическая и фенотипическая. Генотипическую подразделяют на мутационную и комбинативную. Из названий следует, что генотипическая изменчивость затрагивает изменения генотипа, тогда как фенотипическая касается фенотипических изменений.

Можно предложить обратное задание. Дополнить учебник: нарисовать схему, которая объяснит сложный процесс, или создать свою версию иллюстрации к параграфу, если в оригинальном рисунке чего-то не хватает. Например, к теме «Фотосинтез» можно попросить изобразить схему переноса электронов, а к теме «Приспособления организмов» — схему, показывающую, как разные виды адаптировались к среде обитания.

5.«Биологическая статистика». В теме «Строение и жизнедеятельность растительного организма. Питание растений» 6 класс. Задание: Изучить текст параграфа, провести подсчеты основных понятий. Сколько раз в тексте встретились понятия – почва, удобрения, растения. Составить вывод о значении этих понятий в теме.

На основе проведенных подсчетов, можно сделать вывод, что ключевыми понятиями в теме являются - «растения» и «удобрения». Текст учебника позволяет узнать о роли удобрений в жизни растений.

Лабораторная работа «Изучение модификационной изменчивости». 10 класс Ученики в парах измеряют какой-либо признак у растений или одноклассников: длину листа, рост, вес плодов каштана, количество колосков в колосе. Затем данные сводят в таблицу: по одной оси — значения признака (например, длина в мм), по другой — частота, сколько раз каждое значение встретилось. На основе таблицы строят вариационный ряд и вариационную кривую. В конце вычисляют среднюю величину признака и делают вывод о закономерности: большинство организмов группируется вокруг среднего значения, а крайние варианты встречаются реже.

6.«Шесть шляп мышления». тема «Влияние антибиотиков на микробиом человека. 11 класс

«Белая»: собрать данные: какие есть исследования, какие цифры приводятся в статьях, какие микроорганизмы изучаются.

«Красная»: поделиться личными реакциями — например, «меня пугает мысль о том, что антибиотики убивают полезную микрофлору».

«Чёрная»: найти риски — например, риск развития устойчивости бактерий к антибиотикам.

«Жёлтая»: выделить плюсы: возможность лечить инфекции, разрабатывать новые, более целевые препараты.

«Зелёная»: придумать нестандартные решения — например, использовать бактериофаги или корректировать схемы приёма антибиотиков.

«Синяя»: в конце обсудить, какие выводы сделали группы, какие компромиссы возможны, как сбалансировать пользу и риски.

Все перечисленные мною методы и приемы позволяют формировать у учащихся естественнонаучную грамотность, быть не только слушателями, но и активными участниками научной жизни, использовать изученное в практической деятельности для решения реальных жизненных ситуаций.

3