Выпуск: №8(64) Исследования молодых ученых

Раздел: Психолого-педагогические науки

Опубликовано: 22 июня 2024

Код уникальной десятичной классификации: 37.022

Автор: Котова Елена Владимировна

магистрант 2 курса, Московский городской педагогический университет (МГПУ), старший методист, учитель химии ГБОУ «Школа №1542» г. Москва, e-mail: e-kotova78@mail.ru

Аннотация. Познание естественных наук является одним из ключевых аспектов современного образования. В настоящее время растет спрос на способность применять знания на практике, что делает эту проблему основой образовательных вопросов XX века. Сегодняшнее общество призвано информационным, где каждый активно участвует в создании, хранении и обработке информации. Это приводит к повышению ценности образования, что является одним из важнейших аспектов, на которые сегодня нужно обратить внимание в образовании.

Ключевые слова: естественнонаучная грамотность, комплексные задания, интерактивные задания, диагностические работы, проблемный подход.

В современном образовании актуальной становится необходимость изменения подхода к обучению. Вместо того, чтобы предоставлять учащимся изолированные знания по отдельным школьным предметам, необходимо перейти к обучению обобщенных принципов из различных областей знаний. Это позволит обучающимся лучше понимать, как применять знания в различных сферах жизни и деятельности [1], [2].

В этом контексте особенно важным становится формирование компетенций, которые помогут учащимся успешно справляться с вызовами современного мира. В процессе изучения предметов различного цикла и формировании функциональной грамотности выделяются следующие ключевые компетенции:

• Коммуникативная компетенция, развиваемая через изучение предметов гуманитарного цикла.
• Технологическая грамотность, которая позволяет ученикам эффективно использовать современные технологии.
• Финансовая грамотность, необходимая для управления финансами и понимания экономических процессов.
• Умение анализировать информацию и применять знания в практической деятельности, что является ключевым навыком в современном мире (предметы естественнонаучного цикла и точные науки).

Методические особенности формирования естественнонаучной грамотности

Формирование естественнонаучной грамотности имеет свои методические особенности, которые помогают учащимся лучше понять и усвоить базовые принципы естественных наук. Ниже приведены некоторые из них [3], [4], [5]:

1. Практическая деятельность.

Основой формирования естественнонаучной грамотности является практическая работа в рамках лабораторного практикума или же в природной среде. Учащимся необходимо дать возможность самостоятельно проводить эксперименты, измерения, анализировать результаты и делать выводы.

2. Интерактивные методы обучения.

Использование интерактивных методов обучения, таких как обсуждения, дискуссии, групповые проекты и т.п., позволяет учащимся активно взаимодействовать, обмениваться мнениями и идеями, что способствует более глубокому усвоению материала [4].

3. Мультимедийные технологии.

Применение мультимедийных технологий: компьютерные программы, интерактивные презентации, видеоматериалы (различные практикумы и сценарии библиотеки МЭШ) и т.д., помогает визуализировать теоретический материал, делая его более доступным, наглядным и понятным.

4. Проблемно-ориентированный подход.

Формирование естественнонаучной грамотности основано на решении учащимися практических задач и проблем, что помогает им применять теоретические знания в реальной жизни и развивать критическое мышление.

5. Работа с реальными объектами.

Важным аспектом формирования естественнонаучной грамотности является работа с реальными объектами и материалами, текстами, описывающими бытовые ситуации «внешнего мира». Это позволяет учащимся лучше понять принципы функционирования природы и ее явлений.

Таким образом, использование указанных методических приемов и подходов в обучении позволяет эффективно развивать у учащихся естественнонаучную грамотность, формируя у них навыки и умения работы с основными принципами естественных наук.

Согласно приведённым данным, были сформированы следующие критерии сформированности естественнонаучной грамотности.

1. Знание и понимание основных понятий и принципов естественных наук (физики, химии, биологии).
2. Умение применять научные знания для объяснения различных явлений в природе и решения практических задач.
3. Умение анализировать и интерпретировать экспериментальные данные.
4. Навыки проведения экспериментов и наблюдений.
5. Умение формулировать и проверять гипотезы.
6. Навыки работы с научной литературой и информационными ресурсами.
7. Умение критически оценивать информацию и отличать факты от мифов.
8. Умение работать в коллективе и проводить научные исследования в группе.

После определения критериев был проведён анализ уровня функциональной грамотности у обучающихся 7-8 классов с помощью тестирования, анкетирования и наблюдения за учебным процессом.

Критерии для заданий, направленных на развитие естественнонаучной грамотности, включают [5], [6], [7]:

• Связь задания с реальными проблемами окружающего мира;
• Использование разнообразных видов информации: тексты, схемы, графики, таблицы, диаграммы, фотографии, видеоролики и прочее;
• Наличие познавательного потенциала (расширение материала школьного курса и выход за его рамки);
• Ориентация на практические аспекты, например, на технологии, процессы и механизмы производства;
• Фокус на развитие компетенций: научное объяснение явлений, понимание методов научного исследования, интерпретация данных и использование научных доказательств;
• Учет межпредметных связей, существующих в области естественных наук;
• Разнообразие типов вопросов/задач и наличие ответов в задании;
• Соответствие материала возрастным особенностям учащихся.

Рассмотрим реализацию вышеперечисленных требований на примере нескольких различных типов заданий.

Примеры «проблемных» вопросов для введения в рабочий процесс урока (вопросы составлены и подобраны в соответствии с учебными планами по физике, химии и биологии соответствующих классов) [8], [9], [10] (см. таблицу 1):

Таблица 1. Примеры «проблемных» вопросов для учащихся 7-8 классов

Вопросы, перечисленные в таблице, использовались в диагностической работе для оценки уровня компетентностной области «Научное объяснение явлений» (понимания теоретических основ предметов, которые входят в естественнонаучный цикл). Кроме того, данные вопросы могут быть использованы как вводные вопросы перед соответствующими уроками, для формулирования темы урока. Результаты учащихся, их ответы на данные вопросы представлены на рисунках 2 и 3 в графе «объяснение».

Примеры самостоятельных экспериментальных заданий для обучающихся 7-8 классов:

1. Изучить, как влияет добавление различных красителей на скорость химической реакции.
2. Исследовать, как воздействие различных металлов на растения влияет на их рост.
3. Наблюдать, как изменения в pH среды влияют на скорость растворения различных веществ.
4. Провести эксперимент по изучению воздействия магнитного поля на рост растений.
5. Изучить, как различные условия хранения влияют на срок службы пищевых продуктов.

Предложенный перечень исследований был использован для оценки компетентностной области «Применение естественнонаучных методов исследования и Интерпретация данных и использование научных доказательств» (отражены на рисунках 2 и 3 в соответствующих графах).

С примерами диагностических работ также можно ознакомиться по ссылкам:

• 7 класс – https://forms.gle/7FKEwv7vJkbV6F5w9;
• 8 класс – https://forms.gle/h1VyHiyPNCNVT5tr8.

В рамках разрабатываемого мониторинга с целью повышения грамотности учащихся естественнонаучная грамотность понимается так же, как и в исследовании PISA. Для указанной программы естественнонаучную грамотность определяют по трем основным навыкам (см. рисунок 1):

• научное объяснение явлений;
• применение естественнонаучных методов исследования;
• интерпретация данных и использование научных доказательств для получения выводов.

Оценка естественнонаучной грамотности выявляет конкретные умения, входящие в состав трех основных компетенций естественнонаучной грамотности (объяснение, применение и интерпретация). Система оценки естественнонаучной грамотности включает три структурных составляющих: контекст, содержание естественнонаучного образования и компетентностную область, необходимую для решения задач.

Общая характеристика диагностической работы

Распределение заданий по компетентностным областям:

Распределение заданий по уровням сложности:

Распределение заданий по типам:

Время выполнения диагностической работы составляет 45 минут.

Рис 1. Диаграмма, характеризующая распределение компетенции и сложности заданий, согласно общему плану диагностической работы

Использование диагностических заданий по естественнонаучным предметам в рамках образовательного процесса позволили эффективно оценить уровень знаний и умений учащихся.

Комплекс диагностических заданий способствовал развитию аналитического мышления учащихся и помог своевременно выявлять и корректировать слабые стороны в их знаниях. Кроме того, регулярное использование диагностических заданий различной направленности и формата по естественнонаучной грамотности позволило повысить интерес учащихся к естественным наукам и общую мотивацию к обучению.

В качестве респондентов были выбраны учащиеся седьмых и восьмых классов ГБОУ «Школа №1542» г. Москвы:
7 класс – 32 человека (общеобразовательный класс).
УМК: биология И.Н. Пономаревой, физика А.В. Перышкина.
8 класс – 33 человека (общеобразовательный класс с естественнонаучной группой).
 УМК: биология И.Н. Пономаревой, физика А.В. Перышкина, химия Г.Е. Рудзитиса.

Диагностические работы проводились 3 раза в течение учебного года (2023-2024): в сентябре, декабре и апреле.

Сводные результаты по каждой компетенции в течении учебного года среди обучающихся седьмого и восьмого класса приведены на рисунках 2 и 3:

Рис. 2. Сводная таблица по результатам исследуемых компетенций 7 класс (процент удовлетворенных ответов в зависимости от критериев проверки)

Рис. 3. Сводная таблица по результатам исследуемых компетенций 8 класс (процент удовлетворенных ответов в зависимости от критериев проверки)

Основной причиной внедрения комплекса диагностических работ и реализация описанного мониторинга являлся низкий уровень интерпретационных компетенций и навыка применения теоретических знаний в реальной жизни. Согласно финальным результатам, можно сделать вывод, что цель исследования достигнута.

Проведение регулярной диагностики знаний, включающей обширный спектр заданий, которые направлены на повышения компетенций понимания и интерпретации учащихся 7-8 классов по естественным наукам, позволяют оценить уровень усвоения школьной программы, выявить пробелы и ошибки в знаниях учащихся, а также помогают учителям улучшить методы обучения и выбрать правильную стратегию работы с каждым учеником.

Результаты исследования подтверждают эффективность методики использования диагностических заданий на уроках естественнонаучного цикла для повышения уровня подготовки учащихся 7-8 класса по естественным наукам.

Дальнейшие исследования в этой области могут помочь разработать более эффективные векторы развития и использования диагностических заданий для повышения качества образования в области естественных наук.

Список литературы:

1. Асанова Л.И. Методические особенности разработки заданий для формирования и оценки естественнонаучной грамотности // Естественнонаучное образование: методические основы разработки заданий по химии. Методический ежегодник химического факультета МГУ имени М. В. Ломоносова. Москва, 2022. С. 32-48.
2. Басюк В.С., Ковалева Г.С. Инновационный проект Министерства просвещения «Мониторинг формирования функциональной грамотности»: основные направления и первые результаты // «Отечественная и зарубежная педагогика». Т.1. №4(61). С. 5-10.
3. Демидова М.Ю., Добротин Д.Ю. Подходы к разработке заданий по оценке естественнонаучной грамотности обучающихся // Педагогические измерения. 2020. №2. (дата обращения: 20.01.2024).
4. Злобина С.П. Комплексные задания в ЕГЭ по физике // Сибирский педагогический журнал. 2011. №3. С. 175-179.
5. Немых О.А., Паладян К.А., Шермадина Н.А. Ситуационные задачи как средство формирования естественнонаучной грамотности обучающихся при изучении физики в основной школе // Вестник педагогических наук. 2023. №8. С. 55-63.
6. Методические рекомендации по формированию функциональной грамотности обучающихся 5-9 классов с использованием открытого банка заданий на цифровой платформе по шести направлениям функциональной грамотности в учебном процессе и для проведения внутришкольного мониторинга формирования функциональной грамотности обучающихся / под ред. Г.С. Ковалевой. М: ФГБНУ «Институт стратегии развития образования РАО», 2022. 360 с.
7. Никишова Е.А. Формирование у обучающихся читательской и естественнонаучной грамотности при изучении биологии // Педагогические измерения. №2. 2019. С. 72.
8. Оказова З.П. Формирование функциональной грамотности в условиях цифровизации // Прогрессивная педагогика. 2023. №1. С. 35-45.
9. Перминова Л.М. Дидактическое обоснование формирования естественнонаучной грамотности // Отечественная и зарубежная педагогика. 2017. №4(41). (дата обращения: 09.02.2024).
10. Попова О.В., Беликова Р.М., Новолодская Е.Г. Естественно-научный компонент функциональной грамотности обучающихся: теория и практика формирования и развития // Научно-методический электронный журнал «Концепт». 2023. №1 (январь). С. 48-66.

A set of diagnostic tasks - increasing the level of natural science literacy of students in grades 7-8

Kotova E.V.,
undergraduate of 2 course of the Moscow City University, Moscow Senior methodologist, chemistry teacher of School № 1542, Moscow

Abstract. The knowledge of natural sciences is one of the key aspects of modern education. Currently, there is a growing demand for the ability to apply knowledge in practice, which makes this problem the basis of educational issues of the 20th century. Today's society is designed to be informational, where everyone actively participates in the creation, storage and processing of information. This leads to an increase in the value of education, which is one of the most important aspects that education needs to pay attention to today.
Keywords: natural science literacy, complex tasks, interactive tasks, diagnostic work, problem approach.

References:

1. Asanova L.I. Methodological features of the development of tasks for the formation and assessment of natural science literacy // Natural science education: Мethodological foundations for the development of tasks in chemistry. Methodical yearbook of the Faculty of Chemistry of Lomonosov Moscow State University. Moscow: 2022.: 32-48.
2. Basyuk V.S., Kovaleva G.S. Innovative project of the Ministry of Education «Monitoring the formation of functional literacy»: main directions and first results // «domestic and foreign pedagogy». Vol.1. №4(61).: 5-10.
3. Demidova М.Yu., Dobrotin D.Yu. Approaches to the development of tasks for assessing the natural science literacy of students // Pedagogical measurements. 2020. №2. (date of the address: 20.01.2024).
4. Zlobina S.P. Complex tasks in the Unified State Exam in physics // Siberian Pedagogical Journal. 2011. №3.: 175-179.
5. Nemykh O.A., Paladyan K.A., Shermadina N.A. Situational tasks as a means of forming students' natural science literacy are solved when studying physics in primary school // Bulletin of Pedagogical Sciences. 2023. №8.: 55-63.
6. Methodological recommendations for the formation of functional literacy of students in grades 5-9 using an open task bank on a digital platform in six areas of functional literacy in the educational process and for intra-school monitoring / edited by G.S. Kovaleva. Moscow: Federal State Budgetary Educational Institution «Institute of Education Development Strategy RAO», 2022. 360 р.
7. Nikishova E.A. Formation of students' reading and natural science literacy in the study of biology // Pedagogical measurements. №2. 2019.: 72.
8. Okazova Z.P. Formation of functional literacy in the context of digitalization // Progressive pedagogy. 2023. №1.: 35-45.
9. Perminova L.M. Didactic substantiation of the formation of natural science literacy // domestic and foreign pedagogy. 2017. №4(41). (date of the address: 09.02.2024).
10. Popova O.V., Belikova R.M., Novolodskaya E.G. The natural-scientific component of functional literacy of students: theory and practice of formation and development // scientific and methodological electronic journal «Concept». 2023. №1 (January).: 48-66.