Естественнонаучная грамотность что это такое
Не теорией единой: почему падает интерес школьников к естественным наукам
PISA — международная программа по оценке уровня функциональной грамотности учащихся из разных стран в возрасте 15 лет. Тестирование проводится раз в три года.
Об авторе: Ирина Лаврова, директор по коммуникациям и связям с государственными и общественными организациями компании Bayer в России.
Теория и практика
Для измерения показателя естественнонаучной грамотности школьников обычно используют несколько международных сравнительных исследований: помимо тестирования PISA существует TIMSS (Trends in Mathematics and Science Study), проводящийся раз в четыре года — в нем участвуют школьники разных возрастов.
Сам же термин «естественнонаучная грамотность» включает в себя не только владение теоретическими основами наук. Определение состоит из трех компетенций:
По сравнению со своими сверстниками из других стран, из года в год российские школьники показывают более низкие результаты: по результатам PISA 2018 года по естественнонаучной грамотности учащиеся набрали 478 баллов (показатель не меняется с 2009 года) и заняли 33 место из 80 стран мира. По словам бывшего министра просвещения Ольги Васильевой, школьники хорошо знают теоретические основы наук: они могут построить химические формулы и написать третий закон Ньютона на бумаге. Сложности возникают на стадии применения знаний на практике, в работе и повседневной жизни.
Лидерами по качеству естественнонаучного образования являются азиатские государства и специальные административные районы: Китай, Макао, Гонконг, Сингапур, Тайвань и Япония.
Главной идеей естественнонаучного образования в странах Азии является определение науки «как способа познания мира», где дети приобретают знания о природе путем исследований, делают собственные выводы, а не опираются на факты из учебников. В процессе обучения у детей развиваются личностные качества — любознательность, креативность, настойчивость, ответственность, которые необходимы для научной деятельности. Учителя стремятся создавать интерактивную образовательную среду, акцентировать внимание на идеях, развивать критическое мышление и прикладные навыки учеников, а также умение использовать науку в повседневной жизни.
Учеба как игра
Большое значение в формировании естественнонаучной грамотности школьников имеет внедрение новых технологий, активных форм обучения и элементов геймификации, которые развивают у детей любознательность, креативность в решении повседневных задач, интерес к природе, стремление исследовать. Это обусловлено тем, что школьники являются представителями поколения Z, о чем не стоит забывать. С раннего возраста дети, рожденные в «нулевых» годах, интегрированы в цифровую среду, реальный и виртуальный мир для них — единое целое. При этом они хотят потреблять не только развлекательный, но и образовательный контент. Поэтому в последние годы наблюдается рост количества научно-популярного контента в социальных сетях и YouTube.
Кроме того, большой отрезок своей жизни поколение Z проводит в видеоиграх — для них это не просто увлечение, а способ получения информации. Поэтому игровые форматы необходимо активнее использовать в образовании и в том числе для мотивирования учеников к изучению естественно-научных предметов. Применение геймификации, многоуровневой системы обучения, интерактивных заданий, а также формирование сообщества единомышленников, позволяет привлечь внимание молодого поколения, в том числе тех, кто никогда не интересовался наукой.
В ноябре 2020 года прошла образовательная онлайн-игра Лига Знаний «Естественный интеллект», которая проводится с 2017 года и использует все эти элементы. Больше половины участников игры — школьники и студенты (53%), но в тестировании участвуют и люди с высшим образованием и ученой степенью. Пятый сезон игры оказался самым многочисленным — в нем приняли участие более 19 тыс. человек из 84 регионов России. За все годы существования тестирования в нем приняли участие более 53 тыс. человек, что сравнимо с численностью населения Геленджика или подмосковного Солнечногорска.
Средний результат по всем участникам в последнем сезоне оказался также не самым высоким и составил 32 балла из 87. Средний балл участников 14–17 лет чуть выше, чем у участников в возрасте 18–23 лет — 32,2 против 31,9 балла. Однако средний балл участников в возрасте 24–35 лет оказался ниже, чем у испытуемых старше 35 лет — 33,6 против 36,1 балла.
Как показывают данные, лучше всего россияне разбираются в физике: средний показатель правильных ответов — 55,2%. На втором месте химия (49,4%), на третьем — биология (49,1%) и на последнем — география: средний показатель правильных ответов: 41,2%.
Самыми сложными оказались все те же вопросы в формате тестирования PISA: эти задания требуют не просто знания школьного материала, а умения догадываться и понимать, какие знания (возможно, из разных областей) нужно применить в той или иной ситуации (0,32% правильных ответов).
В Telegram-канале «Списать не получится» мы еще больше рассказываем о трендах в образовании и о том, как учиться в течение всей жизни и делать это с удовольствием. Подписывайтесь!
Функциональная грамотность школьников. Естественнонаучная грамотность. Примеры учебных заданий на формирование функциональной грамотности
Функциональная грамотность школьников. Естественнонаучная грамотность.
Примеры учебных заданий на формирование функциональной грамотности
Международные исследования (PISA) оказали в последние годы наибольшее влияние на развитие образования в мире, в том числе и в России. Не учитывать результаты PISA отечественное образование сегодня не может, поскольку вопрос о конкурентоспособности стоит очень остро. Исследование PISA на сегодня рассматривается в мире как универсальный инструмент сравнительной оценки эффективности школьного образования. Данные, полученные в ходе исследования, служат основой для определения стратегий развития системы образования. Известно, что качество российского образования отличается от качества образования за рубежом: при достаточно высоких предметных знаниях и умениях российские школьники испытывают затруднения в применении своих знаний в ситуациях, близких к повседневной жизни, а также в работе с информацией, представленной в различной форме. Таким образом, по важнейшему сегодня в мире практико-ориентированному показателю российское образование не отвечает международным требованиям и стандартам.
Центральным понятием в международной программе выступает «грамотность», которая в широком смысле определяется еще и как функциональная грамотность.
Этот термин отражает общеучебную компетенцию, что на современном этапе обеспечивается за счет внедрения Федерального образовательного стандарта (далее ФГОС) всех ступеней образования. Лишь функционально грамотная личность способна использовать все постоянно приобретаемые в течение жизни знания, умения и навыки для решения максимально широкого диапазона жизненных задач в различных сферах человеческой деятельности, общения и социальных отношений.
В Федеральном компоненте государственного стандарта общего образования среди прочих направлений модернизации общего образования выделяется задача «формирования ключевых компетенций – готовности учащихся использовать усвоенные знания, умения и способы деятельности в реальной жизни для решения практических задач». Кроме того, отмечается, что одним из базовых требований к содержанию образования на ступени основного общего образования «… является достижение выпускниками уровня функциональной грамотности, необходимой в современном обществе, как по математическому и естественнонаучному, так и социально-культурному направлениям».
Функциональная грамотность включает в себя:
Естественнонаучная грамотность – степень способности использовать естественнонаучные знания для понимания процессов и явлений в окружающем мире, для обнаружения и решения практических проблем в результате обработки исходной информации.
Естественнонаучная грамотность – способность использовать естественнонаучные знания для выделения в реальных ситуациях проблем, которые могут быть исследованы и решены с помощью научных методов, для получения выводов, основанных на наблюдениях и экспериментах.
Естественнонаучная грамотность рассматривается как цель общего образования, достижение которой обеспечит выпускника школы навыками по обработке информации, решению практических проблем и задач в условиях информационной неопределенности, и позволит в дальнейшем выпускнику школы полноценно функционировать в современном обществе.
Естественнонаучная грамотность включает следующие компоненты:
Общеучебные умения, формируемые в рамках естественнонаучных предметов.
Контекстные ситуации, в которых используются естественнонаучные знания.
В 
исследованиях PISA 2015 была сформирована модель естественнонаучной грамотности.
Статья на тему «Что такое функциональная грамотность и естественнонаучная грамотность»
Что такое функциональная грамотность и естественнонаучная грамотность
Сейчас в сфере образования функциональная грамотность становится одной из главных тем для обсуждения на всех уровнях: и в школах, и в Министерстве просвещения, и в Совете по науке и образованию. Почему же она становится такой важной?
Современный мир стал гораздо сложнее, чем был двадцать, а тем более тридцать лет назад. Эти сложности требуют особого подхода в педагогике: это связано с появлением новых технологий, новых профессий, сфер экономики и с социально-психологическими изменениями самого человека. Окружающий мир больше не аналогово-текстологический, ему на смену пришел визуально-цифровой – и это требует расширения и переосмысления понятия «функциональная грамотность».
Само понятие было впервые употреблено на Всемирном конгрессе министров просвещения в Тегеране в 1965 году, и тогда под функциональной грамотностью подразумевалась «совокупность умений читать и писать для использования в повседневной жизни и решения житейских проблем». Однако уже в 1978 ЮНЕСКО перерабатывает это понятие, дополняя его: «функционально грамотным считается только тот, кто может принимать участие во всех видах деятельности, в которых грамотность необходима для эффективного функционирования его группы и которые дают ему также возможность продолжать пользоваться чтением, письмом и счётом для своего собственного развития и для дальнейшего развития общины (социального окружения)».
Ещё через двенадцать лет ЮНЕСКО проводит Международный год грамотности, а Организация Объединенных Наций объявила Десятилетие грамотности в самой широкой интерпретации данного понятия с 2002 по 2012 гг., в декларации этого всемирного события функциональная грамотность становится больше, чем просто базовая грамотность: теперь это «…полноценно и эффективно функционировать как члены сообщества, родители, граждане и работники».
Однако революция в науке и технике внесла свои коррективы в развитие и функциональной грамотности, и самого понятия о ней. Многие ученые приводят все новые и новые формулировки, стараясь наиболее полно описать функциональную грамотность современного человека.
В настоящее время функциональная грамотность является «одним из главных результатов образования и ориентации в мире профессий» (согласно Г.С. Ковалёвой, руководителю Центра оценки качества образования Института стратегии развития образования Российской академии образования, к.п.н.)
«Функционально грамотный человек — это человек, который способен использовать все постоянно приобретаемые в течение жизни знания, умения и навыки для решения максимально широкого диапазона жизненных задач в различных сферах человеческой деятельности, общения и социальных отношений»
(А. А. Леонтьев, лингвист, психолог, доктор психологических наук и доктор филологических наук)
Составляющие функциональной грамотности
Естественнонаучная грамотность – это способность человека занимать активную гражданскую позицию по вопросам, связанным с естественными науками, и его готовность интересоваться естественнонаучными идеями. Естественнонаучно грамотный человек стремится участвовать в аргументированном обсуждении проблем, относящихся к естественным наукам и технологиям, что требует от него следующих компетенций: научно объяснять явления, оценивать и планировать научные исследования, научно интерпретировать данные и приводить доказательства.
Понятие естественнонаучной грамотности пришло из международного сравнительного исследования PISA. В рамках этого исследования оценивается функциональная грамотность, включающая читательскую, математическую, естественно-научную.
Оценка функциональной грамотности компетентностном подходе. В нашей стране компетентностный подход реализуется в системе высшего образования и постепенно завоевывает позиции в школьном образовании. Эффективность обучения при таком подходе определяется не только полнотой и систематичностью знаний, но и способностью обучающихся оперировать имеющимся запасом предметных знаний и умений в новых ситуациях, в том числе и при решении проблем, возникающих в окружающей действительности. противопоставляется знаниям и умениям, она включает их в себя, но не путем простого суммирования, а посредством свободного использования наиболее эффективного для данной конкретной ситуации набора из имеющихся в арсенале учащегося знаний-умений.
Компетентность рассматривается как интеграция знаний, умений, отношений и ценностей, возникающих как эффект формирования знаний и умений. Проявляется компетентность в действии. компетентности было сформулировано в Образовательной организации экономического сотрудничества и развития.
Для формирования/оценки естественнонаучной используются тематические блоки, которые включают описание реальной ситуации, и задания, связанные с этой ситуацией.
Каждое из заданий характеризуется следующими признаками:
· компетентность (как правило, умение, составляющее данную компетентность);
· естественнонаучное знание (т.е. те знания из биологии, физики, химии или физической географии, которые необходимы для выполнения задания);
· контекст (т.е. характеристика использующейся в задании);
Компетентностно-ориентированные задания, как правило, содержат информацию, описывающую реальную жизненную ситуацию, но для ее понимания необходимо научных знаний и уметь пользоваться терминологией естественных наук. Все это возможно в том случае, если контекст учитывает тематику вопросов,изучаемых по биологии, физике и химии в данном классе.
Знаниевая (или тематическая) составляющая представляется двумя блоками:
· знание содержания (определяется для каждого из классов на основе программ по биологии, физике и химии);
· знание процедур (включает понимание естественнонаучных методов познания).
Блок «Знание процедур», в котором можно выделить две составляющие: знание о различных методах научного познания (наблюдение, измерение, опыт, моделирование, гипотеза) и приемы проведения исследований и обработки данных (выбор оборудования, способы увеличения точности измерений и т.д.).
Типы научного знания
Каждая из компетентностей, оцениваемых в задании, может демонстрироваться на материале научного знания следующих типов:
Содержательное знание, знание научного содержания, относящегося к следующим областям: «Физические системы», «Живые системы» и «Науки о Земле и Вселенной».
· Процедурное знание, знание разнообразных методов, используемых для получения научного знания, а также знание стандартных исследовательских процедур.
Содержательные области можно формально соотнести с предметными знаниями. Так, «Физические системы» – это преимущественно материал физики и химии, «Живые системы» – биология, «Науки о Земле и Вселенной» – география, геология, астрономия. Однако с точки зрения содержания задания по ЕНГ, используемые в PISA, часто имеют межпредметный характер. Что касается процедурного знания, то оно в равной мере относится ко всем естественнонаучным предметам, что, в первую очередь, и позволяет объединять их в одну группу и говорить именно о естественнонаучной, а не о какой-то узко предметной, грамотности. В нашей практике комплекс знаний, умений, компетентностей, относящихся к типу процедурного знания, принято объединять под рубрикой «Методы научного познания». Контексты Контекстом можно назвать тематическую область, к которой относится описанная в задании проблемная ситуация. Например, в PISA эти ситуации группируются по следующим контекстам: · здоровье; · природные ресурсы; · окружающая среда; · опасности и риски; · связь науки и технологий. При этом каждая из ситуаций может рассматриваться на одном из трех уровней: личностном (связанном с самим учащимся, его семьей, друзьями), местном/национальном (связанном с проблемами данной местности или страны) и глобальном (когда рассматриваются явления, происходящие в различных уголках мира).
Естественнонаучная грамотность например, как выглядит на разных уровнях ситуация, относящаяся к контексту «связь науки и технологий» и содержательному типу знания «Физические системы». На личностном уровне она может быть связана с работой бытовых электрических приборов. На местном/национальном уровне – с работой ветряного электрогенератора, используемого для обеспечения энергией небольшого поселения. На глобальном уровне – с использованием в целом возобновляемых и не возобновляемых источников энергии. Контекст – очень важное условие того, чтобы данное учебное задание можно было считать заданием на естественнонаучную грамотность.
Ведь ЕНГ (как и другие виды функциональной грамотности) как раз и предполагает способность применить знания в реальной ситуации, а не в рафинированных абстрактных условиях. На последнее рассчитаны задания (задачи) другого типа. Именно наличие контекста, в который помещена проблемная ситуация, дает ответ на вопрос, зачем может понадобиться то или иное естественнонаучное знание. Задания (задачи) вне контекста оставляют этот вопрос открытым, что делает для многих учеников бессмысленным приложение усилий к таким задачам.
Познавательные уровни Для заданий по ЕНГ в PISA определяются уровни познавательных действий, которые должен выполнить ученик для выполнения данного задания. Трудность любого задания – это сочетание его собственной интеллектуальной сложности (т.е. сложности требуемых мыслительных процедур) и объема знаний и умений, необходимых для его выполнения. Выделяются следующие познавательные уровни:
· Низкий Выполнять одношаговую процедуру, например, распознавать факты, термины, принципы или понятия, или найти единственную точку, содержащую информацию, на графике или в таблице.
· Средний Использовать и применять понятийное знание для описания или объяснение явлений, выбирать соответствующие процедуры, предполагающие два шага или более, интерпретировать или использовать простые наборы данных в виде таблиц или графиков.
· Высокий Анализировать сложную информацию или данные, обобщать или оценивать доказательства, обосновывать, формулировать выводы, учитывая разные источники Мониторинг формирования и оценки функциональной грамотности
Естественнонаучная грамотность информации, разрабатывать план или последовательность шагов, ведущих к решению проблемы. Определение познавательного уровня, или степени трудности, задания в соответствии с этими критериями – порой само по себе нелегкая задача. Чаще всего мы оцениваем эту трудность интуитивно, «на глазок», или она определяется эмпирически, в зависимости от того, какой процент ребят на той или иной выборке выполняет данное задание.
Модель заданий по естественнонаучной грамотности в формате PISA В наиболее общем виде модель задания по оценке ЕНГ можно представить в виде следующей схемы: В этой модели в явном виде не фигурирует такой параметр, как «познавательные уровни». Однако неявно он присутствует в каждой из остальных характеристик. Ведь трудность задания может зависеть от сложности описания самой реальной ситуации, необходимого объема содержательного знания и того, на каком уровне должна быть продемонстрирована та или иная компетентность. Например, если предлагается дать научное объяснение какого-то явления, то, во-первых, само явление может быть проще или сложнее, а во-вторых, объяснять его можно поверхностно, на качественном уровне или, например, с использованием математического аппарата.
Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.
Методические материалы по теме «Основные подходы к формированию естественнонаучной грамотности»
Основные подходы к формированию естественнонаучной грамотности учащихся основной школы
Основная цель школьного естественнонаучного образования отражает способность человека применять естественнонаучные знания и умения в реальных жизненных ситуациях, а также в случаях анализа вопросов, связанных с практическим применением достижений естественных наук. Естественнонаучная грамотность-способность человека занимать активную гражданскую позицию по общественно значимым вопросам, связанным с естественными науками, и его готовность интересоваться естественнонаучными идеями. Естественнонаучно грамотный человек стремится участвовать в аргументированном обсуждении проблем, относящихся к естественным наукам и технологиям, что требует от него следующих компетентностей: научно объяснять явления; понимать основные особенности естественнонаучного исследования; использовать научные доказательства для получения выводов. Из этого вытекают требования к заданиям по оцениванию естественнонаучной грамотности. Они должны быть направлены на проверку перечисленных выше компетентностей и при этом основываться на реальных жизненных ситуациях.
Модельная карта учебных заданий под планируемые результаты формирования и развития функциональной грамотности обучающихся основной школы
Текст учебного задания с практико-ориентированным содержанием и формулировкой вопросов по уровням сложности
Что бы произошло, если бы с поверхности Земли вдруг исчезли бактерии
В первую очередь кажется, что это приведет к исчезновению многих болезней, таких как холера, туберкулез, сибирская язва. Однако, с другой стороны, прекратится или существенно ослабится круговорот веществ, в результате чего начнут накапливаться органические остатки, которые вскоре покроют всю поверхность Земли, препятствуя жизнедеятельности растений. Отсутствие клубеньковых бактерий еще в большей степени будет затруднять жизнь растений. Исчезновение циановых бактерий вместе с угнетением развития растений приведет к ослаблению процессов накопления органического вещества на Земле и образования кислорода, что создаст существенные препятствия в жизнедеятельности других организмов. Масштабы экологической катастрофы будут настолько значительными, что отсутствие витаминов, синтезируемых симбиотическими бактериями, и продуктов питания, приготавливаемых с помощью прокариот, на этом фоне представляются совсем незначительными.
(3 уровень. Применение)
Сравните их строение с процессами жизнедеятельности, а затем обоснуйте свой ответ.
Рассмотрите рисунки и ответьте на вопросы:
— Какие изменения произошли с яблоком на правом рисунке?
— Какие меры помогут подольше оставаться яблоку свежим? Почему вы так думаете?
Составьте памятку «Как предохранить продукты питания от гниения?»
Используя текст задания, учебника, иные источники знаний, составить схему использования бактерий человеком. Оцените значение бактерий в жизни человека
Предположите облик Земли, если бы на ней отсутствовали бактерии. Оцените значение бактерий для нашей планеты.
Типовая задача для учащегося 1
Обосновать использование бактерий для получения лекарственных препаратов на основе сравнения строения и жизнедеятельности бактерий.
Суть ПД: демонстрировать умение использовать изученный материал в конкретных условиях и новых ситуациях, «перенос».
Типовая задача для учащегося 2
Составить памятку «Как предохранить продукты питания от гниения?»
демонстрировать умение комбинировать элементы, чтобы получился новый продукт.
Типовая задача для учащегося 3
Оценить значение бактерий для человека и в жизни планеты Земля.
оценить значение того или иного материала по четким критериям. Критерии задаются извне.
Планируемый образовательный результат 1
Обучающийся сопоставляет строение и процессы жизнедеятельности бактерий и обосновывает их использование для получения лекарственных препаратов.
Некоторые бактерии в процессе своей жизнедеятельности выделяют антибиотики и гормоны.
Они не требовательны к условиям жизни и быстро размножаются
Планируемый образовательный результат 2
Обучающийся составляет памятку «Как предохранить продукты питания от гниения?»
Планируемый образовательный результат 3
Обучающийся оценивает роль бактерий в жизни человека и планеты и делает вывод.
Использование бактерий человеком:
1. Они помогают человеку усваивать и переваривать пищу, а также синтезировать полезные витамины. Польза кишечных бактерий заключается в укреплении иммунитета. Также они снижают риск проникновения опасных микробов.
2. В очистных сооружениях.
3 В быту и пищевой промышленности.
4. В микробиологическом синтезе;
5. Для получения ряда лекарств.
6. Бактериальные препараты помогают бороться с вредителями сельского и лесного хозяйства.
7.Используют для силосования зеленых кормов
Без бактерий жизнь на Земле была бы невозможна. Они являются составной частью пищевой цепочки всех живых организмов. Они перерабатывают продукты их жизнедеятельности.
Без бактерий не могут существовать и растения. Благодаря бактериям планета Земля не испытывает недостатка в кислороде.
Виды грамотности, которые развиваются у обучающегося: естественнонаучная
Текст учебного задания с практико-ориентированным содержанием и формулировкой вопросов по уровням сложности
(3 уровень. Применение)
Известно, что при глубоких порезах следует наложить жгут выше раны и отвезти раненого человека в больницу для наложения швов. Обоснуйте ответ: поможет ли наложение жгута больному гемофилией при порезах. Предположите способ, позволяющий помочь больному гемофилией при порезах.
Сопоставьте тексты с рисунками, проанализируйте состав крови. Составьте перечень основных свойств крови, с точки зрения её состава.
1. Эритроцит – двояковогнутый безъядерный диск, содержащий пигмент гемоглобин (гемо– железо; глобин– белок). Основная функция: перенос кислорода.
2. Тромбоциты – маленькие кровяные пластинки, латающие «пробоины» в сосудах, содержащие тромбопластин и участвующие в свертываемости крови.
3. Лейкоциты – «мохнатые» белые шарики, способные к «пожиранию» инородных тел (вирусов и бактерий), отвечающие за иммунитет.
На основании иных источников знаний предложите новый вариант помощи больным гемофилией.
позволяющий уменьшить угрозу жизни больного при травмах.
Типовая задача для учащегося 1
Обосновать ответ о наложении жгута больному гемофилией при порезах.
Предположить способ, позволяющий помочь больному гемофилией при порезах
Суть ПД: демонстрировать умение использовать изученный материал в конкретных условиях и новых ситуациях, «перенос».
Типовая задача для учащегося 2
Сопоставить тексты описания форменных элементов крови с рисунками, выполнить анализ состава крови и перечислить её.свойства
Суть ПД: демонстрировать умение вычислять части целого, выявлять взаимосвязи, осознавать принципы организации целого.