Формирование естественнонаучной грамотности обучающихся на уроках физики

Автор: Бардонова Инна Юрьевна

Организация: МОУ «СОШ № 30 им. П.М. Коваленко» ЭМР

Населенный пункт: Саратовская область, г. Энгельс

В работе описана необходимость формирования естественнонаучной функциональной грамотности обучающихся на уроках физики, основы которой приближают к жизненным трудностям, а также описан инструментарий, способствующий оценке способностей обучающихся применять полученные знания для решения учебных и практических задач, приведены примеры нестандартных заданий.

Ключевые слова: естественнонаучная грамотность, инструментарий, компетенции, критерии оценивания.

Оценивание сформированности функциональной грамотности учащихся  и мониторинговое  исследование качества общего образования  проводится в рамках реализации Международной программы по оценке образовательных достижений PISA (Programme for International Student Assessment). Целью данного исследования является получения четкого ответа на вопрос, обладают ли учащиеся 15-летнего возраста, получившие обязательное общее образование, знаниями и умениями, необходимые им для полноценного функционирования в современном обществе, что очень важно для выстраивания межличностного общения и социальных отношений.

Естественнонаучная грамотность – одна из составляющих функциональной грамотности. Согласно определению PISA «Естественнонаучная грамотность – это способность человека занимать активную гражданскую позицию по общественно значимым вопросам, связанными с естественными науками, и его готовность интересоваться естественнонаучными идеями» [1].

Проведенные исследования показывают, что, несмотря на то, что российские учащиеся хорошо подготовлены  в области  предметных знаний, у них возникают трудности в процессе применения знаний к ситуациям, приближенным к жизненным реальностям. Поэтому на первый план выходит задача создания инструментария, способствующего формированию и оценке способностей применять полученные знания для решения учебных и практических задач, другими словами, формированию функциональной грамотности. Для решения поставленной задачи разработан проект «Мониторинг формирования функциональной грамотности». Целью данного проекта является повышение качества и конкурентноспособности российского образования [2]. Для реализации данного проекта был издан приказ Министерства образования Саратовской области от 21 сентября 2021 года № 1611 " Об  утверждении плана мероприятий, направленных на формирование и оценку функциональной грамотности обучающихся общеобразовательных организаций Саратовской области, на 2021-2022 учебный год"[3].

Задания по естественнонаучной грамотности, разрабатываемые в соответствии с форматом PISA, должны соответствовать требованиям в содержательной области, компетентностной области оценки, контексту и уровню познавательных действий. Знание научного содержания относится к следующим областям: «Физические системы», «Живые системы» и «Науки о Земле и Вселенной».  Методы научного познания включают в себя универсальные методы (анализ, синтез, абстрагирование, обобщение, дедукция, моделирование), эмпирические научные методы (наблюдение, эмпирическое описание, измерение, эксперимент) и теоретические научные методы (теоретические знания, мысленный эксперимент). Контексты представляют собой тематическую область, к которой относится описанная в задании проблемная ситуация. К ним можно отнести здоровье, природные ресурсы, окружающую среду, опасности и риски, связь науки и технологий. Ситуация рассматривается на трех различных уровнях: личном, национальном и глобальном. Различный уровень познавательных действий, к которым относятся низкий, средний и высокий, является ничем иным, как некоей дифференциацией, представляющей возможность учащимся выполнить задания, предназначенные как для простого распознавания, так и для анализа сложной ситуации и составления плана выхода из нее. Особенностью заданий формата ЕНГ является их трудность, связанная с необходимостью мыслительных операций, для применения которых объем знаний и объем умений должны быть высоки. Поэтому кодификатор, используемый для их разработки и оценки, учитывает оцениваемые компетенции и умения. Например, научное объяснение явлений может быть основано на простом знании программного материала. Если же ситуация нестандартная, то ее необходимо мысленно преобразовать в типовую или сделать прогноз на основе понимания ее механизма. В другом случае нужно объяснить, на каких научных знаниях основана работа описанного технического устройства или технологии. Оценивание следующей компетенции, связанной с пониманием особенностей естественнонаучного исследования, зависит от способности обучающегося поставить четкую цель до выдвижения гипотезы с ее последующей проверкой. Проверка компетенции, связанной с умением обучающегося интерпретировать данные и использовать научные доказательства для получения выводов, осуществляется так: от его умения представлять выводы в различной  форме до оценки их корректности с научной точки зрения и убедительности утверждений, содержащихся в различных источниках, в том числе в СМИ и в высказываниях людей.

Далее в моей работе приведен кейс на тему «Постоянные магниты. Магнитное поле Земли», его краткая характеристика, текст самого кейса, задания, которые предлагаются обучающимся на этапе самостоятельного изучения нового материала, а также критерии оценивания их знаний.

Общая характеристика кейса [4].

Предмет: Физика

Класс: 8

Цель кейса: Кейс построен на основе материала, предложенного для изучения предмета физика в 8 классе при изучении темы «Постоянные магниты. Магнитное поле Земли».

Действия учащихся: данный кейс может быть использован для самостоятельного получения знаний по теме: «Постоянные магниты. Магнитное поле Земли» или для проверки знаний учащихся по данной теме.

Кейс ориентирован на преодоление дефицитов, таких как:

•   умение применять текстовую информацию для решения заданий на соответствие;

•   применять текстовую информацию для решения качественных задач;

•   умение работать с изображениями (картинками, схемами ит.п.) (анализировать, делать выводы);

•   применять полученную информацию для решения жизненных ситуаций.

Текст кейса

С глубокой древности известно, что магнитная стрелка, свободно вращающаяся вокруг вертикальной оси, всегда устанавливается в данном месте Земли в определенном направлении. Этот факт объясняется тем, что вокруг Земли существует мощное магнитное поле и магнитная стрелка устанавливается вдоль его магнитных линий. На этом основано применение компаса (свободно вращающаяся на оси магнитная стрелка). Компас изобрели в Древнем Китае. Компас – это прибор для определения горизонтальных направлений на местности.

Магнитное поле Земли окутывает область околоземного космического пространства. Эта область называется магнитосферой, хотя по своей форме она сферой не является. Магнитосфера – самая внешняя и протяжённая оболочка Земли.

У Земли, как и у постоянных магнитов, два магнитных полюса - северный и южный. В настоящее время Южный магнитный полюс Земли находится вблизи Северного географического полюса, а именно на 75 градусов северной широты и 99 градусов западной долготы. Он удален от северного географического полюса приблизительно на 2100 км, а Северный магнитный полюс находится вблизи Южного географического полюса, а именно на 66,5 градуса южной широты и 140 градусов восточной долготы. Таким образом, магнитные полюсы не совпадают с географическими полюсами. Поэтому магнитная стрелка приблизительно показывает направление на север.

Есть ещё одна интересная особенность этих полюсов: они постепенно смещаются. Геофизики узнали, каким было магнитное поле Земли 1000 и даже миллионы лет назад: допустим, вылилась, когда-то, во время извержения вулкана лава, пока остывала, намагнитилась в магнитном поле Земли. Потом поле изменилось, но у затвердевшей лавы осталась оставшаяся намагниченность. Измеряя ее, геофизики обнаружили, что за последний миллион лет магнитные полюсы Земли поменялись местами 7 раз. За последние 160 миллионов лет это случалось около 100 раз. 570 миллионов лет назад магнитные полюса Земли были расположены в районе экватора.

Что же является источником земного магнетизма? По современным воззрениям первая причина – это процессы, происходящие в недрах Земли. Внешнее ядро Земли является жидким и состоящим из железа; в нем циркулируют круговые токи, которые и порождают земное магнитное поле. В 1958 году при помощи космических аппаратов российские и американские ученые открыли существование вокруг Земли двух «поясов», которые расположены в экваториальной плоскости. Эти «пояса» (их называют радиационными) состоят из движущихся частиц – протонов и электронов, которые создают кольцевой ток. Таким образом, радиационные пояса – вторая причина существования у Земли магнитного поля.

На земном шаре встречаются области, в которых направление магнитной стрелки постоянно отклонено от направления магнитной линии Земли. Такие области называют областями магнитной аномалии. Одна из них – Курская магнитная аномалия. Причиной таких аномалий являются огромные залежи железной руды на сравнительно небольшой глубине.

Внимательно прочитайте текст, проанализируйте его и ответьте на вопросы

Задание 1. Рассмотрите рис.1 Постоянный магнит в магнитном поле Земли. Установите связь между цифрами (1, 2) на рис.1 и положением магнитных полюсов Земли

1 - _____________________________________________

2-______________________________________________

 

Рис.1 Постоянный магнит в магнитном поле Земли

                       

Задание 2.

Ответьте на вопросы, ориентируясь на прочитанный выше текст.

1. Чем объяснить, что магнитная стрелка устанавливается в данном месте Земли в определённом направлении?

2. Что является источником магнитного поля Земли?

 

Задание 3.

Выявите из прочитанного текста причины источников земого магнетизма и их сущность, установив соответствие между 1 и 2 колонками

Причина	Сущность
1. Процессы, происходящие в недрах Земли	А. Пояса расположены в экваториальной плоскости.
2. Радиационные пояса	В. Циркулируют круговые токи, которые и порождают земное магнитное поле

 

Ответ

1	2

 

Задание 4.

Подумайте и дайте ответы на следующие вопросы.

1. Как вы будете использовать компас, попав в совершенно незнакомые вам территориальные условия?(назовите хотя бы первое правило)

2. Почему нельзя было использовать показания компаса на Курской дуге во время Великой отечественной войны?

 

Лист ответов

Задание 1.

Деятельность: умение применять визуальную  информацию для решения заданий на соответствие.

Ответ: 1 – Южный магнитный полюс Земли; 2 – Северный магнитный полюс Земли

Балл: 2

Критерии оценивания

Верно указано два элемента ответа	2 балла
Ответы указаны ошибочно или ответ отсутствует	0 балл

Задание 2.

Деятельность: решение качественных задач

Ответ 1. Наша планета имеет магнитное поле.

Ответ 2. Электрические токи, которые протекают в земной коре и в атмосфере Земли.

Балл 2

Критерии оценивания

Дано два верных ответа	2 балла
Дан верный ответ	1 балл
Другие ответы или ответы отсутствует	0 баллов

Задание 3.

Деятельность:        умение применять текстовую информацию для решения заданий на соответствие.

Ответ

1	2
В	А

Балл 2

Критерии оценивания

Верно указано два элемента ответа	2 балла
Ответы указаны ошибочно или ответ отсутствует	0 баллов

 

Задание 4.

Деятельность: применять полученную информацию для решения жизненных ситуаций.

Ответ 1.Компас, являясь прибором для определения горизонтальных направлений на местности, всегда указывает дорогу на Север.

Ответ 2. Потому, что на территории Курской области расположена Курская магнитная аномалия, крупнейший железнорудный бассейн, искажающий "показания" компаса.

Балл 4

Даны верные ответы и приведены пояснения	4 балла
Дан  дин верный ответ, или пояснения в обоих случаях некорректно или отсутствует	2 балл
Другие ответы или ответ отсутствует	0 баллов

 

 

Библиографический список

1. Образовательная платформа LECTA [Электронный ресурс] / Российский учебник — Режим доступа: https://rosuchebnik.ru/upload/iblock/4e8/4e84b44a6a302df80f065b57f6fe6b03.pdfl,  свободный.

2. Каменчук И.Л., Формирование функциональной грамотности обучающихся – одна из основных задач ФГОС [Электронный ресурс] / презентация — Режим доступа: https://docs.yandex.ru/docs/view?tm=1638699472&tld, свободный.

3. Приказ Министерства образования Саратовской области от 21 сентября 2021 года № 1611 " Об  утверждении плана мероприятий, направленных на формирование и оценку функциональной грамотности обучающихся общеобразовательных организаций Саратовской области, на 2021-2022 учебный год» [Электронный ресурс] / документ – Режим доступаhttp://shcool5balakovo.ucoz.ru/Pashenko/funcgram/prikaz_mo_so_1611.pdf, свободный.

4. Пырьева В. В. Кейсовая технология обучения и ее применение при изучении физики // Физика и образование. – 2009. -№ 11

 

Опубликовано: 05.06.2024