Формирование естественнонаучной грамотности на уроках биологии через предметную область «Зоология»

«Формирование естественнонаучной грамотности на уроках биологии в предметной области «Зоология»

Дягилева И.В.,

учитель биологии МБОУ «Лицей №86» г. Барнаул

В современных условиях недостаточно подготовить ученика решать типовые задания по определенным алгоритмам, совершать действия в соответствии с предварительно построенной моделью.

Перед современным учителем стоят иные задачи:

 формировать практико-ориентированные знания и умения учащихся по развитию качеств, относящихся к функциональной грамотности;

 обучать школьников не механическому заучиванию материала, а думать, обосновывать и доказывать свои решения.

Естественно-научная грамотность является составной частью функциональной грамотности, которая оценивается в международном исследовании образовательных достижений школьников PISA.

Естественнонаучная грамотность - это способность человека занимать активную гражданскую позицию по общественно значимым вопросам, связанным с естественными науками, и его готовность интересоваться естественнонаучными идеями (определение, используемое в PISA)

Естественнонаучная грамотность включает в себя следующие компоненты:

«общепредметные» (общеучебные) умения, навыки, формируемые в рамках естественнонаучных предметов.

Естественнонаучные понятия и ситуации, в которых используются естественнонаучные знания.

Как осуществит процесс формирования естественнонаучной грамотности? Как сделать его не только увлекательным для ребёнка, но и продуктивным. В связи с этим выделяется потребность в практике преподавании всевозможных методов и приёмов обучения.

Для определения уровня сформированности естественнонаучной грамотности учитываются следующие умения учащихся:

использовать естественнонаучные знания в жизненных ситуациях;

выявлять вопросы, на которые может ответить естествознание;

выявлять особенности естественнонаучного исследования;

делать выводы на основе полученных данных;

формулировать ответ в понятной для всех форме.

уметь описывать, объяснять и прогнозировать естественнонаучные явления;

уметь интерпретировать научную аргументацию и выводы, с которыми они могут встретиться в средствах массовой информации;

понимать методы научных исследований;

выявлять вопросы и проблемы, которые могут быть решены с помощью научных методов.

Важнейшей характеристикой заданий исследований PISA является использование контекста реальных жизненных ситуаций. К каждому контексту предлагается несколько заданий (3–6 заданий), которые классифицируются по следующим категориям:

- компетенция, на оценивание которой направлено задание;

- естественно-научное знание, затрагиваемое в задании (содержательное знание или процедурное);

- контекст реальной жизненной ситуации, которая может рассматриваться на личностном, местном / региональном или глобальном уровне;

- когнитивный уровень (или уровень сложности) задания.

Проблема мотивации учеников. Это проблема хорошо решается детальной подготовкой заданий для учащихся. “PISA-подобные” задания должны вызывать у учащихся интерес – желание разобрать задание от начала до конца и найти правильное решение. Задания, как и в исследовании PISA должны быть жизненные. Реалистичные задания вызывают наибольший интерес у учащихся, так как отпадает вопрос “А зачем нам это надо?”. Дети, как и взрослые люди не будут делать, что-то пока не узнают, для себя значимость какого-либо процесса.

Все задания, которые направлены на формирование умений и навыков школьников в развитии естественнонаучной грамотности можно разделить на блоки:

I. Задания на формирование компетенции: научное объяснение явлений.

II. Задания на формирование компетенции: понимание особенностей естественнонаучного исследования.

III. Задания на формирование компетенции: интерпретация данных для получения выводов.

Основная задача курса Зоологии, как одной из дисциплин естественнонаучного цикла – поиск таких подходов к преподаванию предмета, при которых учащиеся уходят с урока не с «мертвым грузом» ненужной информации, а с актуальными знаниями и умениями, которые позволят им решать насущные задачи, как в настоящем, так и в будущем.

Успешное выполнение большинства заданий по биологии, на мой взгляд, связано с развитием такого общеучебного умения, как умение работать с текстом. Необходимо научить учеников умению внимательно прочитать некоторый связанный текст, выделить в приведенной в нем информации только те факты и данные, которые необходимы для получения ответа на поставленный вопрос (зад. Слад)

Процесс формирования естественнонаучной грамотности обучающихся непрерывен и происходит в течение всего обучения в школе. Имеющиеся тематические блоки, представленные ниже, представляют собой описание реальной ситуации и задания, связанные с этой ситуацией, и используются для корректной оценки правильности формирования естественнонаучной грамотности обучающихся.

Предлагаю разобрать примеры этих типов заданий.

1. Научное объяснение явлений

Задание 1. Уровень воспроизведения информации.

Тема: Птицы

Необходимые знания: Жизнедеятельность птиц, химико-биологические процессы

УУД: Извлекать информацию, анализировать химико-биологические процессы

Компетенции: Учебно-познавательная, информационная.

Андрей посмотрел документальный фильм про фламинго. Он запомнил, как в фильме рассказывали о том, что фламинго — одни из самых удивительных и противоречивых птиц.

С одной стороны их тело диспропорционально: короткое туловище, очень длинная шея, неимоверно тонкие ноги, маленькая голова и изогнутый клюв как-то несоразмерны друг другу. С другой стороны такая непропорциональность удивительно гармонична и фламинго стали синонимом изящества и утонченной красоты. На первый взгляд фламинго своим обликом напоминают голенастых птиц — аистов, цапель, журавлей, но ни с одним из перечисленных видов они в родстве не состоят. Ближайшими родственниками фламинго являются банальные гуси. Раньше фламинго даже причисляли к отряду Гусеобразных, но потом выделили в отдельный отряд Фламингообразных, который насчитывает всего 6 видов.

Все виды фламинго имеют схожую окраску от бледно-розового до насыщенно-алого цвета. Фламинго — типичные обитатели тропиков, но некоторые виды могут переносить холода.

Пищей фламинго служат мелкие рачки и микроскопические водоросли, богатые красящими веществами — каротиноидами. Эти организмы не встречаются в пресных водоемах, поэтому в поисках корма фламинго вынуждены заселять экстремальные места.

В некоторых африканских озерах, населенных фламинго, вода настолько щелочная, что способна буквально разъесть живую плоть. Фламинго выживают в таких водоемах благодаря плотной коже, покрывающей ноги птиц, но при малейшем ее повреждении возникает воспаление, которое может окончиться для птицы плачевно.

После просмотра фильма Андрей никак не вспомнит, от чего же зависит окрас фламинго. Обведите «Да» или «Нет» для каждого утверждения.

 

Задание 2. Уровень установления связей

Тема: Птицы.

Необходимые знания: Жизнедеятельность птиц, химико-биологические процессы

УУД: Работа с информацией, формирование логических умений, развитие внимания

Компетенции: Учебно-познавательная, информационная

 

Фламинго — крупная птица с красивыми розовыми или красными перьями, известная также своими длинными ногами и немного кривым длинным клювом.

В наши дни на Земле обитает 6 видов фламинго: малый, обыкновенный или розовый, Карибский или красный, Чилийский, фламинго Джеймса и Андский фламинго.

Все виды фламинго имеют схожую окраску от бледно-розового до насыщенно-алого цвета. Фламинго — типичные обитатели тропиков, но некоторые виды могут переносить холода. Все виды фламинго обитают по берегам мелководных водоемов, причем фламинго предпочитают водоемы с высоким содержанием солей. Такие повадки обусловлены характером питания. Пищей фламинго служат мелкие рачки и микроскопические водоросли, богатые красящими веществами — каротиноидами, которые накапливаются в перьях и придают им розовый или красный оттенок. Эти организмы не встречаются в пресных водоемах, поэтому в поисках корма фламинго вынуждены заселять экстремальные места.

1. Почему в зоопарке фламинго в основном имеют белый окрас? Ответ обоснуйте. 

2. С каким окрасом рождаются птенцы фламинго? Ответ обоснуйте.

Задание 3. Уровень рассуждений

Тема: Птицы

Необходимые знания: Жизнедеятельность птиц, химико-биологические процессы

УУД: Работа с информацией, формирование логических умений, развитие внимания

Компетенции: Учебно-познавательная, информационная.

Артем с Денисом рассказывали друг другу о походе в зоопарк. Артем видел белых фламинго, а Денис красно-оранжевых. Мальчики в процессе беседы выяснили, что видели фламинго одного вида. Денис запомнил, что фламинго кормили маленькими рачками.

Почему фламинго в одном зоопарке имеют белый окрас, а в другом красно-оранжевый?

Данные задания можно включать в урок, давать самостоятельных и домашних работах.

Задание 1: Умение научно объяснять явления.

Задание на сопоставления.

Для того чтобы определить, реагирует ли животное на определённые цвета, необходимо исследовать его поведение, а такое исследование связано с определёнными трудностями. Если животное обучено выполнять какие-либо условно рефлекторные действия в ответ на предъявление цветного предмета, это ещё не означает, что оно реагирует именно на его цвет, т.е. на определённую длину световой волны. Возможно, что включаются другие факторы.

Установите соответствие между экспериментом и дополнительным фактором, который может объяснить результат эксперимента, помимо реагирования на определённый цвет:

Ответ:

Задание 3:

Умение научно объяснять явления.

Задание на исключение неправильных утверждений

Из всех существующих чувств цветовое зрение труднее всего поддаётся изучению. Убедительно доказать, что какое-либо животное обладает цветовым зрением, можно с помощью тщательных опытов с условными рефлексами.

Учёные провели большую серию экспериментов, в которых разные животные, для того чтобы получить пищу, должны были поднимать крышки ящиков, окрашенных в красный и серый цвет одинаковой яркости (пищу всегда клали в ящик красного цвета). Результаты этих опытов показали, что, например, золотистые хомячки с одинаковой вероятностью открывали крышки обоих ящиков, тогда как обезьяны уже после нескольких дней чётко узнавали ящик с кормом.

Какие выводы можно сделать на основании проведённого исследования? Выберите из перечня все верные утверждения:

1) Обезьяны обладают таким же цветовым зрением, как и человек.

2) Золотистые хомячки видят окружающий мир в сером цвете.

3) Обезьяны различают красный и серый цвета, но не различают зелёный цвет.

4) Золотистые хомячки не отличают красный цвет от серого.

5) Цветовое зрение у животных различается.

Ответ: ___45_

Задание 4:

Умение интерпретировать научную информацию.

Задание на множественный выбор.

Поддержание постоянной температуры тела у животного возможно только при наличии равенства между количеством теплопродукции (получением тепла) и количеством теплоотдачи (потерей тепла). Теплоотдача возрастает при понижении температуры окружающей среды и уменьшается при её повышении. Если разность температур поверхности кожи и окружающей среды становится равной нулю, теплоотдача с поверхности становится невозможной.

Теплопродукция – это количество тепла, образуемого в организме животного за определённое время. Тепло образуется в процессе протекания реакций обмена веществ в организме, а также выделяется при работе мышц.

В таблице приведены данные о температуре тела различных животных.

У каких теплокровных животных теплоотдача с поверхности тела будет практически отсутствовать при температуре окружающей среды 40–41 °C?

Голубь.

Курица

Гусь.

Индейка.

Утка.

ОТВЕТ: 234

Задание 5:

Умение интерпретировать научную информацию.

Задание на сопоставления.

Володя живет в сельской местности Самарской области. В последние годы сельчане наблюдают повышение численности и активности змей в окрестностях поселка. Решив разобраться с происходящим в природе, мальчик стал интересоваться видовым составом змей своего региона. Вот что он узнал.  В Самарской области обитает всего 6 видов змей: обыкновенный уж, водяной уж, обыкновенная медянка, узорчатый полоз, обыкновенная гадюка и степная гадюка. Все виды змей являются достаточно редкими и занесены в Красную книгу области. Володя занес в таблицу  некоторые характеристики местных видов змей.

 

Задание: Найдите неправильные утверждения. И установите соответствие между утверждением и выбранным ответом, заполнив таблицу.

 

Ответ:

Задание 6:

Умение интерпретировать научную информацию.

Задание на исключение неправильных утверждений.

Одним из главных факторов, определяющих активность рыб, является температура воды. Очень низкие температуры могут вводить рыб в оцепенение, а очень высокие приводят к замору рыбы. Дело в том, что растворимость кислорода в воде тем ниже, чем выше её температура. Поэтому в тёплой воде рыбы начинают испытывать дефицит кислорода, и их активность резко снижается.

Также от температуры зависит нерест – вымётывание икры и оплодотворение её сперматозоидами. У большинства европейской пресноводной рыбы нерест проходит весной.

Какие утверждения, сформулированные на основании этой таблицы, являются верными? Укажите все верные утверждения.

1) Карп обитает в холодных горных реках с быстрым течением.

2) Линь в морозные дни находится подо льдом в пассивном состоянии.

3) Клёв окуня у берега будет максимальным в жаркий летний день после полудня.

4) Форель предпочитает холодные водоёмы, температура в которых не поднимается выше 20 °С.

5) Щука нерестится весной одной из самых первых.

ОТВЕТ: 245

Задание 9:

Умение проводить учебное исследование.

Задание на множественный выбор.

Насекомые — это самая большая по численности группа животных, их более 1 млн. видов. Самая разнообразная группа насекомых — жуки. Майский жук — членистоногое, которое имеет шесть ног и органы воздушного дыхания — трахеи. Тело жука состоит из трёх отделов: головы, на которой расположена одна пара усиков, груди и брюшка. Тело жука, как и других членистоногих, покрыто хитиновым панцирем, который выполняет функцию наружного скелета. У майского жука есть прочные и жёсткие надкрылья — передние крылья, закрывающие тонкие перепончатые задние крылья и большую часть брюшка.

Выберите из приведённого ниже списка два примера оборудования, которые следует использовать для ловли насекомых с целью изучения.

  Список приборов:

1) гербарий

2) кольцо для кольцевания

3) сачок

4) банка с крышкой

5) фотоловушка

 

Ответ: ___34_