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 «Формирование естественнонаучной грамотности младших школьников»
Формирование естественно-научной грамотности младших школьников.
Круглянина Татьяна Яковлевна,
учитель начальных классов МАОУ гимназии №4 г.Канска
Результаты международных исследований, анализ ВПР по окружающему миру показывают, что школьники хорошо выполняют задания на запоминание и воспроизведение материала, но затрудняются в интерпретации знаний, у обучающихся не развиты умения анализировать результаты проведённых опытов, высказывать предположения, работать с моделями.
Необходима разработка диагностических работ по формированию естественнонаучной грамотности со 2-го класса. Задания должны основываться на текстах близких и понятных детям, при этом основной задачей оценки и критериями оценки должны выступать не овладение обязательным минимумом содержания, а овладение системой учебных действий с изучаемым учебным материалом: способность к решению учебно-познавательных и учебно практических задач.
Поэтому изучение предмета «Окружающий мир» должно стать действенным инструментом познания мира, позволяющим применять полученные знания в реальной ситуации.
По мнению профессора Н.Ф.Виноградовой в естественно-научной грамотности младших школьников выделяются четыре составляющие:
Готовность осваивать и использовать знания о природе для решения учебных и жизненных задач включает развитие умений: воспроизводить изученную научную информацию, описывать и объяснять природные явления, используя научные факты.
Пример: использование полученных во время экскурсии в парк сведений о признаках наблюдаемого времени года, будут использованы в последующей деятельности детей. Возможно планирование решении речевой логической задачи «Таинственные знаки(следы животных)», «Книга зимы»(по В.Бианки)
Задание : Белым ровным слоем покрыл снег всю землю. Поля и лесные поляны теперь гладкие чистые страницы какой-то огромной книги. Днём идет снег. Кончится – страницы чистые. Утром идёшь – белые страницы покрыты множеством таинственных знаков, чёрточек, точек, запятых.
Кто оставил эти таинственные знаки? Можно ли увидеть в зимнем лесу вот эти следы животных?
Даже если дети не узнают их, то сравнение поможет установить особенности передвижения разных животных и запомнить очертания этих следов. Упражнение развивает смекалку, интерес к природе и её объектам.
После экскурсии в классе был организован учебный диалог, предложенные вопросы, касались не только формальной стороны полученных знаний. Это были вопросы на раздумье, рассуждение, высказывание обобщающих суждений.( на какие две группы можно разделить увиденные деревья? Как определить зима снежная или малоснежная? Как без термометра предположить какая погода на улице?
А затем была предложена работа «От какого дерева плод»
Работая с научно-популярными текстами по теме «Животные водоемов». Материалы к уроку. Задание на группы. В ходе работы, знакомясь с научно-популярным текстом, заполняют таблицы и по описанию изображают животное. Во время презентации заполняются все таблицы, т.о. получают представление о животном мире водоема.
Осознание ценности и значения научных знаний о природе включает осведомлённость о том, что знание законов природы положительно влияет на развитие общества, подразумевается самостоятельное приобретение знаний, используя различные источники информации.
Пример: Создание групповых проектов «Наша Красная книга», «Лекарственные растения».
Групповая работа «Витамины».
Овладение методами познания природных явлений умение проводить несложные наблюдения, опыты, мини-исследования, измерения, анализ полученных результатов установление на их основе причинно-следственных, временных и последовательных связей.
Пример: Наблюдения за погодой, проверка действенности народных примет. Опыты «Условия жизни растений», «Тела легче и тяжелее воды», «Выращивание кристаллов». Эксперимент «Как образуется радуга». Проведение опытов и экспериментов различных по времени, степени самостоятельности, индивидуальных и групповых позволяет освоить важнейшие методы познания природы, развивая познавательные способности обучающихся.(работа Оли)
Очень важно научить самостоятельно определять условия проведения и содержание опыта.
Например, Оля наблюдала за развитием растения. Два одинаковых растения она начала поливать по-разному. Одно каждый день, другое – один раз в две недели. Что хотела проверить Оля?
Другое задание по фотографии определить :
— условия проведения опыта
— какой фактор развития растений подтверждается в результате его проведения
— опишите опыт и результат
Способность к рефлексивным действиям : оценка фактов негативного отношения человека к природе, участие в деятельности по её охране и защите.
Пример: Тема «Цепи питания». Рассматривая цепь питания, характерную для нашей местности, предположить, что произойдет, если исчезнет одно из звеньев цепи.
Рассмотрение ситуаций: возьмем ли из леса зайчонка? соберём ли букет венериных башмачков?
Экологическая акция «Чистый лес».
Уроки «Окружающего мира», безусловно, не единственное место формирования естественно-научной функциональной грамотности, необходимо таким образом планировать изучение текстов по литературному чтению, русскому языку, чтобы эта работа носила практический характер. Включать в работу по технологии проведение опытов и экспериментов, позволяющих представить единую картину мира(сравнения свойств глины и пластилина, Знакомство с продуктами нефтепереработки при работе с бросовыми материалами)
Формированию естественно-научной функциональной грамотности на уроках в начальной школе помогут задания, соответствующие уровню таких логических приемов, как анализ, синтез, сравнение, обобщение, классификация, умозаключение, систематизация, отрицание, ограничение.
Назвать, перечислить, выделить, рассказать, показать.
Описать, объяснить, определить признаки, сформулировать по-другому.
Проанализировать, проверить, провести эксперимент, сравнить, выявить сходства и различия, заполнить таблицу.
Составить, придумать дизайн, разработать, составить план, составить рассказ по таблице.
Привести аргументы, защитить точку зрения, определить истинность-ложность утверждения.
Формирование естественно-научной грамотности младших школьников включает в себя мотивационный, содержательный и деятельностный элементы, которые обеспечивают развитие правильных отношений ребёнка к окружающей среде, участие в её изучении и деятельности, направленной на её сохранение.
Говорить о результатах пока преждевременно, тем не менее, не используя термина е-н грамотность, работа с ребятами предыдущего выпуска, строилась на использовании большого количества научно-популярных текстов, работая с ними мы выходили на вторую и третью группу результатов – применение и интерпретация- что позволило моим выпускникам выполнить ВПР по окружающему миру со 100% качеством.
Статья на тему «Проблема формирования естественнонаучной грамотности как вида функциональной грамотности.»
Объективной исторической закономерностью в настоящее время является повышение требований, предъявляемых к уровню образованности человека. В этом плане особое внимание уделяется функциональной грамотности подрастающего поколения, которое должно быть адаптированным к современной жизни.
Функциональная грамотность представляет собой способность человека вступать в отношения с внешней средой и максимально быстро адаптироваться и функционировать в ней, способность использовать все постоянно приобретаемые в жизни знания, умения и навыки для решения максимально широкого диапазона жизненных задач в различных сферах человеческой деятельности, общения и социальных отношений.
Естественно-научная грамотность дошкольника, как вид функциональной грамотности – 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.
В соответствии с принятыми трактовками (PISA), «естественнонаучная грамотность – способность использовать естественнонаучные знания, выявлять проблемы, делать обоснованные выводы, необходимые для понимания окружающего мира и тех изменений, которые вносит в него деятельность человека, и для принятия соответствующих решений»[5]. Данные положения требуют от естественнонаучно грамотного человека следующих компетентностей: аргументированно (научно) объяснять явления, оценивать и планировать исследования, обоснованно интерпретировать данные и доказательства.
На наш взгляд, составляющими естественно-научной грамотности являются:
способность объяснять естественнонаучных явлений на основе научных знаний;
способность применять методы естественно-научного исследования;
способность интерпретировать данные и использовать их для выводов.
Одним из структурных компонентов составляющей естественно-научной грамотности «способность применять методы естественно-научного исследования» является способность сбора информации из разных источников о естественнонаучных явлениях. На данном компоненте мы более подробно остановимся.
Сейчас перед дошкольным образованием стоит задача научить дошкольников ориентироваться в потоке информации, поступающей к ним отовсюду. Детям важно не только правильно усваивать и структурировать информацию, но и уметь целенаправленно собирать её из разных источников и применять методы естественно-научного исследования.
В ФГОС ДО предусмотрены задачи и содержание по формированию у дошкольников способности собирать информацию из разных источников о естественнонаучных явлениях. Результат освоения дошкольниками данного компонента естественно-научной грамотности представлен в виде целевых ориентиров дошкольного образования, а именно:
• «ребенок овладевает основными культурными способами деятельности, проявляет инициативу и самостоятельность в разных видах деятельности — игре, общении, познавательно-исследовательской деятельности, конструировании и др.; способен выбирать себе род занятий, участников по совместной деятельности;
• ребенок достаточно хорошо владеет устной речью, может выражать свои мысли и желания, может использовать речь для выражения своих мыслей, чувств и желаний, построения речевого высказывания в ситуации общения;
• ребенок проявляет любознательность, задает вопросы взрослым и сверстникам, интересуется причинно-следственными связями, пытается самостоятельно придумывать объяснения явлениям природы и поступкам людей; склонен наблюдать, экспериментировать. Обладает начальными знаниями о себе, о природном и социальном мире, в котором он живет; знаком с произведениями детской литературы, обладает элементарными представлениями из области живой природы, естествознания, математики, истории и т.п.; ребенок способен к принятию собственных решений, опираясь на свои знания и умения в различных видах деятельности»[4].
Основная общеобразовательная программа – образовательная программа дошкольного образования муниципального бюджетного дошкольного образовательного учреждения детского сада № 28 «Ромашка» городского округа Тольятти на 2019-2020 учебный год среди других задач решала задачу по формированию такого компонента естественно-научной грамотности, как способность сбора информации из разных источников о естественнонаучных явлениях. Данное направление представлено в виде следующих образовательных результатов:
– самостоятельное (индивидуальное и в коллективе со сверстниками) экспериментирование по выявлению свойств и качеств объектов и материалов неживой природы (свет, камни, песок, глина, земля, воздух, вода и т. п.) с использованием разных способов проверки предположений, формулирование результатов;
– владение наблюдением как способом познания многообразия природного мира на Земле (растений, грибов, животных, природы родного края и разных климатических зон), выделение особенностей их внешнего вида и жизнедеятельности, индивидуального своеобразия и неповторимости;
– формулировка и озвучивание вопросов;
– самостоятельное экспериментирование с предметами и их свойствами, новыми материалами, преобразование их;
– использование формы умственного экспериментирования, направленное на исследование различных жизненных ситуаций;
– проявление самостоятельности, настойчивости, целеустремлённости, ответственности в освоенных видах деятельности: самостоятельная постановка цели, планирование всех этапов деятельности, контроль промежуточных и конечных результатов;
– в процессе совместной исследовательской деятельности активное познание и озвучивание свойств и качеств предметов, обследовательские действия;
– у ребенка сформированы познавательные действия и способности, наблюдательность, способность анализировать, сравнивать, выделять характерные и существенные признаки предметов и явлений окружающего мира;
– владение знанием о характере и содержании обобщенных способов исследования объектов с помощью специально созданной системы сенсорных эталонов и перцептивных действий, может осуществлять их оптимальный выбор в соответствии с познавательной задачей;
– сформированность первоначальных измерительных умений, умение измерять свойства (вес, длинна, ширина, высота и пр.) предметов с помощью условной меры (кг, м);
– способность определить необходимость применения того или иного способа сбора информации.
Дети – пытливые исследователи окружающего мира. Эта особенность заложена в них от природы. Предметная «исследовательская» деятельность развивает и закрепляет познавательное отношение ребенка к окружающему миру. На сегодняшний день дошкольные образовательные учреждения все активнее предлагают способы развития умения применять методы естественно – научного исследования и сбора информации о естественнонаучных явлениях:
— прогулки и экскурсии природоведческого (экологического содержания);
— музейная педагогика (музеи природы);
— экологическая тропа детского сада как форма работы с детьми;
— организация экспериментирования в ДОО;
— проектно-исследовательская деятельность в ДОО;
— игры природоведческого, экологического содержания;
— организация работы дошкольников с природным материалом;
— сбор и использование коллекций природного материала;
Индикатором сформированности рассматриваемого нами компонента естественно-научной грамотности (способность сбора информации из разных источников о естественнонаучных явлениях) становится: владение дополнительными методами поиска информации: чтение, запрос в сети интернет, работа с носителями (книга, аудио-, видеозаписи).
Основная общеобразовательная программа – образовательная программа дошкольного образования муниципального бюджетного дошкольного образовательного учреждения детского сада №28 «Ромашка» городского округа Тольятти на 2019-2020 учебный год/Авторы: Т.Н.Шубенкова, Е.И.Шестова, Л.А.Ягодина.-2019.-361с.
От рождения до школы. Основная образовательная программа дошкольного образования / Под ред. Н.Е. Вераксы, Т.С. Комаровой, М.А. Васильевой. —4-е изд., перераб.— М.: МОЗАИКА-СИНТЕЗ, 2018. — 352 с.