«Развитие естественно-научной грамотности на уроках химии»

Из опыта работы.

Учитель химии МАОУ

«Белоярская СОШ №18»

Банникова Галина Анатольевна.

 

 

 

«Развитие естественно-научной грамотности на уроках химии»

 

Актуальность темы: сегодня  для учащихся важно уметь решать реальные жизненные проблемы и самостоятельно работать с информацией, таблицей, графиком или рисунком. В основе исследования PISA лежат задания, для решения которых, мало просто знать, факты и правила. Нужно еще уметь их использовать в жизни. Сложность для школьников, в том, они не умеют работать с информацией, представленных   в виде различных блоков, не могут определить формат задания, не используют научные методы, а задействуют собственную интуицию, или стараются просто угадать, не умеют привлекать данные, которые не содержаться непосредственно в условиях задания.

Понятие естественно-научной грамотности пришло из международного сравнительного исследования PISA. Процесс подготовки к исследованию PISA это прежде всего, адаптация имеющихся и получаемых знаний, умений и навыков для выполнения практических и лабораторных работ, использование алгоритма при решении задач и развития читательской грамотности, математической грамотности и естественно-научной грамотности, внедрять творческие задания в различных жизненных ситуациях и тем самым подготовить ученика как всесторонне развитую личность, готовую к проблемным ситуациям в жизни.

 

1. Помочь учителям и  ученикам в развитии навыков решения творческих задач и навыков поиска информации, анализа и интерпретации в ходе решения заданий PISA.

2.Развивать умения применять полученные знания в современной жизни, полученные знания   использовать на примерах обычной, повседневной жизни, обратить внимание учеников на степень их сформированности и умении учиться.

1.Научно объяснять явления;

2.Понимать основные особенности естественно-научного исследования;

3.Интерпретировать данные и использовать научные доказательства для получения выводов.

 

1.Компетенция «Научное объяснение явлений»:

Умение:

-применять соответствующие естественно-научные знания для объяснения явления;

-распознавать, использовать и создавать объяснительные модели и представления;

-делать и научно обосновывать прогнозы о протекании процесса или явления;

-объяснять принцип действия технического устройства

(в основе лежат знания о научных методах исследования, о приборах и инструментах, используемых в наблюдениях и экспериментальных работах.

 Примеры заданий:

Приведённые задания используется в 8 классе, тема «Первоначальные химические понятия», как закрепления урока «Физические и химические явления. Химические реакции». Обычно затруднение вызывает только задание №2, т.к. очевидный признак химического явления - изменение цвета  происходит за счет увеличения содержания углерода.

 

Задание №1. Определите какой из процессов является химическим, а какой физическим?

1.Горение дров в камине

2.Плавление металла

3.Испарение воды из луж

4.Коррозия водопроводных труб

5.Разложение пищи под действием желудочного сока

6.Нагревание сковородки на электрической плите

Ответ: Химические -1,4,5

Задание №2.

Дедушка Савелий купил про запас мешок сахара. Сахар простоял 10 лет и с ним не происходило никаких изменений. Внук Сашка решил на свой день рождения угостить друзей. Он нагрел и расплавил весь сахар, получив большой коричневый леденец. Какое это явление? Выберите верное утверждение:

 

А – физическое явление. Т.к. изменилось только агрегатное состояние сахара, изменение

цвета (изменение агрегатного состояния -идет за счет испарение воды, изменение цвета –за счет увеличения содержания углерода)

Б – химическое явление. Т. к. изменился цвет

Ответ: А.

Задание №3  «ХЛОРИРОВАНИЕ ВОДЫ»

В одном из сюжетов программы «Доброе утро»  ведущий, рассказывая об использовании водопроводной воды, так сформулировал одну из своих мыслей: «Кипячение не убивает хлор в воде».

И действительно, для обработки питьевой воды применяют свободный хлор, следы которого остаются в воде в растворённом виде, и мы нередко чувствуем этот запах.

«Свободный хлор (в виде простого вещества) улетучивается даже при отстаивании воды, а тем более при кипячении. Но хлор ещё вступает во взаимодействие с органическими соединениями, которые присутствуют в водопроводной воде. При кипячении воды эти хлорсодержащие соединения практически не разрушаются и могут негативно влиять на организм человека, вызывая изменения в обмене веществ, а также сбой иммунной и гормональной систем».

 

Какая характеристика верно отражает физические свойства хлора (н.у.)?

1.нерастворимая в воде жидкость

2.растворимая в воде жидкость

3.нерастворимый в воде газ

4.растворимый в воде газ

Ответ: 4

 

Следующие представленные задания используются при изучении темы «Периодический закон и периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева. Строение атома» на уроке «Распределение электронов по энергетическим уровням». Затруднение вызывает  задание №6.

 

Задание №4. Максимальная концентрация этого  элемента  отмечена в пигментной сетчатке глаза. По электронной формуле  внешнего  электронного слоя  определите  этот элемент:…6s²6p⁰ . Напишите его название, символ  и порядковый номер, укажите  семейство элемента.

Барий

Задание №5. Северная орхидея венерин башмачок растет  на почвах, богатых этим элементом. По  электронной  формуле  внешнего электронного слоя  определите  этот элемент: …4s² 4p⁰. Напишите его название,  символ  и порядковый номер, укажите  семейство  элемента.

Кальций

Задание №6. Розовые лепестки роз при избытке этого элемента  становятся  голубыми  и даже  черными. Определите положение  этого  элемента  в периодической  системе  элементов (период, группа, подгруппа) по  электронной формуле: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹

Медь

 

2.Компетенция  «Понимание особенностей естественно-научного исследования»

Умение:

-распознавать и формулировать цель данного исследования

-предлагать или оценивать способ научного исследования данного вопроса;

-выдвигать объяснительные гипотезы и предлагать способы их проверки;

-описывать и оценивать способы, которые используют учёные чтобы обеспечить надёжность данных и достоверных объяснений.

(В основе лежат знания о структуре естественно-научного исследования)

 

Примеры заданий:

 

Задание №1 ИССЛЕДОВАНИЕ «СКОРОСТЬ ХИМИЧЕСКОЙ РЕАКЦИИ»

После того как человек провёл первую химическую реакцию – разжёг костер, ему пришлось задуматься о том, как управлять течением химических реакций.

Сегодня человек умеет управлять реакцией: может замедлять нежелательные превращения веществ или ускорять реакции для получения большего количества нужного продукта.

Скорость химической реакции определяется как изменение концентрации реагирующих веществ в единицу времени. Известно, что скорость химических реакций зависит от температуры, концентрации реагирующих веществ, природы реагирующих веществ, наличия катализатора или ингибитора (вещества, замедляющего реакцию).

На уроке химии учащиеся проводили эксперименты с целью определить факторы, которые влияют на скорость различных реакций. Они провели несколько опытов.

Опыт 1. Ученики взяли 10 г соляной кислоты с массовой долей вещества 20% и опустили в этот раствор гранулы цинка. Наблюдали выделение газа.

Опыт 2. К соляной кислоте из первого опыта добавили 30 г воды. Затем отобрали 10 г получившегося раствора и опустили гранулы цинка. Наблюдали выделение газа.

1) В каком из опытов ученики наблюдали более интенсивное выделение газа?

2) Действие какого фактора, влияющего на скорость реакции, наблюдали учащиеся?

А – Опыт 1. Концентрация реагирующих веществ

Б – Опыт 2. Площадь соприкосновения реагирующих веществ

Ответ: А

Представленное задание №1 используются в 9 классе  при изучении темы «Скорость химических реакций» на этапе закрепления. Большинство учащихся с заданием справляется. Задание №2 вызывает затруднение, требует тщательного разбора, задание задаётся на дом.

 

Задание №2.  В 5 пронумерованных пробирках находятся растворы:

 

1. хлорида калия;             2. карбоната натрия;       3. хлорида бария;

4. сульфата магния;         5. нитрата серебра.

 

Как не используя других реактивов определить в какой пробирке находится каждое из веществ. Ответ оформите в виде таблицы и составьте уравнение реакций.

Ответ:

Раствор соли	KCl	Na2CO3	BaCl2	MgSO4	AgNO3
KCl		-	-	-	↓
Na2CO3	-		↓	↓	↓
BaCl2		↓		↓	↓
MgSO4	-	↓	↓		↓помутнение
AgNO3	↓	↓	↓	↓помутнение

 

     

1. KCl + AgNO₃ = AgCl ↓ + KNO₃

2. Na₂CO₃ + BaCl₂ = BaCO₃ ↓ + 2NaCl

3. Na₂CO₃ + 2 AgNO₃ = Ag₂CO₃ ↓ + 2 NaNO₃ 

4. Na₂CO₃ + MgSO₄ = MgCO₃ ↓ + Na₂SO₄

5. BaCl₂ + MgSO₄ = BaSO 4 ↓ + MgCl₂

6. BaCl₂ + 2AgNO₃ = 2AgCl↓ +Ba(NO₃)₂

7. MgSO₄ + 2AgNO₃ = Ag₂SO₄ ↓ + Mg(NO₃)₂

 

 

3.Компетенция «Интерпретация данных и использование научных доказательств для получения выводов».

Умение:

-преобразовывать одну форму представления данных в другую;

-анализировать, интерпретировать данные и делать соответствующие выводы;

-распознавать допущения, доказательства и рассуждения в научных текстах;

-отличать аргументы, которые основаны на научных доказательствах, от от аргументов, основанных на других аргументах;

-оценивать научные аргументы и доказательства из различных источников, например, газеты, интернет, журналы

 

Примеры заданий:

 

Задание №1 рассматривается на уроке «Оксиды углерода». Задание предлагается на этапе закрепления  изученного материала. На первые два вопроса девятиклассники отвечают на  уроке, что позволяет сразу провести параллель между химическим  содержанием урока и реальной жизненной ситуацией, а остальные два задания  выполняют дома.

 Задание №1. «МОЛЧАЛИВЫЙ УБИЙЦА» В один зимний день в больницу поступили 3 человека без сознания.  Впоследствии выяснилось, что незадолго до обморока у них имелись схожие  симптомы: головокружение, тошнота и затрудненное дыхание. Мужчину  госпитализировали из своего гаража, где находилась его машина с заведенным  двигателем, женщину из своего частного дома, где она растапливала печь в  ожидании мужа, который должен был в этот день почистить дымоход, а  подростка - из бани, где он решил пожарить шашлыки на углях. К счастью, их  всех вовремя обнаружили родственники. Врачи сказали, что еще немного и  «молчаливый убийца» успел бы закончить свое дело.

Вопросы и задания: 1) Кто он - «молчаливый убийца»? Почему его так назвали? 2)Объясните, какая главная ошибка каждого человека, которая привела к  появлению симптомов и обмороку. Что необходимо было сделать людям при  появлении симптомов? 3)Разработайте лист первой медицинской помощи при отравлении этим  газом. 4)Разработайте памятку, запрещающую те или иные действия (не менее  трех) для предотвращения отравления газом. Дайте название своей памятке.

 

Следующие задания рассматриваются на соответствующих уроках темы «Металлы»

Задание №2 «ЗАМЕЧАТЕЛЬНЫЙ КАЛИЙ»

Калий – это замечательный металл, который относится к группе щелочных металлов. Калий из-за высокой химической активности хранится под слоем керосина, режется ножом, скользит по воде и реагирует с ней. При этом реакция сопровождается воспламенением и взрывами. А если в воду добавить фенолфталеин, то раствор окрасится в малиновый цвет. Высокая химическая активность калия иллюстрируется его положением в Периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева.

Но в этом случае речь пойдёт о калии как химическом элементе.

Так, например, он является одним из трёх базовых элементов, которые необходимы для роста растений наряду с азотом и фосфором. Калий в качестве важного элемента калийных удобрений позитивно влияет на развитие и плодовитость растения. Калий также необходим для нормальной жизнедеятельности нервных клеток, так как участвует в передаче нервных импульсов. При всем важном значении калия следует заметить, что опасным является как дефицит калия, так и его избыточное содержание. Средняя суточная потребность человека в калии – 3,5 г. Для пополнения запасов калия в питание включают, например, курагу, морскую капусту, орехи, бобовые, злаки.

Восполнит ли суточную потребность человека в калии употребление 150 г кураги, если известно, что в 100 г кураги содержится 2,034 г калия? Приведите расчёты.

1. Да, восполнит

2. Нет, не восполнит

Ответ: 2

100 г – 2,034 г

150 г – Х г                => Х = 150 · 2,034 / 100 = 3,051 г

m(K) в 150 г кураги равна 3,051 г, что меньше 3,5 г

 

Задание №3 КОРРОЗИЯ МЕТАЛЛОВ.

К железной трубе присоединили антенну, сделанную из:

а) алюминия;               б) меди.

 

Какой металл повлияет на процесс коррозии трубы? Объясните происходящие явления.

Ответ: Б - медь, менее активна, чем железо. Начнёт разрушаться труба.

 

 

 

 

 

 

 

Использование на уроках заданий  по естественно-научной грамотности делает уроки химии более интересными. Решая задачи, связанные с жизненными ситуациями,  учащиеся включаются в процесс обучения намного быстрее. Обсуждают, находят пути решения, причём даже те ученики, которые чаще всего молчат.

Легче и быстрее ребята справляются с заданиями  по компетенции «Научное объяснение явлений». Как правило эти задачи решаются на этапе закрепления. Если учащиеся усвоили новый материал, то ответить на поставленные вопросы им не составляет труда. Задания на исследование требует не только более глубоких знаний, но и на них уходит много времени, поэтому такие задачи  большинство учащихся или не решают совсем, или не завершают их. Не всегда получается использовать задания с большими текстами (не хватает времени).

На своих уроках я стараюсь использовать по мере возможности задания по  естественно-научной грамотности, но далеко не для всех тем подобраны  подобные задачи

 

 

При проведении диагностической работы по естественно-научной  функциональной грамотности были получены следующие результаты:

 -процент учащихся, достигших базового уровня (начало учебного года)

 

8^е классы - 63%              9^е классы - 67%

 

-процент учащихся, достигших базового уровня (конец учебного года)

 

8^е классы -  74%             9^е классы - 81%

 

Уровень выполнения заданий (в %) по функциональной грамотности в 8 классах до внедрения опыта и после:

 

уровень	8е классы
	до	после
недостаточный	37	26
низкий	37	30
средний	26	37
повышенный	0	7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Уровень выполнения заданий (в %) по функциональной грамотности в 9 классах до внедрения опыта и после:

уровень	9е классы
	до	после
недостаточный	33	19
низкий	43	33
средний	19	33
повышенный	5	15

 

 Применение на занятиях методов и приемов по формированию функциональной грамотности принесло ощутимые положительные результаты. Следовательно, есть смысл продолжить работать в этом направлении.

 

 Мы не можем предсказать, какие профессии будут выбирать ученики, какие профессиональные и прикладные навыки потребуются сегодняшним школьникам для построения успешной траектории своего развития. Но для укрепления их позиции в будущем мире нестабильности мы однозначно можем и должны обучить их функциональной грамотности.

 

 

 

Используемая литература:

-Жулькова Н. В. Ситуационные задачи по химии как средство формирования  универсальных учебных действий учащихся: дис. канд. пед. наук. М., 2014.  – 205 с.

 

-Акулова О.В. Конструирование ситуационных задач для оценивания

компетентности учащихся: Учебно-методическое пособие для педагогов

школ. СПб: КАРО, 2008.

 

https://videouroki.net/razrabotki/material-po-teme-razvitie-estestvennonauchnoy-funktsionalnoy-gramotnosti-v-protsesse-izucheniya-khimii.html