«Развитие функциональной естественнонаучной грамотности учащихся в рамках проведения международного исследования PISA»

«Развитие функциональной естественнонаучной грамотности учащихся в рамках проведения международного исследования PISA» Тема: « Проектирование интегрированных уроков естественнонаучных  дисциплин, ориентированных на результат (развитие навыков  естественнонаучной грамотности, связанной с программой PISA)». План. 1. Рассмотреть сущность интегрированных уроков, в формировании  естественнонаучной грамотности. 2. Спроектировать  конспект интегрированного урока по химии, биологии, географии, направленного на повышение экологических знаний  обучающих. 3. Разработать тестовые  задания согласно требованиям по программе  PISA. Сущность интегрированных уроков в формировании естественнонаучной грамотности. Государственные   приоритеты,   изменения   в   жизни   человека   приводят   к изменениям   в   сровременном   образовании.   Современное   образование направлено   на   формирование   конкурентноспоссобной   личности.   Поэтому основная   задача,   стоящая   перед   современным   педагогом   –   формирование функциональной   грамотности,   которая   включает   в   себя   математическую грамотность, читательскую грамотность и естественнонаучную грамотность. Естественнонаучная грамотность формируется на уроках химии, биологии, географии и физики, так как многие явления, процессы, изучаемые данными дисциплинами   взаимосвязаны   между   собой.   Поэтому,   изучая   данные дисциплины,   не   достаточно   иметь   информацию   о   предмете   темы   с   точки зрения   одной   отрасли   науки.   Для   полного   видения   значимости   предмета изучения,   необходимо   рассмотреть   межпредметные   связи,   которые определяют жизненноважное значение данного предмета (темы) для человека. В этом случае поможет интеграция естественнонаучных дисциплин. Интеграция ­      это   объединение  материала   по   двум  и  более  предметам, обеспечивающего   повышение   идейно­воспитательного   и   научного   уровней содержания уроков. Современный ученик имеет масштабную базу академических знаний, но не всегда эти знания может применять при решении жизненных ситуаций, так как не знает как   и где можно их применить. Интегрированные уроки помогут учащимся расширить знания об области применения своих ЗУН. При   проектировании   интегрированных   уроков   желательно   отражать межпредметные   связи   между   тремя   и   более   дисциплинами,   чтобы обучающиеся могли  проследить практическую значимость изучаемой темы. Только в этом случае у учащихся будет формироваться естественнонаучная грамотность.   Если   же   на   интегрированных   уроках   будут   использоваться тестовые задания, составленные по требованиям программы  PISA, то можно будет цель урока направить на формирование функциональной грамотности, так как при чтении заданий необходимо владеть читальской грамотностью (анализ текста), а при решении задач необходимы математические навыки  ( арифметические действия). Проектирование интегрированного урока     Интеграция   предполагает   усиление   межпредметных   связей,   снижение перегрузок учащихся, расширение получаемой информации учащимися, создание мотивации   обучения. Направленность   интеграции   уроков   при   изучении предметов   естественно   научного   цикла,   как   показывает   педагогическая практика, многогранна. Данная многогранность отражается в: ­изменение информационного объёма информации ( объём больше, временные затраты меньше); ­ более высокий уровень осмысления; ­совершенствование собственных знаний (расширение кругозора); ­развитие свободного мышления (умение отстаивать свою точку зрения); ­формирование креативности; ­решение комлексной проблемы и т.п.  На основе интеграции возможен эффективный показ роли естественных наук в научном познании биосферы, в изучении человеческой деятельности, в решении глобальных   вопросов   современности   –   продовольственной,   энергетической, экологической борьбы за мир. В современной школе интеграция выступает как основной   механизм   гуманитаризации   содержания   естественнонаучного образования.  Интегрированный урок по химии, географии и биологии Сабақ жоспары / План урока Пән / Предмет  ХИМИЯ Сынып/Класс         ДЕВЯТЫЙ     Күні / Дата               Сабақ / Урок      № 56                   Тақырыбы  / Тема:     Углеводороды   в   природе.  Природный   газ,   нефть. Нефтяные  попутные газы. Нефтепродукты. Использование углеводородов в различных   отраслях   экономики   и   в   быту.   Уголь.   Виды   топлива. Месторождения природных источников углеводородов в Казахстане, их добыча и переработка. Экологические проблемы при добыче, переработке и применении углеводородов.  Сабақтың мақсаты / Цель урока:   формирование естественнонаучной  грамотности на основе межпредметных связей (химия, география, биология). Білімділік / 0бразоватепъная:  ознакомить с переработкой природных  углеводородов в Республике Казахстан; экологических проблемах, связанных с  добычей и переработкой углеводородов на территории Республики. Дамытушылық / Развивающая:  развивать умения устанавливать  межпредметные связи при изучении программного материала по химии;  анализировать текст; применять академические знания для решения жизненных  ситуаций;  Тәрбиелік / Воспитательная:  продолжить экологическое воспитание;  способствовать воспитанию самостоятельности, ответственности, работать в  паре, микрогруппе.. Көрнекілігі / Оборудование:  доска, интерактивная доска, флипчарт,  компьютер;географическая карта «Полезные ископаемые РК», учебник  «Экономическая и социальная география Казахстана», В.В.Усиков и другие,  Алматы, «Атамұра»,2005 год,174 с. Пәнаралық байланыс                                    Межпредметныe связи: География, экология,биология Сабақ барысы / Ход урока: 1.Ұйымдастыру кезені            Организационный момент Приветственное слово учителя. Организация учащихся. УЧИТЕЛЬ: Сегодня наш урок пройдёт немного необычно. Вы заранее разделились на  микрогруппы. Каждая группа получила домашнее задание: приготовить  презентацию по определённой теме. Сегодня на уроке вы­деловые люди, которые занимаются разработкой  месторождений природных источников углеводородов, их переработкой, экспортом, а так же ищите наиболее актульные пути решения экологических  проблем, возникающих на ваших производствах. Задача каждой группы: Рассказать о своей отрасли, познакомить с переработкой сырья, значении  отрасли для экономики Казахстана, а так же с экологическими проблемами,  которые возникают при добыче и переработке углеводородов. Первая группа представляет ПРИРОДНЫЙ ГАЗ. Вторая группа представляет НЕФТЬ. Третья группа представляет УГОЛЬ. 2.Ход урока У каждого из вас в группе будут свои специалисты: геолог, экономист,  менеджер, эколог. (Учащиеся выбирают специалистов, каждому выдаётся бейджик) УЧИТЕЛЬ: Сейчас каждый специалист получит задание.В течение 10 минут вы будете  готовить своё выступление. Регламент выступления всей группы 10 минут. Ваши сообщения должны быть  кратким, чёткими, понятными. А что бы вам было легче ориентироваться при  подготовке у каждого из вас будет алгоритм, по которому вы будете  работать. ЗАДАНИЯ СПЕЦИАЛИСТАМ: ГЕОЛОГИ: 1.Характеристика отрасли и сырья. 2..Краткая характеристика расположения основных месторождений на  территории Республики Казахстан. 3.. Показать месторождения на карте. ( работают с учебником географии стр.130­149 §12­13) ЭКОНОМИСТЫ: 1.Запасы на территории РК. 2. Годовая добыча. 3.Значение для экономики РК. ( работают с учебником географии стр.130­149,§12­13) МЕНЕДЖЕРЫ: 1.Переработка сырья. 2.Отрасли применения продукции ( учебник Химии стр.161­ 171, §51­54) ЭКОЛОГИ: Представляют презентации ( домашнее задание групп)по темам: 1. «Экологические проблемы и добыча угля» 2. «Экологические проблемы при добыче природного газа» 3. «Экологические проблемы и нефтепродукты» 1. Природный и попутные газы. Примерное выступление групп: ГЕОЛОГ: Газовая промышленность ­ молодая, в РК начала развиваться во второй  половине 60­годов ХХ века С НАЧАЛОМ ОСВОЕНИЯ Мангыстауского  нефтегазового месторождения. Газ­ высококалорийное, дешевое, удобное для траспортировки топливо. На  территории Казахстана около ста газовых месторождений.2/5 всех ресурсов  состредоточены на Карачаганак. Другие крупные местрождения­ Кашаган,  Имашевское, Жанажол. На юге Страны осваивается Шу­Сарысуский бассейн. Эти месторождения связаны с попутными нефтяными газами. Месторождения природного газа сосредоточены в Западно­Казахстанской области. ( Все  месторождения показываются на карте). ЭКОНОМИСТ. Размеры добычи газа в нашей стране превышают объёмы его потребления. На  территории РК запасы природного и попутных газов составляет 3 триллиона  м3 ( 10 место в мире). Годовая добыча составляет 17 млрд м3,11 млрд м3 идёт на экспорт .  Внутреннее газоснабжение развито слабо, только 9 областей получают  казахстанский газ, в остальные области подаётся импортируемы газ,(импорт  составляет 9 млрд м3). Для экономики Казахстана это не выгодно, поэтому  необходимо создание единой газопроводной системы страны. МЕНЕДЖЕР. Основу природного газа составляет метан (80­97%). Природный газ  используется в основном в виде топлива. Почти половина природного газа  используется в быту, остальная часть используется для выработки  электроэнергии, а так же в промышленности. природный и попутные  нефтяные газы –ценное химическое сырье. Из газа получают сажу, водород,  этилен и ацетилен, которые являются сырьём для получения этанола,  уксусной кислоты, резины, медикаментов и много другого. ЭКОЛОГ: При добыче и переработке природного и попутных газов возникают  экологические проблемы: 1.Загрязняется атмосфера. 2. Происходит выброс угарного газа, летучих углеводородов. 3.Загазованность атмосферы сопровождается парниковым эффектом,  образование озоновых «дыр», смога над промышленными городами,  выпадением «кислотных дождей». (выступление сопровождается показом слайдов). 2. Нефть. ГЕОЛОГИ: .Важнейшее   стратегическое   сырьё.   Нефтяная   промышленность   занимает ведущее место среди топливной промышленности.Нефтяная промышленность в Казахстане зародилась в конце ХІХ ВЕКА. Промышленную добычу начали в 1911 году на месторождении  Доссор в Урало­Эмбенском нефтегазоносном бассейне.   В   середине   1960­х   годов   был   открыт   второй   бассейн   – Мангыстауский.К   концу   1907­х   годов   были   разведаны   все   неглубокие нефтяные   месторождения.А   также   были   разработаны   нефтяные   гиганты­ Тенгиз и  Карачаганак. В начале 1980­х гг. появился третий нефтегазоносный бассейн­Южно­Торгайский.   Компания «КазахстанКаспийшельф»   обнаружила   на   шельфе   Каспийского   моря гигантское   месторождение   нефти   –Кашаган.   Это   месторождение   занимает третье место в мире по запасам нефти.   А   в   начале   1990­х   гг. ЭКОНОМИСТ: По запасам нефти Казахстан занимает 12 место  в мире (4 млрд. тонн) Годовая   добыча   составляет   51   млн.   тонн   в   год,   из   них   50   млн.   тонн экспортируется,   что   выгодно   для   экономики   Казахстана.   4млн.   тон импортируется. В итоге в Казахстане перерабатывается в год 5 млн. тонн нефти.. МЕНЕДЖЕР: Состав   нефти   разных   месторождений   различен.   В   эмбинской   нефти   мало серы, парафинов и других примесей, поэтому её используют для получения высококачественного   бензина.   В   составе   мангыстауской   нефти   много высокомолекулярных углеводородов, поэтому её сложнее экспортировать по трубопроводам.   Нефть   маслянистая   от   светло­бурого   до   чёрного   цвета жидкость. Так как нефть –смесь различных углеводородов её используют для получения различных веществ путём перегонки. Перегонка­ разделение смеси веществ на фракции путём нагревания до определённой температуры. Перегонку нефти осуществляют   в   ректификационной   колонне.   Углеводороды   с   большой молярной   массой   подвергают   крекингу­   расщеплению   на   молекулы   с небольшой   молярной   массой.   Путём   переработки   нефти   получают автомобильное   топливо,   смазочные   масла,   гудрон,   а   так   же   получают вещества,   необходимые   для   получения   синтетического   каучука,   волокон, СМС, удобрения, красители и многое другое. ЭКОЛОГ: При добыче и транспортировке нефти возникают экологические проблемы, которые очень трудно устранить. Так как   нефтяные скважины в основном находятся   в   Каспийском   море,   в   Казахстане   стоит   проблема   очистки Каспийского моря. Нефтяные пятна, растекаясь по поверхности, нарушают круговорот кислорода в Каспийском море. Эта проблема может привести к исчезновению многих водных обитателей. Переработка нефти также является причиной загрязнения атмосферы, так как происходит утечка газообразных веществ. 3. Уголь. ГЕОЛОГ: Угольная   промышленность   в   Казахстане   возникла   в   середине   ХІХ   века. Сначала уголь начали добывать в Караганде, затем в Экибастузе и на востоке Казахстана.   В   1930­хгг.   Карагандинский   угольный   бассейн   занимал   третье место   в   СССР.   В   середине   1950­хгг.   Началась   разработка   Экибастузского угольного  бассейна. В 1980­х гг.  началась  разработка  месторождений  угля Майкубен, Шубарколь, Борлы, а после закрытия Семипалатинского полигона­ в Каражыре. Всего   на   территории   Казахстана   эксплуатируется   15   угольных месторождений и бассейнов. ЭКОНОМИСТЫ: На территории Казахстана добывают каменный и бурый уголь. По запасам угля Казахстан занимает 9 место в мире (34 млрд. тонн). Годовая добыча бурого угля составляет 4 млн. тонн, каменного угля­ 81 млн. тонн в год. Роль угольных   бассейнов   в   экономике   Казахстана   различна.   Это   зависит   от качества угля, условий залегания, запасов, возможности транспортировки. Карагандинский   бассейн   имеет   выгодное   центральное   положение,   большие запасы высококалорийного, низкозольного, коксующего угля. Его используют как энергетический и для получения кокса. Экибастузский   бассейн   связан   железными   дорогами   со   всеми   районами страны. Качество экибастузского угля низкое, поэтому его используют только как энергетический. Майкубенский бассейн бурого угля, находится южнее Экибастуза. Этот уголь малозольный, легко обогащается, содержит мало серы, долго хранится. Его используют в коммунально­бытовом хозяйстве как топливо. Добыча угля в этом   бассейне   ведётся   открытым   способом,   что   выгодно   для   экономики страны. МЕНЕДЖЕРЫ: Уголь ­  природный источник углеводородов растительного происхождения. В Казахстане уголь используется в основном как топливо. Из угля получают кокс, необходимый в металлургии. Каменноугольная смола используется как сырьё   для   получения   аммиака,   удобрений,   бензола,   фенола,   красителей, пластмасс и много другого. ЭКОЛОГИ: Добыча   угля   и   его   переработка   также   являются   источником   загрязнения окружающей   среды.  При   добыче   угля   шахтным   способом   стоит   не   только вопрос   о   загрязнении   природы,   но   и   проблема   здоровья     шахтёров,   так опасность   для   жизни   представляет   не   только   угольная   пыль,   но   и   метан, который   накапливается   в   шахтах.   При   добыче   угля   открытым   способом, угольная пыль попадает в атмосферу, оседает на растениях, попадает в почву. Поэтому   при   добыче   и   переработке   угля   следует   соблюдать   технологию производства, внедрять безотходное производство, устанавливать воздушные, при необходимости водяные фильтры. Итог урока: УЧИТЕЛЬ: Мы заслушали выступление всех групп. У вас на столах лежат листочки с тестовыми заданиями. Я предлагаю вам ответить на данные вопросы, что бы вы ещё раз вспомнили, о чём говорили вы сегодня   на   уроке.   На   обсуждение   вам   даётся   7   минут.   После   этого   вы передадите   свои   листочки   по   часовой   стрелке   соседней   группе   (метод «Карусель»). Когда ваш листок вернётся в группу, просмотрите все замечания и оцените свою работу по заданным в начале урока критериям оценивания. Одна из групп ( по жребию) озвучит ответы . Природные источники углеводороды 1.К природным источникам углеводородов не относится: А) нефть В) газ С) торф Д) уголь Тип вопроса: с выбором ответа Компетенция: объяснение научных явлений Содержание: Земля и космические системы Область применения: естествознание Контекст: личностный 2. Топливо бывает в агрегатном состоянии: __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ Ответ: газообразное, жидкое, твёрдое. Тип вопроса: с открытым свободно­конструированным ответом Компетенция: научное объяснение явления Содержание: физические системы Область применения: естествознание Контекст: личностный 3.Кашаган – самое крупное месторождение нефти в Казахстане? А) да В) нет Тип вопроса: с выбором ответа Компетенция: наука и технология  Содержание: Земля и космические системы Область применения: естествознание Контекст: социальный 4. Одними из наиболее распространенных растений карбона были гигантские древовидные   плауны   и   хвощи.   Из   числа   первых   наиболее   известны лепидодендроны   –   гиганты   высотой   в   30   метров,   и   сигиллярии,   имевшие немногим более 25 метров. Стволы этих плаунов разделялись у вершины на ветви, каждая из которых заканчивалась кроной из узких и длинных листьев. Среди   гигантских   плауновидных   были   также   каламитовые   –   высокие древовидные   растения,   листья   которых   были   разделены   на   нитевидные сегменты; они произрастали на болотах и в других влажных местах, будучи, как и другие плауны, привязанными к воде. Но самыми замечательными и причудливыми растениями карбоновых лесов были   папоротники.   Остатки   их   листьев   и   стволов   можно   найти   в   любой крупной   палеонтологической   коллекции.   Особенно   поразительный   облик имели древовидные папоротники, достигавшие от 10 до 15 метров в высоту, их   тонкий   стебель   венчала   крона   из   сложно   расчлененных   листьев   ярко­ зеленого цвета. Какое   ископаемое папоротникообразных   растений?   химического сырья оно является? ________________________________________________________________   образовалось   из   древних   Источником   какого   ценного   полезное Ответ: уголь, кокс. Тип вопроса: с открытым свободно­конструированным ответом Компетенция: наука и технология Содержание: биологические и физические системы Область применения:  естествознание Контекст: социальный   настоящее   время   5.  Версии   и   гипотезы   о   происхождении   нефти   начали   появляться   еще   с древнейших времен и в самом разном варианте.   Историю представлений о происхождении нефти ныне делят  на пять этапов. Но   в     ключевыми   моментами   противостояния   о происхождении  нефти являются две версии: органического (хотя точнее  и правильнее   будет   употреблять   термин   «биологического»)   происхождения нефти и версии ее абиогенного (то есть небиологического) происхождения. В 1932 году вышла книга  И. Губкина «Учение о нефти», в которой развивалась идея смешанного растительно­животного происхождения нефти.  Образуется нефть,   по   его   мнению,   из   остатков   растительных   и   животных микроорганизмов, обитавших в древних мелководных морях.  В настоящее же время считается, что главная роль в нефтеобразовании     принадлежит все­ таки фитопланктону. В дальнейшем под воздействием кислорода и бактерий в этом слое сапропеля происходит   разложение   органического   вещества.   По   мере   его   погружения увеличиваются   давление   вышележащих   слоев   и   температура,   которые способствуют преобразованию исходного органического материала в нефть. То   есть   в   нефтеобразовании   принимают   участие   бактерии,   живущие   на глубине 2000м. Живые организмы действительно играют очень важную роль – но не в происхождении, а в изменении свойств нефти, имеющей как раз не биологическое, а абиогенное происхождение. Но независимо от способа происхождения нефть имеет большое практическое значение в жизнедеятельности человека, а так же оказывает влияние на другие живые организмы. Может ли добыча нефти в Каспийском море повлиять на его видовой состав? Ответ обоснуйте. __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ Ответ   (примерный):  при   добыче   нефти   в   Каспийском   море   на   его поверхности   появляются   нефтяные   пятна,   которые   препятствуют поступлению кислорода в море. В связи с недостатком кислорода обитатели моря задыхаются и погибают…   Тип вопроса: с открытым свободно­конструированным ответом Компетенция:  научные объяснения Содержание: биологические системы Область применения: наука и технология Контекст: глобальный 6. Природный газ состоит из смеси углеводородов: в основном это метан, этан,   пропан,   бутан.   Один   из   этих   газов   в   большом   количестве выделяется   из   недр   Земли   в   каменноуголных   шахтах,   а   так   же   на болотах, в связи с чем его называют болотным газом. Болотным газом является метан? А) да В) нет Тип вопроса:  с выбором ответа Компетенция:  научные знания Содержание: физические системы Область применения: наука и технология Контекст: личностный  7.Предложи мероприятия по защите окружающей среды при добыче   и переработке природных источников углеводородов. __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ Ответ: соблюдение технологии переработки сырья, установка очистительных фильтров, использование альтернативных источников энергии (воды, ветра, атома, Солнца).     Тип вопроса: с открытым свободно­конструированным ответом Компетенция: объяснение научных явлений Содержание: системы живых организмов Область применения: наука и технология Контекст: глобальный Рефлексия: Вырази одним предложением своё отношение к данному уроку. Спасибо за урок! Литература  1. Сабиева К.У., Корчевский В.Е. Развитие функциональной грамотности на   уроках   естественно­математических   дисциплин:   методические рекомендации. Петропавловск: филиал АО «НЦПК «Өрлеу» «ИПК ПР по СКО», 2014­ 89 с. 2. Усиков   В.В.   и   др.,Экономическая   и   социальная   география Казахстана.Учебник для 9 класса общеобразовательной школы, издание 3­ье, перераб. – Алматы: Атамұра, 2013 – 464с. 3. Усманова   М.Б.,   Сакарьянова   К.Н.   Химия:   учебник   для   9 класса,общеоюразовательных   школ,   3­ье   издание,   доработанное   ­ Алматы: Атамұра,2013 ­320 с. 4. Ненахова Е.В. Интегрированный урок как средство реализации новых образовательных   стандартов:   Научно­методический   журнал. Педагогическое   образование   и   наука:   министерство   РФ   по   делам   и печати, москва. 2014 ­ №3­ с.88 5. Семенюк   Е.А.,   Янькова   В.И.,   Семенюк   И.Е.   Интеграция   различных источников   информации   как   фактор   развития   ик­компктенций   на примере   интегрированного   урока.   Научно­методический   журнал. Творческая педагогика: МКИ и ОС РК – Алматы, 2014 ­ №7 (177) – с. 85.