Формирование естественнонаучной грамотности на уроках химии
учебно-методический материал по химии (8, 9, 10 класс)

Слайд 1

Формирование естественнонаучной грамотности на уроках химии Хлызова Т.Л., учитель химии МОУ «Средняя общеобразовательная школа № 4» городского округа Архангельской области «Котлас»

Слайд 2

Актуальность проблемы Важной характеристикой уровня образования общества и его готовности к инновациям является естественнонаучная грамотность. Согласно результатам международных исследований ( PISA) естественнонаучная грамотность российских школьников является низкой. Формирование естественнонаучной грамотности учащихся основной школы во многом совпадает с задачей реализации требований ФГОС к результатам образования.

Слайд 3

Что такое естественнонаучная грамотность? Естественнонаучная грамотность – это способность человека занимать активную гражданскую позицию по вопросам, связанным с применением достижений естественных наук, и его готовность интересоваться естественнонаучными идеями.

Слайд 4

Почему естественнонаучная грамотность – это гражданская характеристика?

Слайд 5

Что такое естественнонаучная грамотность? Естественнонаучно грамотный человек стремится участвовать в аргументированном обсуждении проблем, относящихся к естественным наукам и технологиям, что требует от него следующих компетенций: научно объяснять явления; понимать основные особенности естественнонаучного исследования; интерпретировать данные и использовать научные доказательства для получения выводов.

Слайд 6

Основные компетенции естественнонаучной грамотности

Слайд 8

Примеры заданий: Задание №1 . Определите какой из процессов является химическим, а какой физическим? 1.Горение дров в камине 2.Растворение глауберовой соли в воде 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 увеличение содержание углерода) Б – химическое явление. Т. к. изменился цвет Ответ: А.

Слайд 9

Задание №3 «ХЛОРИРОВАНИЕ ВОДЫ» В одном из сюжетов программы «Доброе утро» телеканала ОРТ 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

Слайд 11

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

Слайд 12

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.

Слайд 13

Раствор соли KCl Na 2 CO 3 BaCl 2 MgSO 4 AgNO 3 KCl – – – ↓ Na 2 CO 3 – ↓ ↓ ↓ BaCl 2 – ↓ ↓ ↓ MgSO 4 – ↓ ↓ ↓помутнение AgNO 3 ↓ ↓ ↓ ↓помутнение Ответ: 1. KCl + AgNO 3 = AgCl ↓ + KNO 3 2. Na 2 CO 3 + BaCl 2 = BaCO 3 ↓ + 2 NaCl 3. Na 2 CO 3 + 2 AgNO 3 = Ag 2 CO 3 ↓ + 2 NaNO 3 4. Na 2 CO 3 + MgSO 4 = MgCO 3 ↓ + Na 2 SO 4 5. BaCl 2 + MgSO 4 = BaSO 4 ↓ + MgCl 2 6. BaCl 2 + 2AgNO 3 = 2AgCl↓ +Ba(NO 3 ) 2 7. MgSO 4 + 2AgNO 3 = Ag 2 SO 4 ↓ + Mg(NO 3 ) 2

Слайд 15

Примеры заданий: Задание №1 ЗАМЕЧАТЕЛЬНЫЙ КАЛИЙ Калий – это замечательный металл, который относится к группе щелочных металлов. Замечателен он потому, что 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 розовый 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

Слайд 16

Задание №2 На некоторой даче в летний сезон был хороший урожай черной смородины. Все домашние успели вдоволь полакомиться ягодами, а их излишек захотели сохранить на зиму. Как известно, врачи диетологи советуют практически всем ограничить потребление рафинированного (очищенного) сахара. Однако, считается, что без него невозможно заготовить на зиму многие ягоды и фрукты. Очень популярен рецепт «сырого варенья» из черной смородины, для приготовления которого большинство хозяек смешивает 1 кг протертых ягод с 2 кг сахарного песка. Известно, что сахар проявляет консервирующее свойство при концентрации не менее 70 %. Почему врачи диетологи советуют ограничить потребление сахара. Выберите правильный, на ваш взгляд, ответ из предложенных: А. Сахар – очень дорогой продукт; Б. Чрезмерное употребление сахара приводит к желудочно-кишечным заболеваниям. В. Молекулы сахара имеют большие размеры и поэтому препятствуют обменным процессам в организме. Г. При регулярном излишнем употреблении сахара развивается болезнь сахарный диабет. Ответ: В. 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, слабее железа. Начнёт разрушаться труба.

Слайд 17

В чем разница между традиционным подходом и естественнонаучной грамотностью? Традиционный вопрос Вопрос по естественнонаучной грамотности Охарактеризуйте аллотропные модификации углерода Попробуй объяснить, почему из аллотропных модификаций углерода именно алмаз использовали для украшения корон царей, орденов и др. ювелирных изделий. Какой тип связи между молекулами воды? Предположите что будет, если между молекулами воды не будет водородной связи. Напишите качественные реакции на сульфат-, сульфит- и сульфид - ионы. Кислотные дожди наносят вред флоре и фауне нашей планеты. С помощью каких реакций можно доказать наличие в дождевой воде сульфат-, сульфит- и сульфид – ионов. Предложите план исследования.

Слайд 18

Каких учебных заданий нам не хватает? Заданий, содержащих большой объем как текстовой информации, так и информации в виде таблиц, диаграмм, графиков, рисунков, схем; Заданий, составленных на материале из разных предметных областей, для выполнения которых надо интегрировать разные знания и использовать общеучебные умения; Заданий, в которых не ясно, к какой области знаний надо обратиться, чтобы определить способ действий или информацию, необходимые для постановки и решения проблемы; Заданий, требующих привлечения дополнительной информации или, напротив, содержащих избыточную информацию и «лишние» данные; Комплексных и структурированных заданий, состоящих из нескольких взаимосвязанных вопросов.

Слайд 19

Модель заданий по оцениванию естественнонаучной грамотности Дидактическая единица

Слайд 20

Типы знания Содержательное знание, знание научного содержания, относящегося к физическим системам (физика и химия), живым системам (биология) и наукам о Земле и Вселенной (география, геология, астрономия). Процедурное знание, знание разнообразных методов, используемых для получения научного знания, а также стандартных исследовательских процедур.

Слайд 21

Контексты Контекст – тематическая область, к которой относится описанная в вопросе (задании) проблемная ситуация. Контексты в PISA : здоровье, природные ресурсы, окружающая среда, опасности и риски, связь науки и технологий. При этом каждая из ситуаций может рассматриваться на одном из трех уровней: личностном (связанном с самим учащимся, его семьей, друзьями), местном/национальном или глобальном (в котором рассматриваются явления, происходящие в различных уголках мира).

Слайд 22

Когнитивный уровень - низкий . Выполнить одношаговую процедуру, например распознать факты, термины, или найти единственную точку, содержащую информацию на графике или в таблице.; - средний . Применить понятийное знание для описания или объяснения явлений, выбрать соответствующие процедуры, предполагающие два шага или более, интерпретировать или использовать простые наборы данных в виде таблиц или графиков; - высокий . Проанализировать сложную информацию или данные, обобщить или оценить доказательства, обосновать, сформулировать выводы, учитывая разные источники информации, разработать план или последовательность шагов, ведущих к решению проблем.

Слайд 23

Типы вопросов С выбором ответа Комплексный с выбором ответов С открытым свободно-конструируемым ответом С закрытым свободно-конструируемым ответом С кратким ответом На оценку отношений.

Слайд 24

Дидактическая единица - элемент содержания учебного материала, изложенного в виде утвержденной в установленном порядке программы обучения в рамках определенной профессиональной дисциплины или общеобразовательного предмета.

Слайд 25

Разбор задания Вездесущий й од 1.Йод – это кристаллическое вещество чёрно-серого цвета с металлическим блеском. 2.Обладает замечательным свойством: при нагревании, не плавясь, т.е. минуя жидкое состояние, переходит в газообразное состояние. 3 . Пары й ода имеют резкий запах и фиолетовую окраску, откуда и произошло название данного элемента – «фиалковый» (греч.). 4 В виде свободного вещества ядовит: при вдыхании паров й ода появляется головная боль, кашель, насморк, может быть отёк лёгких.

Слайд 26

5. Й од – это редкий элемент, его содержание в земной коре составляет около одной стотысячной процента. 6. Вместе с тем с помощью современных методов анализа можно обнаружить присутствие хотя бы незначительных следов й ода в почве, воде, растениях, организмах животных. 7 . Морские водоросли накапливают й од . 8. « Й од вездесущий», – писал о нём академик А.Е. Ферсман. 9 . Особую роль й од играет в жизни животных и человека. 10 . Добавление небольших доз й ода в корм скоту увеличивает удой молока у коров, ускоряет рост шерсти у овец, повышает яйценоскость кур. 11 . При недостатке й ода у человека нарушается интеллект, развивается базедова болезнь, которая обусловлена сбоем в выработке гормона и нарушением функционирования щитовидной железы. 12 . Наибольшую славу й од приобрёл благодаря активному использованию в качестве средства для дезинфекции кожи вокруг места повреждения. 13. Другое применение спиртовой настойки й ода в домашних условиях – нанесение й одной сетки на кожу в месте ушиба, шишки (гематомы).

Слайд 27

Задания: 1. Прочитайте предложения под номерами 2, 3, 6, 11. Выпишите номера предложений в которых говорится о й оде , как простом веществе. 2,3 1 балл Выбрана только одна верная цифра или все цифры не верны 0 баллов Задания Компетенция Тип задания Контекст Когнитивный уровень Тип вопроса Дидактическая единица 1. Прочитайте предложения под номерами 2, 3, 6, 11. Выпишите номера предложений в которых говорится о иоде , как простом веществе. Интерпретация данных и использование научных доказательств для получения выводов Содержательное знание Личностный/связь науки и технологий низкий С выбором ответа Простые и сложные вещества

Слайд 28

2. Укажите положение йода в Периодической системе химических элементов. Определите число электронов, протонов, нейтронов в атоме элемента. 1. VII группа главная подгруппа (А) 5 период. 2. 53 протона, 76 нейтронов, 53 электрона. 2 балла Верно указаны два элемента ответа, допущена одна ошибка 1 балла Верно указан один элемент ответа 1 балл Другие ответы или ответ отсутствует 0 баллов Задания Компетенция Тип задания Контекст Когнитивный уровень Тип вопроса Дидактическая единица 2. Укажите положение йода в Периодической системе химических элементов. Определите число электронов, протонов, нейтронов в атоме элемента. Интерпретация данных и использование научных доказательств для получения выводов Содержательное знание Личностный/ окружающая среда низкий С кратким ответом Периодическая система Д.И. Менделеева. Строение атома.

Слайд 29

3.С учётом расположения йода в Периодической системе химических элементов объясните твёрдое агрегатное состояние йода и наличие у него металлического блеска . Положение иода в Периодической системе предполагает большой радиус атома химического элемента. А с увеличением порядкового номера химического элемента металлические свойства усиливаются 1 балл Другие ответы или ответ отсутствует 0 баллов Задания Компетенция Тип задания Контекст Когнитивный уровень Тип вопроса Дидактическая единица 3.С учётом расположения йода в Периодической системе химических элементов объясните твёрдое агрегатное состояние йода и наличие у него металлического блеска. Интерпретация данных и использование научных доказательств для получения выводов Содержательное знание Личностный/ окружающая среда средний С кратким ответом Периодическая система Д.И. Менделеева. Строение атома.

Слайд 30

4. Известно, что во многих районах нашей страны в пище человека и кормах для животных содержится недостаточное количество й ода . Как эта проблема решается в нашем государстве? Почему выбран именно такой вариант? В России соединения иода добавляют в поваренную соль – иодируют соль. Поваренную соль используют для приготовления пищи в каждой семье. Возможен вариант: включение в рацион и добавление в пищу продуктов, содержащих иод – морепродукты (морская капуста), рыба, яйца и др. 2 балла Назван только процесс иодирования 1 балл Ответ отсутствует 0 баллов Задания Компетенция Тип задания Контекст Когнитивный уровень Тип вопроса Дидактическая единица 4. Известно, что во многих районах нашей страны в пище человека и кормах для животных содержится недостаточное количество йода. Как эта проблема решается в нашем государстве? Почему выбран именно такой вариант? Интерпретация данных и использование научных доказательств для получения выводов Содержательное знание Национальный/ окружающая среда средний С кратким ответом Состав пищи

Слайд 31

5. В приведённой ниже таблице представлены некоторые характеристики ковалентной полярной и ковалентной неполярной химической связи. Химическая связь Используя данную информацию, определите, какой вид химической связи имеет: 1) иод 2 ) хлороводород Ковалентная полярная Ковалентная неполярная Образована атомами различных неметаллов Образована атомами одного и того же неметалла Иод - ковалентная неполярная Хлороводород - ковалентная полярная 1 балл Другие ответы или ответ отсутствует 0 баллов

Слайд 32

Задания Компетенция Тип задания Контекст Когнитивный уровень Тип вопроса Дидактическая единица 5. В приведённой ниже таблице представлены некоторые характеристики ковалентной полярной и ковалентной неполярной химической связи. Интерпретация данных и использование научных доказательств для получения выводов Содержательное знание Личностный/связь науки и технологий низкий С кратким ответом Типы химической связи

Слайд 33

Мастер класс Многие люди искренне верят, что чипсы делаются из картофеля. Просто его нарезают тонкими ломтиками и обжаривают специальным образом, вот и всё. А что плохого в жареной картошке? Конечно, к чипсам добавляются какие-то вещества, чтобы они были вкуснее и дольше хранились, но ведь это же разрешается!? Задание 1. Проанализируй состав представленных образцов чипсов, определи «вредные» компоненты (используя раздаточный материал ). Задание 2 . Определите какие чипсы наиболее калорийны. При выполнении заданий 1 и 2 заполни таблицу. № образца Марки чипсов Производитель Срок годности Состав чипсов Калорийность (на 100г продукта) 1 Lays 2 Русская картошка

Слайд 34

Задание 3. Опытным путем определите в каких чипсах больше масла. № Марки чипсов Место(места распределены в порядке убывания масла) 1 Lays 2 Русская картошка Задание 4. Опытным путем определите наличие в чипсах крахмала № образца Марки чипсов Место (места распределены в порядке уменьшения сине-фиолетовой окраски) 1 Lays 2 Русская картошка

Слайд 35

Задание 5. Заполни недостающие пробелы в тексте В результате проделанной работы мы провели исследование двух образцов чипсов____________________________________________________, выяснили что по составу все чипсы содержат в своем составе большое количество искусственных ароматических и вкусовых добавок, которые_______________действуют на организм человека. Однако наибольшее количество вредных веществ оказалось в образце под №__ «_____________». Все образцы чипсов дали___________окрашивание , это свидетельствует о наличие крахмала. Наибольшее количество жира оказалось в образце под №__ «________________», т.е. это очень калорийный продукт и в его составе могут находиться большое количество канцерогенов. Частое употребление чипсов может привести к ожирению, заболеванию желудка и даже раку.

Слайд 36

Раздаточный материал № Название пищевой добавки Воздействие на организм: Примечание Е 551 добавка, препятствующая слеживанию и комкованию Неизвестны, но данная добавка химического происхождения Низкая опасность Мальтодекстрин Быстрый углевод Данный углевод вызывает резкий подъем глюкозы в крови, сопоставимый с приемом обычного сахара, и не уступает ему во вредности и способности откладываться в жир Представляет опасность для больных сахарным диабетом Е 627 Усилители вкуса и аромата Нарушает нормальное артериальное давление При употреблении данного продукта возможны непрогнозируемые скачки артериального давления. Не рекомендуется детям Е 631 Усилители вкуса и аромата Нарушает нормальное артериальное давление При употреблении данного продукта возможны непрогнозируемые скачки артериального давления. Не рекомендуется детям E 262 (ii) Диацетат натрия Увеличивает концентрацию солей в теле Опасен, запрещен для детского питания Е 621 (Глутамат натрия) Усилители вкуса и аромата Может разрушить клетки мозга. Нарушает сердечный ритм и даже может вызвать сердечный приступ. Является причиной возникновения раковых заболеваний. Может стать причиной таких заболеваний, как болезнь Альцгеймера, Паркинсона и Хантингтона . Вызывает ухудшение симптомов астмы. Вызывает привыкание Опасен, запрещен для детского питания

Слайд 37

Ответы Задание 1,2 № образца Марки чипсов Производитель Срок годности Состав чипсов Калорийность (на 100г продукта) 1 Lays Россия, г. Азов 5 месяцев Картофель, растительное масло, ароматизатор (лактоза, соль, молочная сыворотка, усилитель вкуса и аромата, глюкоза, регулятор кислотности, сухое молоко, специи) 510 ккал 2 Русская картошка Россия, г. Мытищи 8 месяцев Картофель, масло растительное, пищевая добавка «Курица»,ароматизатор (лактоза, глутомат натрия, Е635, паприка), диоксид кремния ккал

Слайд 38

Ответы Задание 3 № Марки чипсов Место ( места распределены в порядке убывания масла) 1 Lays 1 2 Русская картошка 2

Слайд 39

Ответы Задание 4 № образца Марки чипсов Место (места распределены в порядке уменьшения сине-фиолетовой окраски) 1 Lays 2 2 Русская картошка 1

Слайд 40

Ответы Задание 5 В результате проделанной работы мы провели исследование двух образцов чипсов Lays и Русская картошка , выяснили что по составу все чипсы содержат в своем составе большое количество искусственных ароматических и вкусовых добавок, которые отрицательно действуют на организм человека. Однако наибольшее количество вредных веществ оказалось в образце под № 2 «Русская картошка». Все образцы чипсов дали синее окрашивание , это свидетельствует о наличие крахмала. Наибольшее количество жира оказалось в образце под № 1 « Lays », т.е. это очень калорийный продукт и в его составе могут находиться большое количество канцерогенов. Частое употребление чипсов может привести к ожирению, заболеванию желудка и даже раку.

Слайд 41

Заполни модель для задания 1 Задания Компетенция Тип задания Контекст Когнитивный уровень Тип вопроса Дидактическая единица Задание 1. Проанализируй состав представленных образцов чипсов, определи « вредные» компоненты (используя раздаточный материал).

Слайд 42

Заполни модель для задания 1 Задания Компетенция Тип задания Контекст Когнитивный уровень Тип вопроса Дидактическая единица Задание 1. Проанализируй состав представленных образцов чипсов, определи « вредные» компоненты (используя раздаточный материал). Понимание особенностей ест.-науч. исследования Содержательное знание Здоровье/личностное средний С закрытым свободно-конструируемым ответом Пищевые добавки-состав и воздействие на организм человека

Слайд 43

Спасибо за внимание!