«Формирование функциональной грамотности учащихся 5-9 классов средствами ИКТ на уроках биологии и химии»
статья

муниципальное общеобразовательное  учреждение

«Средняя  школа № 3 г. Волжского Волгоградской области»

Тема доклада:

«Роль естественнонаучной грамотности в оценке образовательных достижений учащихся 5-9 классов»

Выполнила:

учитель биологии химии

 Бабий Т.В

2021-2022 уч.г

Российская Федерация с 1990-х годов принимает активное участие в международных исследованиях качества образования. Среди них наиболее авторитетным является исследование PISA (Programme for International Student Assessment), которое проводится один раз в три года по инициативе Организации экономического сотрудничества и развития (ОЭСР). Это крупнейшая международная программа оценки образовательных результатов школьников. Ключевой вопрос исследования – обладают ли 15-летние учащиеся, получившие общее обязательное образование, знаниями и умениями, необходимыми им для полноценного функционирования в обществе1 . Исследование PISA оказывает серьёзное воздействие на образование во всех странах, участвующих в этой программе, в том числе в России. Россия принимает участие в этом исследовании с 2000 года, т. е. c самого первого года его проведения. Участие российских школьников в исследовании позволяет получить информацию о состоянии образовательной системы в нашей стране в сравнении с другими странами мира и на основе полученных результатов сделать выводы о направлении развития образования. В исследовании PISA оценка навыков учащихся проводится по трём основным направлениям функциональной грамотности: читательской, математической и естественнонаучной грамотности. В исследование также включаются инновационные области оценивания, а именно: «решение проблем» (в 2015 году), «глобальные компетенции» (в 2018 году), «креативное мышление» (планируется в 2022 году). Кроме того, некоторые страны, в том числе Россия, принимают участие в оценивании финансовой грамотности школьников. Естественнонаучная грамотность наряду с читательской и математической грамотностью – одно из ведущих направлений исследования PISA.

Какими умениями должен обладать человек, владеющий естественнонаучной грамотностью? Согласно материалам PISA, естественнонаучно грамотный человек умеет научно объяснять явления, понимать особенности естественнонаучного исследования, интерпретировать данные и использовать научные доказательства для понимания окружающего мира и объяснения тех изменений, которые вносит в него человек.

Наши школьники испытывают затруднения при выполнении заданий, в которых необходимо использовать информацию, представленную в таблицах, диаграммах, схемах или рисунках, анализировать или сравнивать результаты естественнонаучных исследований, обосновывать свою точку зрения, используя научную аргументацию, требуется дать ответ в свободной форме. Российские учащиеся успешно выполняют задания на воспроизведение знаний в простых учебных ситуациях, но затрудняются применить их в незнакомых ситуациях, близких к реальной жизни. Широта восприятия задач, творческий подход к их решению, обращение к здравому смыслу, «прикладной» характер мышления – это то, что в типичной российской школе развивается не слишком успешно. Таким образом, сегодня в России существует проблема повышения качества естественнонаучного образования, приступать к решению которой следует, начиная уже с начальной школы.

Комплекс заданий «Как вырастить растения без грунта?» относится к содержательной области «Живые системы» и связан с популярными сегодня и весьма эффективными альтернативными способами выращивания растений без грунта методами гидропоники и аэропоники. Эти методы можно применять как в крупных сельскохозяйственных предприятиях, так и в фермерских хозяйствах, а также в домашних условиях. При выполнении задания школьники могут проявить способность применять свои знания при решении реальных задач, продемонстрировать умения анализировать и интерпретировать данные, делать выводы. В целом это комплексное задание показывает, как наука и технологии помогают решать проблемы выращивания экологически чистой качественной сельскохозяйственной продукции с высокой урожайностью, сокращая при этом материальные ресурсы и трудозатраты на их производство. Задание 1 относится к компетенции «научное объяснение явлений». В нём требуется применить соответствующие естественнонаучные знания и классифицировать химические элементы, необходимые для нормального развития растений с использованием метода гидропоники, на макро- и микроэлементы. Это задание показывает значимость различных химических элементов для обеспечения жизнедеятельности живых организмов и может быть использовано как в курсе химии, так и в курсе биологии. В заданиях 2–4 необходимо проанализировать графическую или табличную информацию и сделать выводы о влиянии состава питательного раствора на урожайность овощных культур при выращивании их методом гидропоники. Эти задания относятся к компетенции «интерпретация данных и использование научных доказательств для получения выводов». Задание 3 требует развёрнутого ответа и аргументации выводов. В задании 4 для формулирования правильного вывода необходимо сопоставление информации, представленной в двух источниках – на диаграмме и в таблице. В задании 5 учащиеся должны проанализировать достаточно большой массив данных, связанных с двумя методами выращивания растений без грунта – гидропонным и аэропонным, и сформулировать развёрнутый аргументированный вывод об их относительной эффективности. Это задание может быть отнесено к заданиям высокого уровня сложности. Комплексное задание «Как вырастить растения без грунта?» может быть использовано в курсе химии 9 класса при знакомстве с понятием «биогенные элементы», в курсе биологии при изучении темы «Питание растения», а также при подготовке к ОГЭ по биологии.

«КАК ВЫРАСТИТЬ РАСТЕНИЯ БЕЗ ГРУНТА?»

 Помимо традиционных методов выращивания растений в грунте, существуют альтернативные методы, которые можно применять как на сельскохозяйственных предприятиях, так и в фермерских хозяйствах, а также в домашних условиях. Один из таких методов – гидропоника. Гидропóника – это способ выращивания растений  на искусственных средах без использования почвы. При выращивании гидропонным способом корни растений находятся не в почве, а в насыщаемой воздухом водной среде или в пористой твёрдой среде – субстрате. В качестве субстрата используют торф, гравий, керамзит и другие пористые материалы, которые поливают питательным раствором минеральных солей. Гидропоника обеспечивает создание и поддержание оптимальных условий для роста и развития растений (уровень температуры и влажности воздуха, интенсивность воздухообмена, количество света, содержание питательных веществ и др.). Нужная дозировка полезных веществ позволяет выращивать крепкие и здоровые растения, исключает пересыхание корней или нехватку кислорода, избавляет от проблемы борьбы с почвенными вредителями, болезнями растений и сорняками, что способствует получению высоких урожаев качественных продуктов за короткие сроки. При выращивании растений методом гидропоники происходит сокращение трудозатрат, уменьшается расход питательных веществ и воды. Гидропоника чрезвычайно эффективна в странах с жарким и засушливым климатом. Так, в Израиле в настоящее время до 80 % всех овощей, зелени, фруктов выращивается гидропонным способом.

Задание 1

При выращивании растений методом гидропоники применяют питательные растворы – растворы солей, которые содержат макро- и микроэлементы. Макроэлементы – это химические элементы, которые требуются растениям в больших количествах; микроэлементы необходимы растениям в крайне малых количествах. Установите соответствие между элементом и его типом. Элемент Тип элемента 1) азот (N); 8) медь (Cu); 2) бор (B); 9) молибден (Mo); 3) железо (Fe); 10) никель (Ni); 4) калий (K); 11) сера (S); 5) кальций (Ca); 12) фосфор (P); 6) магний (Mg); 13) хлор (Cl); 7) марганец (Mn); 14) цинк (Zn) А) макроэлемент; Б) микроэлемент

 Задание 2

На графике представлены данные о влиянии концентрации питательного раствора на урожайность овощных культур – огурца и томата7 . Какие из приведённых выводов соответствуют результатам, представленным на графике? 1. В составе питательного раствора должно быть определённое соотношение между содержанием макро- и микроэлементов. 2. С увеличением концентрации питательного раствора урожайность огурца и томата непрерывно возрастает. 3. Существуют оптимальные значения концентрации питательного раствора, при которых урожайность огурца и томата имеет наибольшее значение. 4. С увеличением концентрации питательного раствора урожайность и огурца, и томата сначала возрастает, а затем уменьшается. 5. Урожайность огурца и томата наибольшая при одинаковой концентрации питательного раствора.

Задание 3

Для получения хороших урожаев в гидропонных системах необходимо следить за значением водородного показателя раствора pH, который характеризует кислотность среды. Если рН = 7, то среда нейтральная, если рН > 7 – щелочная, если рН < 7 – кислотная. Кислотность питательного раствора существенно влияет на рост растений. Для каждого растения существует оптимальное значение рН среды. В таблице представлены данные о влиянии реакции среды на рост рассады огурца8 . рН раствора Сырая масса, г Площадь листьев, см2 общая корней 4,0 15,0 4,9 270 5,0 19,0 6,2 282 5,9 20,1 6,3 346 6,2 20,6 7,0 390 6,4 21,1 8,2 399 7,0 8,9 2,6 160 8,0 5,8 1,2 90 9,0 4,9 0,9 65 Используя данные таблицы, определите оптимальный интервал значений рН питательного раствора для выращивания рассады огурца. Аргументируйте свой ответ.

Задание 4

Одно из распространённых заболеваний томатов, которое значительно влияет на их урожайность, – вершинная гниль. Характерный признак развития вершинной гнили – образование гнилостного плоского или вдавленного пятна бурого цвета на верхушке плодов, в противоположной стороне от плодоножки. Мякоть томата, находящаяся под кожицей, загнивает. Загнившие томаты могут опадать как спелыми, так и незрелыми. На диаграмме приведены данные об урожайности томата, выращиваемого в гидропонных условиях, в зависимости от концентрации питательного раствора. В таблице представлены данные о поражённости томата вершинной гнилью при тех же концентрациях питательного раствора9 . Концентрация питательного раствора, г/л Поражённость томата вершинной гнилью, % 1,1 – 1,6 20,4 2,2 0,7 3,4 1,6 4,5 1,8 Какой из приведённых выводов соответствует результатам, представленным на графике? 1. Концентрация питательного раствора не влияет на устойчивость томатов к поражению их вершинной гнилью. 2. Поражённость томатов вершинной гнилью непрерывно увеличивается при возрастании концентрации питательного раствора от 1,6 до 4,5 г/л. 3. Одна из причин заболевания томатов вершинной гнилью – это дефицит кальция в растении. 4. Оптимальная концентрация питательного раствора, при которой урожайность томатов наиболее высокая, а поражённость вершинной гнилью наименьшая, составляет 2,2 г/л.

 Задание 5

 Выращивание растений без использования почвы можно проводить также в воздушной среде. Этот процесс называется аэропоникой. В этом случае корни растений находятся в воздухе в подвесном состоянии и получают питательные вещества из аэрозоля, который образуется при распылении питательного раствора в закрытых или полузакрытых помещениях. При этом листья и ствол растения находятся вне зоны распыления. В отличие от гидропоники, в аэропонном способе выращивания растений почвенный субстрат не используется. Учёные провели сравнительные исследования эффективности гидропонного и аэропонного методов выращивания традесканции миртолистной (ТМ) и традесканции белоцветковой (ТБ). Результаты эксперимента представлены в таблице10. 30 КЕЙС 4 Методические комментарии На основе данных таблицы сделайте сравнительные выводы об эффективности аэропонного и гидропонного методов выращивания традесканции миртолистной и традесканции белоцветковой. Ответ аргументируйте.