'Организация аналитической деятельности на уроках химии как средство формирования естественнонаучной грамотности обучающихся основной школы'

Становление и апробация данного педагогического опыта проходила на базе МБОУ «СОШ № 9 имени Героя Российской Федерации генерал-лейтенанта Романа Владимировича Кутузова». Разработка опыта осуществлялась в условиях реализации обновленных ФГОС ООО, которые выдвигают приоритетную задачу формирования функциональной грамотности как способности решать учебные и жизненные задачи на основе предметных, метапредметных и личностных результатов. Анализируя учебный процесс в основной школе, педагог столкнулся с устойчивыми затруднениями обучающихся при выполнении заданий, требующих не просто воспроизведения знаний, а их применения в новых контекстах.

Особую сложность вызывали задачи на распознавание явлений, объяснение процессов окружающего мира, интерпретацию данных, представленных в новом виде (графики, таблицы, схемы), и формулирование обоснованных выводов. Данные умения, согласно концепции международного исследования PISA, составляет ядро естественнонаучной грамотности [10].

Стартовой точкой для системной работы стало проведение муниципальной диагностики на платформе РЭШ (fg.resh.edu.ru) в декабре 2022 года среди обучающихся 8 «В» класса. Задания диагностической работы были ориентированы на формат PISA (Приложение 1) и позволили выявить уровень владения ключевыми компетенциями. Задания диагностической работы содержали задания учебных предметов «Биология» и «Физика». Для того, чтобы проверить сфоримрованность компетенций по учебному предмету «Химия», были выбраны задания из открытого банка ФИПИ (Приложение 9). Результаты показали, что только 15% обучающихся достигли высокого уровня, в то время как 35% продемонстрировали низкий уровень сформированности естественнонаучной грамотности.

При детальном анализе диагностической работы было установлено, что делать и научно обосновывать прогнозы о протекании процесса или явления способны 31% обучающихся; распознавать допущения, доказательство и рассуждения в научных текстах способны 27% обучающихся; описывать и оценивать способы, которые используют учёные, чтобы обеспечить надёжность данных и достоверность объяснений, сформировано у 27% обучающихся; анализировать, интерпретировать данные и делать соответствующие выводы способны только 15% учащихся. Анализ работы показывает, что наибольшие затруднения вызвали вопросы, связанные с умением анализировать, интерпретировать данные и делать соответствующие выводы, делать и научно обосновывать прогнозы о протекании процесса или явления.

Таким образом, по результатам проведенной диагностической работы возникла идея о формировании у обучающихся естественнонаучной грамотности через организацию аналитической деятельности на уроках химии посредством ситуационных задач.

Актуальность опыта продиктована стратегическими задачи российского образования. Указ Президента РФ от 7 мая 2018 года ставит цель вхождения России в десятку ведущих стран по качеству общего образования [12], что невозможно без целенаправленного формирования функциональной грамотности. «Концепция преподавания учебного предмета «Химия» подчеркивает, что химия не только формирует естественнонаучную картину мира, но и готовит обучающихся к жизни и работе в условиях инновационной экономики через применение научного метода познания» [4].

Обновленные ФГОС ООО требуют перехода от знаниевой парадигмы к деятельностной, где ключевым результатом выступает способность применять знания в реальных жизненных ситуациях [13]. Однако практика показывает, что традиционный подход к обучению химии, ориентированный на запоминание фактов и алгоритмов, недостаточно эффективен для развития этих компетенций.

Таким образом, актуальность данного опыта определяется наличием следующих противоречий:

1. Социально-педагогическое противоречие: между возросшими требованиями государства и общества к уровню сформированности естественнонаучной грамотности как способности использовать знания в реальных жизненных ситуациях и недостаточной ориентацией традиционной практики преподавания химии на формирование метапредметных компетенций, таких как анализ, интерпретация и критическая оценка информации.

2. Дидактико-методическое противоречие: между объективной необходимостью формирования у обучающихся умений интерпретировать данные и использовать научные доказательства для получения выводов (как ключевой составляющей естественнонаучной грамотности) и дефицитом специально структурированных учебных задач, а также методик организации аналитической деятельности, системно применяемых на уроках химии в основной школе.

Практическая значимость предлагаемого опыта заключается в разработке и апробации системы организации аналитической деятельности обучающихся на уроках химии посредством ситуационных задач, что обеспечивает эффективное формирование естественнонаучной грамотности обучающихся в соответствии с обновленными ФГОС ООО:

1) банк ситуационных задач по ключевым темам курса химии основной школы (8-9 класс), задачи дифференцированы по уровням сложности и могут быть использованы на различных этапах урока (Приложение 8);

2) разработаны инструктивные карты и опорные листы для организации групповой и индивидуальной работы обучающихся, включающие критерии самооценки и взаимооценки (Приложение 4);

3) предложена система оценивания ситуационных задач на основе таксономии Б.Блума, позволяющая объективно диагностировать уровень сформированности не только предметных знаний, но и метапредметных аналитических умений (Приложение 3).

Данный опыт может быть реализован учителями в любой образовательной организации, реализующей естественнонаучный профиль на уровне основного общего образования.

Ведущая педагогическая идея заключается в создании системы учебных заданий, в основе которой лежит организация аналитической деятельности обучающихся на разных этапах урока химии через решение ситуационных задач, что обеспечивает поэтапное формирование ключевых компетенций естественнонаучной грамотности.

Методологическую основу опыта составляют фундаментальные подходы современной педагогической науки:

• Системно-деятельностный подход (Л.С. Выготский, Л.В. Занков, Д.Б. Эльконин, В.В. Давыдов), который рассматривает учение как процесс активной познавательной деятельности ученика, где знания не передаются в готовом виде, а добываются им самим в ходе решения учебных задач, а развитие личности осуществляется через организацию собственной деятельности.

• Компетентностный подход (В.И. Андреев, И.А. Зимняя, О.Е. Лебедев, А.В. Хуторской и др.), который смещает акцент с накопления знаний на овладение способностью эффективно действовать в различных проблемных ситуациях, формируя ключевые компетенции как образовательный результат.

Теоретическую основу опыта составляют:

• Педагогическая концепция личностно-ориентированного обучения (Б.Г. Ананьев, Е.В. Бондаревская, В.В. Давыдов, Л.В. Занков, Э.В. Ильенков, В.В. Сериков, И.С. Якиманская и др.), которая признает уникальность каждого ученика и ставит в центр образовательного процесса развитие его субъективного опыта и личностных качеств.

• Теория проблемного обучения (М.И. Махмутов, И.Я. Лернер, Г.К. Селевко и др.), согласно которой усвоение знаний происходит через разрешение проблемных ситуаций, что активизирует мыслительную деятельность и формирует познавательную самостоятельность.

• Исследования в области формирования функциональной грамотности (А.А. Леонтьев, Г.С. Ковалева, А.Ю. Пентин).

Впервые термин «функциональная грамотность» был введен в 1957 году ЮНЕСКО и означал связь процесса овладения чтением и письмом с повышением производительности труда и улучшения условий жизни, то есть приближение образовательной деятельности к реальной жизни. Функциональная грамотность понимается как способность человека вступать в отношения с внешней средой и максимально быстро адаптироваться и функционировать в ней [14].

Функционально грамотная личность – это человек, ориентирующийся в мире и действующий в соответствии с общественными ценностями, ожиданиями и интересами. Основные признаки функционально грамотной личности: самостоятельность, способность к познанию, умение жить среди людей, обладание качествами, которые авторы именуют общеучебными умениями или ключевыми компетенциями [2].

Согласно А.А. Леонтьеву, функциональная грамотность – это «способность человека использовать приобретаемые в течение жизни знания для решения широкого диапазона жизненных задач в различных сферах человеческой деятельности, общения и социальных отношений» [6]. Ряд ученых (О.Е. Лебедев, Е.И. Огарев, А.В. Хуторской) рассматривают функциональную грамотность с позиции образованности обучающихся и образовательного результата: это уровень образованности, который может быть достигнут учащимися за время обучения в школе, и предполагает способность решать стандартные жизненные задачи в различных сферах жизни [5, 15].

Таким образом, функциональная грамотность в наиболее широком определении выступает как способ социальной ориентации личности, интегрирующий связь образования с многоплановой человеческой деятельностью. В современном мире функциональная грамотность становится одним из базовых факторов, способствующих активному участию обучающихся в социальной, культурной, политической и экономической деятельности, а также обучению на протяжении всей жизни [1].

Остановим внимание на естественнонаучной грамотности, которая понимается как способность использовать естественнонаучные знаний, выявлять проблемы, делать обоснованные выводы, необходимые для понимания окружающего мира и изменений, которые вносит в него деятельность человека, а также для принятия соответствующих решений.

Под естественнонаучной грамотностью в исследовании PISA понимают способность человека занимать активную гражданскую позицию по вопросам, связанным с развитием естественных наук и применением достижений, его готовность интересоваться естественнонаучными идеями [16]. Естественнонаучная грамотность предполагает наличие у человека стремления участвовать в аргументированном обсуждении проблем, имеющих отношение к естественным наукам и технологиям, и сформированности компетенций [16]:

• научно объяснять явления;

• понимать особенности естественнонаучного исследования;

• интерпретировать данные и использовать научные доказательства для получения выводов.

В структуру естественнонаучной грамотности также входят: контекст (личностные, социальные, глобальные ситуации), знания (о мире и о методах познания) и отношения (интерес к науке, мотивация) [16].

В контексте данного опыта ключевым является понятие аналитической деятельности. В философско-педагогической литературе анализ (от греч. analysis – разложение, расчленение) рассматривается как мыслительная операция расчленения изучаемого предмета или явления на составные элементы, выделение отдельных сторон, изучение каждого элемента как части целого [4].

Применительно к учебной деятельности аналитическая деятельность понимается как совокупность мыслительных операций (анализ, синтез, сравнение, обобщение, классификация, абстрагирование), направленных на составные части, выявления взаимосвязей между ними и интеграции полученных знаний для формирования нового понимания или вывода [11]. В учебном процессе по химии аналитическая деятельность включает в себя:

• анализ условий задачи и состава вещества;

• сравнение свойств веществ;

• интерпретацию данных эксперимента, таблиц, графиков;

• выявление причинно-следственных связей между строением, свойствами и применением веществ;

• критическую оценку информации и различных источников.

Основным дидактическим средством для организации такой деятельности выступают ситуационные задачи. По определению И.И. Осадченко, ситуационная задача – это цель, которую ставит перед собой обучающийся с учетом ситуационных проблем и противоречий, возникающих в результате анализа и поиска выхода из учебной ситуации [8]. Ситуационная задача всегда включает противоречите (проблему), выделенное в процессе анализа конкретной ситуации, что актуализирует уровень имеющихся знаний и стимулирует движение от известного к неизвестному [8]. С.Н. Поздняк и Л.П. Мезенцева рассматривают ситуационный подход как способ структурирования содержания учебного предмета, а ситуационную задачу – как дидактическую единицу такого структурирования [9]. Ситуационные задачи – это задачи, которые:

• имеют ярко выраженную практико-ориентированную направленность, моделируют реальную жизненную ситуацию;

• строятся на актуальном для обучающихся материале (экология, здоровье, быт, технологии);

• имеют проблемный характер, неочевидное решение, требуют применения знаний из разных разделов химии и других предметов;

• ориентированы на формирование конкретных компетенций естественнонаучной грамотности.

Для формирования компетенций естественнонаучной грамотности в опыте применяются современные образовательные технологии деятельностного типа:

• технология проблемного обучения: создание проблемных ситуаций, требующих от обучающихся анализа условий и поиска доказательств;

• технология развития критического мышления: использование приемов работы с текстом, таблицами, графиками (например «Инсерт», «Фишбоун» и др.), направленных на осмысленную интерпретацию;

• исследовательские методы обучения: организация мини-исследований на уроке, где обучающиеся самостоятельно выдвигают гипотезы, проводят наблюдения, фиксируют и анализируют результаты, формулируют выводы;

• технология группового взаимодействия: организация работы в малых группах для коллективного анализа проблемной ситуации, обсуждения и интерпретации данных, что развивает коммуникативные навыки и умение аргументировать свою точку зрения.