Сетевое издание
Современные проблемы науки и образования
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,006

ОТ ПРАКТИКО-ОРИЕНТИРОВАННЫХ ЗАДАЧ К ФОРМИРОВАНИЮ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ГРАМОТНОСТИ (НА ПРИМЕРЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МЕТАПРЕДМЕТНЫХ ЗАДАЧ НА УРОКАХ ФИЗИКИ)

Паскевич Н.В. 1 Журунова Е.А. 2 Киндаев А.А. 1
1 Пензенский Государственный Университет
2 МБОУ Классическая гимназия № 1 им. В.Г. Белинского
Данная статья посвящена актуальной проблеме формирования функциональной грамотности у обучающихся основной школы с помощью практико-ориентированных задач в процессе обучения физике. Анализ существующих дидактических материалов по физике, направленных на оценку уровня сформированности составляющих компонентов функциональной грамотности, в частности естественно-научной, позволил авторам статьи сделать вывод о необходимости разработки дополнительного набора заданий для последующего их применения в процессе обучения физике. Разработанные авторами задания характеризуются практикоориентированностью, метапредметностью и содержат элементы краеведческой направленности, что особенно актуально в рамках патриотического воспитания обучающихся. В статье приводится пример одного из таких заданий. В нем предложено ознакомиться с некоторой «загадочной башней», с историей ее появления, принципом работы с точки зрения физики, после чего обучающимся необходимо ответить на несколько вопросов. В помощь учителю разработан и подробно описан методический паспорт данного задания, в котором указаны проверяемая компетенция, познавательное действие, уровень сложности, деятельность обучающегося, критерии оценивания заданий и др. Приведены результаты решения данного задания на уроках физики в 7-х классах с пояснительными диаграммами и отзывами обучающихся о проделанной работе.
школьный курс физики
методика обучения физике
функциональная грамотность
практико-ориентированное обучение
метапредметные задачи
1. Герасимова Н.О., Сафонова А.Н. Формирование функциональной грамотности у учащихся общеобразовательной школы // Функциональная грамотность: новые методические решения и методические императивы: материалы международной научно-практической конференции (г. Ярославль, 01‒02 ноября 2022 г.). Ярославль: Ярославский государственный педагогический университет им. В.Д. Ушинского, 2022. С. 270-276.
2. Вовк Д.И. Развитие функциональной грамотности как одна из ключевых задач ФГОС нового поколения // Актуальные вопросы современного образования: региональный аспект: материалы региональной научно-практической конференции (г. Иркутск, 03 декабря 2021 г.). Иркутск: Издательство Аспринт, 2021. С. 45-48.
3. Алексашина И.Ю., Киселев Ю.П. Система ориентиров конструирования заданий для развития и оценивания функциональной грамотности обучающихся // Современные проблемы науки и образования. 2019. № 3. [Электронный ресурс] URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=28803 (дата обращения: 16.06.2023).
4. Алексашина И.Ю., Абдулаева О.А., Киселев Ю.П. Формирование и оценка функциональной грамотности учащихся. СПб.: КАРО, 2019. 160 с.
5. Кулагина О.Ю. Естественнонаучная грамотность на уроках физики как компонент функциональной грамотности // Парадигма. 2022. № 3. С. 17-20.
6. Веслополов А.Д. Инструментарий для измерения функциональной грамотности учеников 7-9-х классов на уроках физики // Обучение физике и астрономии в общем и профессиональном образовании: материалы XVIII Всероссийской научно-практической конференции (г. Иркутск, 24–26 марта 2020 г.). Иркутск: Иркутский государственный университет, 2020. С. 26-27.
7. Чернышова А.А. Сюжетные задания по физике как средство формирования естественнонаучной грамотности // Физико-математическое образование: проблемы и перспективы: материалы II Всероссийской научно-практической конференции (г. Елабуга, 07 декабря 2017 г.). Елабуга: Казанский федеральный университет, 2017. С. 175-178.
8. Холина С.А. Формирование естественнонаучной грамотности учащихся при решении задач по физике // Наука на благо человечества – 2021: материалы Международной научной конференции молодых ученых (г. Москва, 19–28 апреля 2021 г.). М.: Московский государственный областной университет, 2021. С. 153-156.
9. Жизнь под давлением: как устроены водонапорные башни. [Электронный ресурс]. URL: https://pcnews.ru/blogs/zizn_pod_davleniem_kak_ustroeny_vodonapornye_basni-1014637.html#gsc.tab=0 (дата обращения: 12.06.2023).
10. В двух селах Пензенской области отремонтировали водонапорные башни. [Электронный ресурс]. URL: https://progorod58.ru/news/79907 (дата обращения: 15.06.2023).

Естественно-научное образование является одной из важнейших составляющих подготовки обучающихся к самостоятельной жизни. В разное время оно обеспечивалось изучением целого комплекса дисциплин, ядро которого составляли физика, химия и биология. Массовое внедрение новых технологий и ускоренное развитие физической науки в последние десятилетия повлекли за собой заметное повышение общенаучного уровня и, как следствие, повышение требований к научному уровню школьного курса физики. Однако теоретизированный наукоемкий материал оказывается трудным для восприятия обучающимися, особенно с низким уровнем развития логического мышления. К тому же выявляется недостаточная взаимосвязь изучаемых вопросов с практикой и жизненным опытом подрастающего поколения. В связи с этим возникает необходимость в грамотном использовании практико-ориентированного подхода в обучении, основой которого служат задачи из окружающей действительности, направленные на формирование необходимых в повседневной жизни практических умений и навыков. Кроме того, практико-ориентированные задания обеспечивают формирование функциональной грамотности у обучающихся, что входит в число основных задач современного образования.

Но что делать, если подобные задачи непонятны школьнику и обучающийся затрудняется ответить, например, на такие вопросы, как:

– зачем посеяли морковь в октябре?

– какой выбрать дымоход: кирпичный или металлический?

– почему купили березовые дрова, а не дубовые?..

Особенно трудно при поиске ответов на такие вопросы приходится ребятам, которые живут в черте города. К сожалению, у большинства из них складывается впечатление, что все исчерпывается только благами городской цивилизации, хотя исторически, например, Пензенская область являлась и продолжает являться аграрным регионом, и кажется вполне естественным, чтобы обучающиеся образовательных организаций регионального центра знали и любили свой край, понимали и использовали накопленный опыт народов, его населяющих, уважали их культуру и традиционный уклад.

Таким образом, целью исследования стали разработка и внедрение практико-ориентированных метапредметных задач в учебный процесс по физике для осуществления процесса формирования функциональной грамотности обучающихся.

Материал и методы исследования. Анализ методической литературы по формированию функциональной грамотности на уроках физики; опрос обучающихся 7-х классов.

Результаты исследования и их обсуждение. Функциональная грамотность обучающихся общеобразовательных учреждений является предметом современных психолого-педагогических исследований [1–3]. Так, под ней понимается «повышаемый по мере развития общества и роста потребностей личности уровень знаний и умений, необходимый для полноправного и эффективного участия человека в экономической, политической, гражданской, общественной и культурной жизни своего общества и своей страны, для содействия их прогрессу и для собственного развития» [4, с. 20]. Уроки физики, как и все уроки по дисциплинам естественно-научного цикла, в большей степени позволяют формировать и совершенствовать естественно-научную грамотность как составляющую функциональной грамотности [5].

Проведенный анализ существующих заданий для оценки естественно-научной грамотности показал, что количество подобных заданий велико, они разнообразны как по содержанию, так и по уровню сложности, однако многие из них не позволяют добиваться высокого качества обучения из-за очевидной их отдаленности от жизненных реалий и отсутствия упора на воспитание обучающегося [6–8]. В связи с этим возникла необходимость в разработке авторских практико-ориентированных метапредметных задач и последующей их апробации на уроках физики.

Отметим, что задания разрабатывались исходя из возникающих трудностей в процессе изучения определенных тем школьного курса. Так появились задачи «Полюшко-поле» (в процессе ее решения расширяется спектр знаний обучающихся об озимых культурах), «Банный день» (в ходе ее выполнения обучающиеся получают возможность узнать об особенностях постройки бани и заготовки дров в Пензенском регионе), «Сено-солома» (данная задача позволяет обучающимся примерить на себя роль животновода) и др. Все задачи прошли успешную апробацию и могут быть использованы на уроках не только физики, но и биологии, географии.

Более подробно рассмотрим одно из таких практико-ориентированных заданий под названием «Загадочная башня» (материал информационного характера для данного задания взят из [9, 10]). Смоделируем его использование в образовательном процессе.

«Загадочная башня»

– Знаете ли Вы, что находится на фотографии (рис.1)?..

башня 1.jpg– Таких сооружений в городе практически не осталось, но в сельской местности они встречаются часто… Действительно, это водонапорная башня (село Дубровка Спасского района Пензенской области).

Рис.1. К заданию «Загадочная башня»

Причина их возникновения и использования заключалась в следующем. В начале XX века насосы для перекачивания воды по трубам уже применялись в коммунальном хозяйстве. Однако производительности таких насосов для сооружения мощного водопровода было недостаточно. Существовала и другая проблема – крайне неравномерное потребление воды населением в течение дня. В связи с этим технология возведения водонапорных башен получила широкое распространение.

В верхней части водонапорной башни размещается большой резервуар для воды (рис.2), который должен находиться выше самого высокого здания. Благодаря разности высот столб жидкости создает избыточное давление, под воздействием которого и осуществляется водоснабжение. Таким образом, принцип действия водонапорной башни основан на гидростатическом давлении. К резервуару башни подводятся трубы от насосной станции, где обычно используют маломощные насосы, постепенно наполняющие его.

 

 
  https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/8fa/246/939/8fa246939a1f8a423b3cce5ce318d7d1.png

 


Рис.2. Схема работы водонапорной башни

На территории России популярнее всего были так называемые башни Рожновского. Внешне они выглядели просто, но были исключительно надежными в работе, особенно в суровых климатических условиях. Башня Рожновского сконструирована таким образом, что вода в ней не замерзает даже при –30°С, но при этом очень важна правильная эксплуатация: при такой низкой температуре забор воды должен происходить со скоростью два резервуара в сутки. Если расход уменьшится, вода превратится в лед.

После ознакомления с информационным материалом обучающимся предлагается ответить на нижеследующие вопросы и выполнить задания.

Вопрос 1. Выберите верные утверждения.

1. Водонапорная башня ‒ это конструкция, представляющая собой часть системы водоснабжения и служащая для регулирования напора и расхода воды в водопроводной сети, для ее запаса.

2. Водонапорная башня эксплуатируется только в теплое время года.

3. Водонапорная башня и трубы водопроводной системы являются сообщающимися сосудами.

4. Высота башен должна быть больше высоты зданий – потребителей воды.

5. Для того чтобы резервуар был постоянно наполнен водой, требуется мощный насос.

Ответ: __________.

Вопрос 2. Почему водонапорные башни в настоящее время для водоснабжения населения эксплуатируются практически только в сельской местности?

Ответ: ___________________________________________________________________.

Ajsberg-v-ValdgejmeВопрос 3. Зимой, проезжая мимо небольших населенных пунктов области, можно нередко видеть огромные непонятной формы ледяные наросты на водонапорных башнях (рис. 3). Как Вы считаете, что привело к таким наростам льда и являются ли они опасными?

Рис.3. Ледяные наросты на водонапорной башне

Ответ: ___________________________________________________________________.

Оцените данные задания полученную из них информацию:

‰ Очень интересно.

‰ Интересно.

‰ Почти неинтересно.

‰ Неинтересно.

Методический паспорт задания

Для удобства использования задач для учителя разработан паспорт задания, в котором отражена его методическая ценность (таблица).

Методический паспорт задания «Загадочная башня»

Уровень

7-й класс

Вопрос

Учебная дисциплина

Физика

1, 2, 3

Проверяемая компетенция

Интерпретация данных и использование научных доказательств

1

Научное объяснение явлений

2, 3

Проверяемое познавательное действие

Анализ, интерпретация данных и умение делать соответствующие выводы

1

Выдвижение объяснительных гипотез

2, 3

Контекст

Процессы в неживой природе

1-3

Знание содержательных элементов

Сообщающиеся сосуды, гидростатическое давление

1, 2

Центр тяжести, равновесие

3

Уровень сложности

Средний

1

Повышенный

2, 3

Форма задания

С выбором ответа

1

С развернутым ответом

2, 3

Описание содержания текста задания

Представлены 5 утверждений, из которых нужно выбрать верные на основе работы с текстом

1

Представлен вопрос, требующий понимания работы устройства

2, 3

Деятельность обучающегося

Анализирует представленную информацию

1

Дает развернутый ответ, используя естественно-научное знание

2, 3

Максимальный балл

2 балла

1

2 балла

2, 3

Описание полного верного ответа

Выбраны все верные утверждения

1

Приведен правильный ответ с исчерпывающим объяснением

2, 3

Критерии оценивания

2 балла – указаны все верные ответы;

1 балл – допущена одна ошибка;

0 баллов – допущено 2 и более ошибок

1

2 балла – приведен полный правильный ответ с пояснением (есть понимание того, что башни в городе будут очень высокими и в большом количестве);

1 балл – приведен правильный ответ с указанием только одного фактора: высоты или количества;

0 баллов – ответ отсутствует или не соответствует вышеуказанным критериям

2

2 балла – приведен полный правильный ответ с пояснением (указано, что вода не расходуется должным образом, возможна разгерметизация бака, что центр тяжести смещается, возможно падение башни, указаны последствия падения);

1 балл – приведен правильный ответ на один из вопросов; в правильном ответе на два вопроса есть недочеты (не указан один из факторов из предыдущего пункта); нет ответа на один из вопросов; содержатся ошибки при рассуждении;

0 баллов – ответ отсутствует или не соответствует вышеуказанным критериям

3

Анкета обратной связи

Прилагается после задания

 

 

До внедрения подобных заданий в процесс обучения физике была отмечена несформированность некоторых познавательных действий в рамках проверки естественно-научной грамотности среди обучающихся МБОУ Классическая гимназия № 1 имени В.Г. Белинского г. Пензы. В связи с этим возникла потребность в разработке, дальнейшей апробации и использовании апробированных заданий в учебной практике. Апробация проводилась в экспериментальных группах обучающихся 7-х классов. Задания выполнялись индивидуально, самостоятельно. Анализ полученных результатов (рис.4) по выполнению задания «Загадочная башня» показывает, что практически все обучающиеся внимательно прочитали текст и успешно выполнили первое задание.

 
  Диа_1.jpg

Рис.4. Аналитическая диаграмма, иллюстрирующая результаты выполнения задания «Загадочная башня»

Второе и третье задание требуют глубокого понимания и осмысления прочитанного, применения полученных первичных знаний в незнакомой ситуации. Из диаграммы видно, что у обучающихся есть проблемы с представлением развернутого ответа, приведения исчерпывающего объяснения, для которого необходимо знать «тонкости» процесса. После разбора заданий обучающимся было предложено выразить свое мнение относительно выполненного задания, пройдя анкетирование, а затем обосновать это мнение. Результаты анкетирования представлены на диаграмме ниже (рис.5). Интерес к заданию, в котором описаны реальные жизненные ситуации, очевиден.

Диа_2.jpg

 


Рис.5. Аналитическая диаграмма, иллюстрирующая результаты проведенного анкетирования

В ходе разбора задания обучающиеся делились мнением о том, что иногда видели такие башни, но не знали, что это такое. Некоторые из обучающихся заинтересовались данной темой, нашли дополнительную информацию и рассказали одноклассникам про архитектуру таких башен, о роли, которую сейчас выполняют старые и не действующие башни, с какой целью устанавливались башни вблизи железной дороги и др. Приведем два отзыва обучающихся о проделанной работе и выполненных заданиях: «Мне очень понравились эти задания. Они намного интереснее, чем те, которые решали раньше. Я очень редко бываю в деревне, и у меня нет возможности наблюдать за различными процессами. Эти задания расширили мой кругозор, они содержат очень интересный материал»; «Мне понравилась проделанная работа. Я редко бываю за городом и поэтому не знаю всех тонкостей сельской жизни. Я погрузилась в работу, и мне захотелось там побывать!»

После апробации все методически проработанные авторами задания (полностью или частично) вошли в дидактический фонд учителей не только физики, но и биологии, географии.

Заключение. Для устранения выявленного в ходе исследования низкого уровня практикоориентированности знаний обучающихся были определены направления методической работы по внедрению метапредметных задач в учебный процесс по физике. Эффективность применения таких заданий была подтверждена результатами проведенных контрольно-измерительных мероприятий, которые показали более высокую степень понимания и усвоения учебного материала. По мнению авторов, данная проблема подлежит дальнейшему исследованию. Выявлена необходимость в разработке практико-ориентированных метапредметных задач для использования не только на уроках физики, биологии, географии (банк заданий на сегодняшний день, кроме представленных, уже содержит ряд таких задач), но и во внеурочной деятельности.


Библиографическая ссылка

Паскевич Н.В., Журунова Е.А., Киндаев А.А. ОТ ПРАКТИКО-ОРИЕНТИРОВАННЫХ ЗАДАЧ К ФОРМИРОВАНИЮ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ГРАМОТНОСТИ (НА ПРИМЕРЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МЕТАПРЕДМЕТНЫХ ЗАДАЧ НА УРОКАХ ФИЗИКИ) // Современные проблемы науки и образования. – 2023. – № 4. ;
URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=32718 (дата обращения: 20.06.2024).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1,674