ВВЕДЕНИЕ 3
1. Теоретические основы естественно-научной грамотности 5
1.1. Естественно-научная грамотность в России 5
1.2. Международная программа по оценке образовательных достижений
учащихся (Международная программа PISA) 13
1.3.Образовательные достижения учащихся по естественнонаучной грамотности (с 2000 года) 22
2. Формирование естественнонаучной грамотности в общеобразовательных учебных заведениях 28
2.1. Федеральный государственный образовательный стандарт основного
общего образования (ФГОС ООО): требования к личностным,
метапредметным и предметным результатам образования 28
2.2. Структура тестовых заданий PISA по естественнонаучной грамотности 36
2.3. Формирование естественно-научной грамотности учащихся в разных
общеобразовательных учебных заведениях 46
2.4. Примеры заданий на формирование естественнонаучной грамотности по химии 52
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 56
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 62
ПРИЛОЖЕНИЕ
Современное состояние и актуальность темы исследования. Процесс становления системы отечественного образования ориентирован на ее вхождение в мировое образовательное пространство, что особенно явно начинает проявляться в практической реализации новой образовательной парадигмы, способной трансформировать существующее образовательное пространство этапа перехода «общее - профессиональное» образование в важную компоненту системы непрерывного профессионального образования.
Это отвечает сущности наукоориентированной современной образовательной парадигмы, согласующейся с тенденцией усиления значения интеграции познавательной деятельности в общеобразовательной школе, вузе, системе научного образования.
Приоритетной задачей школьного образования сегодня является достижение всех планируемых результатов обучения в контексте требований федеральных государственных образовательных стандартов (ФГОС) [28].
Все предусмотренные стандартом образовательные результаты для основной школы в области «Естественнонаучные предметы» могут быть реально достигнуты при условии согласованного взаимодействия учителей физики, химии и биологии. Это взаимодействие в рамках основной образовательной программы школы подразумевает реализацию общих принципов изучения естественнонаучных учебных курсов, использование дидактических средств, базирующихся на реальном жизненном контексте и разнообразных, достаточно сложных видах учебной деятельности.
Изменившиеся образовательные приоритеты требуют изменений в содержании и методике естественнонаучного образования: построении обучения на основе научного метода познания, организации деятельности, в процессе которой формируются умения по исследованию явлений, обоснованию полученных результатов, формулированию собственных суждений и выводов.
В качестве эффективного подхода, объединяющего
естественнонаучные предметы и способствующего выполнению требований ФГОС, можно рассматривать направленность естественнонаучных предметов на общий образовательный результат - формирование естественнонаучной грамотности (ЕНГ) учащихся. Участие России в программах PISA и TIMSS дает возможность оценить, насколько хорошо подготовлены учащиеся нашей страны относительно школьников из других стран; увидеть сильные и слабые стороны отечественного школьного образования; понять, в каких направлениях совершенствовать российскую систему общего образования. Российские подростки показывают высокие результаты и положительную динамику в исследовании TIMSS, но их результаты ниже среднего уровня на программе PISA. Разные результаты наших учащихся на PISA и TIMSS объясняются двумя причинами [15].
Объект исследования: образовательные достижения учащихся Предмет исследования: образовательные достижения учащихся в области
естественнонаучной грамотности.
Цель исследования: рассмотреть образовательные достижения
учащихся по естественнонаучной грамотности.
Задачи исследования:
1. Рассмотреть общие подходы к понятию естественнонаучной грамотности.
2. Проанализировать роль учителя в формировании
естественнонаучной грамотности.
3. Провести исследования естественнонаучной грамотности, международной программой при обучении учащихся.
Методы исследования для решения поставленных задач - анализ содержания психолого-педагогической, методической литературы, экспериментальная проверка.
Естественнонаучные знания и умения, овладения которыми оценивалось исследованиями PISA, в школе формируются при изучении предметов естественнонаучного цикла: физики (с элементами астрономии), биологии, химии, географии.
Принято следующее определение этого понятия: «естественнонаучная грамотность - это способность учащихся использовать естественнонаучные знания для отбора в реальных жизненных ситуациях тех проблем, которые могут быть исследованы и решены с помощью научных методов, для получения выводов, основанных на наблюдениях и экспериментах, необходимых для понимания окружающего мира и тех изменений, которые вносит в него деятельность человека, а также для принятия соответс вующих решений».
Таким образом, различие в достижениях российских учащихся на PISA и TIMSS не может быть объяснено только одним фактором - разным составом стран-участниц. Интересно отметить, что результаты ниже среднего уровня на PISA и результаты выше среднего уровня на TIMSS показывают и школьники из некоторых других стран - Израиля, США, Венгрии. Значит, не только российская система образования сталкивается с подобного рода проблемой. Второй важный фактор, определяющий успехи и неудачи наших подростков, - принципиально разное содержание заданий, пред агаемых а данных международных тестированиях в рамках одной и той же учебной дисциплины [10].
Международные тестирования PISA и TIMSS проверяют разные компетенции учащихся. Исследование TIMSS характеризуется большей академической направленностью. Оно оценивает, в первую очередь, уровень предметных математических и естественнонаучных знаний, которые
составляют основу учебной программы и хорошо преподаются в российской школе. Действительно, в России процесс обучения обеспечивает школьников солидным запасом знаний по большому кругу учебных дисциплин. И в этом смысле качество российского образования, по-прежнему, остается одним из лучших в мире.
Программа PISA проверяет способность учащихся к анализу различных сит аций, аргументации собственной точки зрения, использо анию коммуникативных навыков, самостоятельному развитию компетенций, необходимых для успешной адаптации в современном мире. Большое внимание уделяется проверке широких, междисциплинарных знаний, необходимых во взрослой жизни. Здесь акцент сделан на умении применять полученные теоретические знания в конкретных жизненных ситуациях, которые выходят за рамки стандартных учебных задач.
Задания, основанные на реальных событиях или приближенные к ним, ставят в тупик российских учащихся, так как без точной формулировки того, какие именно знания нужно использовать в процессе решения, они не понимают, что от них требуется. В заданиях, предлагаемых на PISA, часто присутствуют избыточные, то есть не использующиеся в решении, данные. Наши школьники не знают, что с ними делать, так как в большинстве российских учебников задачи сформулированы таким образом, что в процессе решения нужно использовать все имеющиеся данные.
Следовательно, учащиеся из разных стран оказываются не в равных условиях из-за различных методик обучения. В одних странах, в том числе и в России, процесс обучения не дает школьникам достаточных навыков для практического применения полученных предметных знаний к анализу реальных жизненных ситуаций. В других странах учащиеся готовы к решению подобных задач и поэтому показывают на программе PISA более высокие результаты [35]. Для того чтобы наши школьники отказались от привычки действовать «по шаблону» и научились творчески переосмысливать полученные теоретические знания, необходимо скорректировать существующие образовательные методики в соответствии со стандартами PISA, сделать их в большей степени ориентированными на практику, не утратив при этом присущую российской школе фундаментальность.
Конкретные рекомендации по совершенствованию методики преподавания в российской школе могут быть сформулированы как программа-минимум и программа-максимум. В первом случае повышение результатов наших учащихся на программе PISA может быть достигнуто достаточно быстро и с наименьшими финансовыми затратами. Здесь необходимо издать и распространить в школах специальное пособие для учителей с заданиями из прошлых раундов программы PISA по всем тестируемым учебным дисциплинам, а также с подробными решениями этих заданий. Чтобы мотивировать учителей к использованию данного пособия в учебном процессе, следует включать в варианты ЕГЭ, помимо прочего, и задания, аналогичные заданиям из программы PISA.
Программа-максимум потребует больше времени и финансовых ресурсов, однако и эффект от ее реализации будет более значительным. Здесь необходимо провести грантовый конкурс на создание учебно-методического комплекса (УМК), «заточенного» под программу PISA, по основным учебным дисциплинам (можно начать с одного предмета, например, математики). УМК должен включать: учебник для учащихся, методическое пособие для преподавателя и контрольно-измерительные материалы (КИМ).
Чрезвычайно важно сделать этот конкурс открытым и прозрачным. В противном случае, новые УМК будут готовить авторы, известные Министерству образования и издательствам, то есть те же амые авторы, которые писали старые учебники. В результате новые УМК и содержательно, и методически будут похожи на старые учебно-методические комплексы. Для привлечения к участию в конкурсе широкой общественности следует провести активную рекламу: разослать информацию о конкурсе по всем вузам и школам; объявить о нем по основным телевизионным каналам и в Интернете.
В процессе отбора заявок не следует принимать во внимание ученые степени и звания потенциальных авторов, так как заслуженным профессорам и докторам наук зачастую сложно изменить стереотипы мышления, сформировавшиеся за долгий период времени. Не исключено, что рядовой школьный учитель и даже молодой человек, далекий от преподавательской деятельности, но знакомый с европейской системой образования, сможет представить на конкурс более адекватную программе PISA заявку.
При этом важно, чтобы весь УМК был выполнен одним, а не несколькими авторами. Сегодня мы часто сталкиваемся с ситуацией, когда солидный профессор пишет совершенно стандартный учебник, а малоизвестный методист в пособии для учителя пытается объяснить, как развить у школьников, обучающихся по данному учебнику, метапредметные компетенции, о которых заслуженный автор учебника даже не слы ал. Такой подход не может дать учащимся требуемых компетенций, так как они читают учебник, а не методическое пособие. И совсем не факт, что их учитель активно пользуется данным методическим пособием в процессе преподавания. Именно учебник, а не методическое пособие, является главной единицей УМК, поэтому его изучение само по себе может давать учащимся не только предметные знания, но и метапредметные компетенции.
Результаты исследования PISA обозначили дефициты российских учащихся в сформированности ряда важных умений: осуществлять поиск информации по ключевым словам; анализировать процессы проведения исследований; составлять прогнозы на основе имеющихся данных; интерпретировать научные факты и данные исследований; выявлять научные факты и данные исследований, лежащих в основе доказательств и вывод в; интерпретировать графическую информацию; проводить оценочные расчеты и прикидки.
Успехи российских учащихся в тестировании TIMSS и их низкие результаты в программе PISA объясняются двумя причинами. Во-первых, существует значимая корреляция между улучшением позиции наших школьников в рейтинге TIMSS и количеством стран, отказавшихся от участия в тестировании TIMSS (участвуют только в PISA). Во-вторых, различается подход в формулировке заданий: TIMSS проверяет уровень предметных знаний, а PISA - умение применять теоретические знания в конкретных жизненных ситуациях. Поэтому перспективы наших учащихся в международной программе PISA зависят от скорости адаптации российской школы к требованиям этой международной программы.
Первая причина - неоднородный состав стран, участвующих в этих международных тестированиях. Проведенное исследование обнаружило существенную зависимость между увеличением количества ст ан (преимущественно европейских), отсутствующих на тестировании TIMSS, но участвующих в программе PISA, и повышением места российских школьников в рейтинге TIMSS.
Вторая причина - принципиально разное содержание за аний по математике и естественнонаучным дисциплинам, предлагаемым учащимся а программе PISA и в исследовании TIMSS. Последнее проверяет уровень предметных знаний, которые составляют основу учебной программы, тог а как в программе PISA акцент сделан на умении применять теоретические знания в конкретных жизненных ситуациях, которые выходят за рамки стандартных учебных задач [10].
Для того чтобы улучшить позиции наших учащихся в рейтинге PISA, необходимо скорректировать существующие образовательные методики в соответствии со стандартами PISA, сделать их в большей степени ориентированными на практику, не утратив при этом присущую российской школе фундаментальность.
Конкретные рекомендации включают программу-минимум (издание пособия для учителей с заданиями из тестирований PISA и их решениями) и программу-максимум: проведение грантового конкурса на создание УМК (учебник + методическое пособие для учителя + КИМ) по основным учебным дисциплинам, «заточенного» под программу PISA.
1. Аренс В. Ж. Азбука исследователя. - М. : Интермет Инжиниринг, 2010.
2. Ашин Г.К. Мировое элитное образование. - М.: Анкил, 2010. - 360 с.
3. Баженов Л.Б. Строение и функции естественнонаучной теории. - М.: Наука, 2010 - 230 с.
4. Байдалина О.В. О прикладном аспекте химических знаний // Химия в школе. 2005. №5. С.45-47.
5. Беспалько В.П. Педагогика и прогрессивные технологии обучения. - М.: Институт проф. образования РАО, 2011. - 336 с.
6. Богданова Н.Н. Формы тестовых заданий по химии // Естествознание в школе. 2005. №3. С.44.
7. Дубнищева Т. Я. Концепции современного естествознания: учеб. пособие для студ. вузов / Т. Я. Дубнищева. - 6-е изд., испр. и доп. - М.: Издательский центр «Академия», 2011. - 608 с.
8. Ермоленко В. А., Перченок Р. Л., Черноглазкин С. Ю. Дидактические основы функциональной грамотности в современных условиях. - М.: ИТОП РАО, 2010. - 228 с.
9. Инструктивно- методическое письмо. - А., 2014.
10. Каспржак А., Митрофанов К., Поливанова К., Соколова О., Цукерман Г. Почему наши школьники провалили тест PISA / Директор школы. 2005. №4. - С.4-13.
11. Каспржак А.Г., Митрофанов К.Г., Поливанова К., Соколова О.В, Цукерман Г.А. Российское школьное образование: взгляд со стороны // Вопросы образования. 2014. №1. - С.190-231.
12. Ковалева Г. С. О международной программе PISA-2009 и одном из
результатов по критериям: математическая и естественнонаучная
грамотность // Муниципальное образование: инновации и эксперимент. 2011. №1 С.3-10.
13. Ковалева Г.С. Состояние российского образования (по результатам международных исследований) // Педагогика. - 2011. - №2. - С.80-88.
14. Ковалева Г.С., Корощенко А.С. Изучение химии в школах мира // Химия в школе. 2012. №7. - С.2-11.
15. Ковалева Г.С., Красновский Э.А., Краснокутская Л.П., Краснянская К.А. Результаты международного сравнительного исследования PISA в России // Вопросы образования. 2009. №1. - С.138-180.
16. Ковалева Г.С., Краснокутская Л.П., Краснянская К.А., Логинова О.Б. Итоги участия России в международной программе по оценке образовательных достижений (PISA) в 2003 г. // Вопросы образования. 2004. №1. - С.181-189.
17. Концепции современного естествознания. / Под редакцией В.Н.
Лавриненко. - Ростов-на-Дону, 2016.
18. Концепции современного естествознания. / Под редакцией С.И.
Самыгина. - Ростов-на-Дону, 2011.
19. Кузнецова О.Г., Щангина Л.П., Шевцова Т.А. и др. Пособие по химии для поступающих в СибГМУ. -Томск: Изд-во НТЛ, 2001. - 104.
20. Литвинова Т.Н. Задачи по общей химии. - Ростов н/Д: «Феникс», 2001. - 128 с.
21. Материалы международного исследования PISA на сайте отдела оценки качества образования ИСМО РАО [Электронный ресурс] http: //www.centeroko .ru.
22. Мусихина С. Ю. Формирование естественнонаучной компетентности учащихся при помощи заданий нового типа // Эксперимент и инновации в школе. 2010. №5 - С.49-56.
23. Новые требования к содержанию и методике обучения в российской
школе в контексте результатов международного исследования PISA -2000 / А.Г. Каспржак, К.Г. Митрофанов, К.Н. Поливанова и др. - М.:
«Университетская книга», 2005. - 128 с.
24. Ордабаева Ж.Ж. Естественнонаучная подготовка школы в аспекте формирования функциональной грамотности // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. - 2014. - № 5 - С. 105-108.
25. Ордабаева Ж.Ж. Факторный анализ содержания практико-ориентированного обучения учащихся по курсу физики // Материалы II международной научно-практической конференции «Молодежь и наука: реальность и будущее»: в 9 томах - Невинномысск: Невинномысский институт экономики, управления и права, 2010. - Т.1. - С. 398-401.
26. Основные результаты международного исследования качества математического и естественнонаучного образования TIMSS-2011. Аналитический отчет / М.Ю. Демидова и др.; под ред. Г.С. Ковалевой. - М.: Макс-Пресс, 2013. - 154 с.
27. Пентин А.Ю. Разработка компетентностно-ориентированных заданий по оцениванию читательской грамотности на основе естественнонаучных текстов. // Методист. - 2011. № 4.
28. Пентин А.Ю. Комплексные межпредметные задания с химической составляющей как инструмент формирования и диагностики естественнонаучной грамотности учащихся // Международный журнал экспериментального образования. - 2016. - № 9 часть 2.
29. Первые результаты международной программы PISA-2009. Материалы для обсуждения. - М., 2010. - 20 с.
30. Перфильева О. В. Программа международной оценки образовательных достижений учащихся PISA: образование как критерий межстрановой и внутристрановой дифференциации // Вестник международных организаций: образование, наука, новая экономика. 2014. №6. - С.58-65.
31. Примерная основная образовательная программа образовательного учреждения. Основная школа/[сост. Е.С. Савинов]. - Просвещение, 2011. - 342 с. - (Стандарты второго поколения).
32. Скальный А.В. Микроэлементозы человека. М.: Научный мир, 1990. - 96 с.
33. Скальный А.В. Химические элементы в физиологии и экологии человека. - М.: Издательский дом «ОНИКС 21 век»: Мир, 2004. - 216 с.
34. Стефанова Г.П. Теоретические основы и методика реализации принципа практической направленности подготовки учащихся при обучении физике. - М., 2012. - 32 с.
35. Хорошавина С.Г. Концепции современного естествознания. - Ростов- на-Дону, 2010.
36. Хуторской А.В. Современная дидактика: учеб. пособие. - М.: Высшая школа, 2015. - 639 с.