Лекция 2. Лекция 6.3 (П). Развитие компетенции Интерпретация данных и использование научных
 Скачать 3.23 Mb.
|
|
Развитие компетенции «Интерпретация данных и использование научных доказательств для получения выводов» Камзеева Елена Евгеньевна, вед. эксперт Академии Минпросвещения России, к. ф.-м. н., kamzeeva@mail.ru Школа современного учителя. Развитие естественно-научной грамотности 2 Основные направления функциональной грамотности Естественно-научная грамотность – это способность человека занимать активную гражданскую позицию по вопросам, связанным с естественными науками, и его готовность интересоваться естественно-научными идеями. Человек стремится участвовать в аргументированном обсуждении проблем, относящихся к естественным наукам и технологиям, что требует от него следующих компетентностей: • Научно объяснять явления • Понимать основные особенности естественно-научного исследования • Интерпретировать данные и использовать научные доказательства для получения выводов PISA Естественно-научная грамотность 3 Пересечение компетенций естественно-научной грамотности С чем могут быть связаны данные? Чаще всего или с описанием явлений и процессов, или с представлением экспериментальных данных. Таким образом, умения «интерпретировать данные» тесно связаны с компетенциями по научному объяснению явлений и применению методов естественно-научного исследования. Почему же эта компетенция выделена отдельно? Во-первых, задача научить чтению и преобразованию инфографики является важнейшим результатом обучения. Графические объекты – это международный язык техники, поэтому, где бы ни учился, где бы ни работал человек после школы – ему обязательно придется иметь дело с графиками. Во-вторых, спектр действий по работе с данными не сводится только к анализу и интерпретации графических данных. Это, дополнительно, и оценка научных аргументов и доказательств, предъявляемых разными авторами или разными источниками информации. Что также крайне важно, учитывая наличие в современной информационной среде множества недостоверных источников. 4 • Владение базовыми навыками преобразования информации из одной знаковой системы в другую Физика (предметные результаты) (ФГОС ООО, 2021) • Выбирать, анализировать, систематизировать и интерпретировать информацию различных видов и форм представления • Самостоятельно выбирать оптимальную форму представления информации и иллюстрировать решаемые задачи несложными схемами, диаграммами, иной графикой и их комбинациями Познавательные УУД по работе с информацией (ФГОС ООО, 2021) Требования ФГОС ООО по освоению умений работать с информацией разного вида В ФГОС ООО прописаны требования по работе с графической информацией как в требованиях к предметным результатам, так и в требованиях к метапредметным результатам. 5 Умения по преобразованию информации из одной формы в другую. Преемственность с начальной школой Примеры заданий «Окружающий мир» (4 класс) В соответствии с требованиями стандарта для начального общего образования, основы работы с графической информацией должны закладываться уже в начальной школе. Развитие компетенции «Интерпретация данных и использование научных доказательств для получения выводов» на предметном содержании по физике 7 Графическое представление информации на уроках физики - Наглядность и емкость по содержанию графического способа представления информации при проведении эксперимента и описании закономерностей/функциональной зависимости физических величин - Решение задач графическим методом (графическое решение уравнений по точкам пересечения, определение среднего значения величины, оценка наибольшего/наименьшего значения, графическое интегрирование…) - Использование графика дает возможность не только развивать творческое мышление учащихся, но и объяснять природные процессы, выходящие за пределы изучения школьного материала 8 Графическое представление информации при проведении исследований Пример 1: свободное падение стального шарика (9 класс) Пример 2: нагревание/охлаждение вещества (8 класс) При обучении физике графический способ представления информации широко используется для представления данных при проведении эксперимента или при описании функциональной зависимости одной величины от другой. 9 Решение задач графическим методом Сравнение пути, пройденного телами 1 - 3 (9 класс) Изопроцессы в различных координатах (10 класс) Задача может быть решена школьником только графически. Задачи на графическое интегрирование - задачи на определение пути по графику зависимости скорости от времени, нахождение заряда по графику зависимости силы тока от времени, работы газа по графику зависимости давления газа от объема – успешнее решаются графическим способом. 10 Объяснение сложных процессов/явлений на примере сил межмолекулярного взаимодействия Силы притяжения и отталкивания между молекулами (10 класс) Использование графика дает возможность представлять и объяснять сложные физические процессы и модели. Например, функциональные зависимости для сил межмолекулярного взаимодействия выходят за рамки школьного курса математики, и только с помощью графиков можно объяснить данную физическую модель. 11 Отражение требований к работе с информацией и данными в КИМ ГИА по физике. Выдержки из спецификаций КИМ ГИА ОГЭ-2022 ЕГЭ-2022 12 Примеры КИМ ОГЭ Примеры заданий из КИМ ОГЭ, которые проверяют умения выпускников основной школы работать с информацией, заданной в различном виде. Для описания процесса преобразования энергии в люминесцентной лампе учащийся должен понять принцип работы лампы, изложенный в контексте с опорой на схематический рисунок. Данные по изучению явления электромагнитной индукции представлены с применением и электрической схемы эксперимента, и графика зависимости силы тока, протекающего через катушку А, от времени. 13 Примеры КИМ ЕГЭ Примеры заданий из КИМ ЕГЭ, которые проверяют умения учащихся работать с информацией, заданной в различном виде. Для описания поведения рамки с током в постоянном магнитном поле энергии учащийся должен «прочитать» схематический рисунок и только затем применить правило для нахождения направления силы Ампера. При выполнении заданий по физике учащиеся должны уметь найти недостающие данные из дополнительных материалов (таблиц или графиков). Например, в приведенной задаче на определение периода полураспада изотопа учащиеся должны определить ответ на основе графика. Развитие компетенции «Интерпретация данных и использование научных доказательств для получения выводов» с использованием банка открытых заданий PISA 15 Перечень действий, являющихся структурными элементами компетенции «Интерпретация данных и использование научных доказательств для получения выводов» 16 Открытый банк заданий PISA по естественно-научной грамотности: https://www.oecd.org/pisa/test/pisa2015/#d.en.537240 ; Исследование PISA-2018. Естественно-научная грамотность (centeroko.ru) На рисунке пример задания исследования PISA, когда от учащегося требуется провести сравнение (на наличие корреляции) двух графиков. В тексте речь идет о парниковом эффекте и рассматривается гипотеза о том, что причиной повышения температуры на Земле является увеличение выбросов в атмосферу углекислого газа (который и является парниковым). Задания выстроены таким образом, чтобы учащиеся на основе сравнительного анализа графиков нашли данные как в пользу гипотезы, так и против нее. 17 Около половины российских школьников увидели подтверждение выводу Андрея: увидели корреляцию между графиками (оба графика в целом растут). Открытый банк заданий PISA по естественно-научной грамотности: https://www.oecd.org/pisa/test/pisa2015/#d.en.537240 ; Исследование PISA-2018. Естественно-научная грамотность (centeroko.ru) 18 Только около трети тестируемых смогли найти опровержение выводу Андрея (на отдельных временных интервалах графики ведут себя по-разному). Низкий процент выполнения заданий показывает, что такой сравнительный анализ мы на уроках практически не проводим. Открытый банк заданий PISA по естественно-научной грамотности: https://www.oecd.org/pisa/test/pisa2015/#d.en.537240 ; Исследование PISA-2018. Естественно-научная грамотность (centeroko.ru) 19 В одном и том же контексте могут предлагаться задания на разные компетенции ЕНГ. На слайде пример задания, предлагаемое к контексту о парниковом эффекте, на научное объяснение явлений. На уроке мы в связке развиваем все компетенции ЕНГ. Открытый банк заданий PISA по естественно-научной грамотности: https://www.oecd.org/pisa/test/pisa2015/#d.en.537240 ; Исследование PISA-2018. Естественно-научная грамотность (centeroko.ru) 20 Исследование PISA-2018. Естественно-научная грамотность Пример задания на построение научных доказательств на основе работы со схемой каталитического конвертера, преобразующего вредные выхлопные газы. Только треть российских школьников нашли информацию, явно заданную на схеме. 21 Еще один пример задания на основе работы со схемой каталитического конвертера, преобразующего вредные выхлопные газы. Только каждый четвертый школьник сумел сформулировать научные доказательства тому, что проблема преобразования вредных выхлопных газов решена не полностью. Исследование PISA-2018. Естественно-научная грамотность 22 Пример задания на оценку отношений 15-летних школьников к научным данным и исследованиям. Инструментарий PISA направлен не только на оценку сформированности тех или иных умений, но и на выявление позиции учащихся к научным идеям и исследованиям, понимания ими ценности научного познания. Исследование PISA-2018. Естественно-научная грамотность 23 Пример задания к контексту «Производство энергии за счет ветра» на сравнение графиков зависимости скорости ветра от месяца года для четырех выбранных мест. Сравнивая графики, учащиеся должны найти научные доказательства для обоснования выбора того места, которое в наибольшей степени подходит для сооружения ветряка. Основания для выбора местности в данном случае – большая сила ветра и наличие ветра в течение всего года. 76% российских школьников справились с заданием. Исследование PISA-2018. Естественно-научная грамотность 24 Еще один пример задания к контексту «Производство энергии за счет ветра». В данном задании от учащихся требуется преобразовать в соответствующий график вербальное описание зависимости вырабатываемой ветряком электроэнергии от скорости ветра. Только 38% российских школьников справились с заданием, что свидетельствует о том, что в практике учителей физики такие задания встречаются крайне редко. Исследование PISA-2018. Естественно-научная грамотность Развитие компетенции «Интерпретация данных и использование научных доказательств для получения выводов» с использованием банка заданий ФИПИ 26 Банк заданий ФИПИ (ЕНГ, 7-9 классы) Открытый банк заданий для оценки естественно-научной грамотности (fipi.ru) Рамка описания заданий по ЕНГ банка ФИПИ соответствует рамке международного исследования PISA. Так, перечень умений для компетенции «Интерпретация данных и использование научных доказательств для получения выводов», используемый при описании заданий банка ФИПИ, практически полностью соответствует перечню умений исследования PISA. 27 Примеры. Распознавать предположения (допущения), аргументы и описания в научно-популярных текстах. Тема урока: «Давление жидкостей» (7 класс) Необходимо обратить внимание на задания, проверяющие умение распознавать предположения (допущения), аргументы и описания в научно-популярных текстах. Такие задания представляют собой перечень из 4-5 отрывков из различных источников информации, среди которых необходимо найти те, которые подтверждают указанное в тексте задания положение (гипотезу). 28 Примеры. Распознавать предположения (допущения), аргументы и описания в научно-популярных текстах. Тема: «Тепловые процессы (8 класс) Еще один пример задания, проверяющего умение распознавать предположения (допущения), аргументы и описания в научно- популярных текстах. 29 Примеры. Находить необходимые данные в источниках информации, представленной в различной форме (таблицы, графики, схемы, диаграммы, карты) Тема: «Давление твердых тел» (7 класс) Для выполнения данного задания учащийся должен проанализировать данные, представленные на схематических рисунках. Пример практико-ориентированного контекста, связанного со здоровьем человека, рассмотренный в ситуации личностного характера. 30 Примеры. Находить необходимые данные в источниках информации, представленной в различной форме (таблицы, графики, схемы, диаграммы, карты) Тема урока: «Давление жидкостей» (7 класс) Для выполнения задания учащийся должен найти необходимые данные, представленные в таблице. Еще один пример контекста, связанного со здоровьем человека. 31 Примеры. Находить необходимые данные в источниках информации, представленной в различной форме (таблицы, графики, схемы, диаграммы, карты) Тема: «Глаз и зрение» (9 класс) Для выполнения задания учащийся должен найти необходимые данные, представленные на схематическом рисунке. Пример межпредметного контекста (физика – биология). 32 Примеры. Находить необходимые данные в источниках информации, представленной в различной форме (таблицы, графики, схемы, диаграммы, карты) Тема: «Излучение атомов» (9 класс) Пример контекста, связанного с современными технологиями по производству продуктов. Для выполнения задания учащийся должен найти необходимые данные, представленные в таблице. 33 Примеры. Интерпретировать данные и делать соответствующие выводы Тема: «Глаз и зрение» (9 класс) Таким образом, задания на интерпретацию данных содержат различные схемы, графики, диаграммы, таблицы. Поскольку эти графические объекты отражают реальные жизненные ситуации (часто ситуации реальных научных исследований), то их вид существенно отличается от тех графиков и схем, которые используются в учебниках и задачниках по физике. Поэтому достаточно сложным для учащихся оказывается уже этап нахождения данных в источниках информации, представленной в различной форме (таблицы, графики, схемы, диаграммы, карты). Пример задания по интерпретации научных данных, представленных в виде графиков. 34 Примеры. Интерпретировать данные и делать соответствующие выводы Тема: «Тепловые явления» (8 класс) Часто задания по развитию ЕНГ носят комбинированный характер (включают несколько компетенций). На слайде пример задания (про личинки майского жука), которое проверяет умение научно объяснять явление, связанное с промерзанием грунта. Однако для выполнения задания учащиеся сначала должны проанализировать данные, представленные на географической карте. Контекст заданий является межпредметным (физика, биология, география). 35 Примеры. Интерпретировать данные и делать соответствующие выводы Тема: «Тепловые явления» (8 класс) Еще один пример задания комбинированного характера. Для построения научного объяснения явления, связанного с тепловым расширением жидкостей, учащийся должен проявить понимание особенностей научного исследования (понимание способов повышения точности измерения) и проанализировать данные, представленные в таблице (сравнение коэффициентов объемного расширения для разных жидкостей). 36 Учет возрастных особенностей обучающихся при освоении компетенции «Интерпретация данных» 7 класс 8 класс 9 класс По мере перехода из класса в класс: • учет подготовки обучающихся в области естественных наук • увеличение сложности контекста и формы представления данных • увеличение доли заданий с контекстом глобального содержания • увеличение доли заданий на применение более сложных действий по работе с информацией (поиск и понимание, интерпретация и преобразование, выводы и оценка) Исследование PISA по оценке естественно-научной грамотности проводится на выборке 15- летних школьников. В основном, в выборку попадают учащиеся 9- х классов. Но задача формирования и развития функциональной грамотности должна решаться, начиная с начальной школы, а конкретно для учителя физики – начиная с первых уроков в 7 классе. Последовательный процесс развития ЕНГ должен учитывать возраст детей и выстраиваться в динамике. |