Приёмы и методы формирования функциональной грамотности при изучении физики.
действовать достаточно сложно,
а привести свои мысли в действие- самое сложное в мире»
Иоганн Вольфганг фон Гёте
Актуальность темы определяется необходимостью в формировании функциональной грамотности у всех учащихся независимо от ступени обучения и их дальнейших образовательных и профессиональных планов. Это вызвано значительными технологическими изменениями в производственных и гуманитарных сферах деятельности, катастрофическим увеличением информационных потоков и неопределённостью будущего развития.
Умение креативно и критически мыслить, применять нестандартные решения, быть коммуникабельным, грамотным и начитанным, способным идти на компромисс и вести себя в обществе, легко адаптирующимся, самостоятельным, владеющим ИТ, умеющим подать себя — выделяет лидирующего и конкурентно-способную человека. У этого человека хорошо сформированы навыки и умения, критическое и творческое мышления, он обладает знаниями. И он является функционально грамотной личностью, сформировать которую, с помощью читательской и математической грамотностью, помогает естественнонаучная грамотность при изучении физики. Достичь желаемого результата педагогу помогают известные и современные методы и приемы, применение которых способствует развитию перечисленных выше компетенций. Об этих методах и приемах пойдет речь в данной статье.
Естественнонаучная грамотность, экспериментальное задание, креативное мышление, критическое мышление, приемы, методы, кластер, синквейн, мозговой штурм, игра, кейс-метод, визуализация, индивидуальные домашние задания, групповые приемы, контроль.
Функциональная грамотность включает в себя несколько составляющих, основными в процессе изучения физики являются:
— читательская грамотность (формирование которой может происходить с помощью плана-конспекта параграфа, следуя которому обучающийся изучает информацию в тексте, понимает, осмысливает, извлекает и интерпретирует, заполняя конспект по плану);
— математическая грамотность (формирование которой может происходить не только при решении расчетных задач, но и при выполнении заданий, например «Вычисление мощности человека», где обучающийся, используя математический аппарат, производит вычисления физических, переводит единицы измерения физических величин в систему единиц СИ);
— естественнонаучная грамотность (формирование которой происходит, в большей степени, с помощью экспериментальных заданий, которые закладывают навыки использования естественнонаучных знаний для понимания физических процессов и явлений в окружающем нас мире).
Задача педагога заключается в формирования ключевых компетенций, то есть в формировании у обучающегося, готовности использовать усвоенные знания, умения, навыки и способы деятельности в реальной жизни для решения практических задач.
Для этого педагогу необходимо увлечь и заинтересовать ребенка, замотивировать его на изучение предмета, а также разнообразить урок, используя разные виды деятельности в процессе обучения.
В этом педагогу поможет физический эксперимент, который занимает при формировании функциональной грамотности лидирующее место в предмете «Физика». Демонстрационный, лабораторный, фронтальный, домашний эксперимент можно рассматривать как метод активизации познавательной и мыслительной деятельности обучающегося. Он никогда не используется как уединенный метод, только в сочетании со словесными методами (лекция, объяснение, беседа) и с другими средствами наглядности (рисунки, таблицы, экранные пособия). Эксперимент развивает у обучающихся наблюдательность, образное мышления, умение делать обобщения на основе наблюдаемых фактов.
Также он дает возможность овладеть навыком применения тех или иных физических закономерностей, понять тесную связь физики с окружающим миром и предметами.
Образовательная функция физического эксперимента: способствует формированию у обучающихся теоретических знаний; интеллектуальных и практических умений и навыков, в том числе, умений выполнять простые наблюдения, измерения и опыты, обращаться с приборами.
Развивающая функция физического эксперимента: способствует развитию мышления обучающихся, т.к. побуждает их к выполнению умственных операций.
Воспитывающая функция физического эксперимента: способствует развитию самостоятельности и инициативы.
Методы познавательной деятельности, которые должны быть использовании при формировании естественнонаучной-это объяснительно-иллюстративный, репродуктивный, проблемное изложение знаний, частично-поисковый, исследовательский. Целью данных методов является знакомство обучающихся с готовыми знаниями и образцами деятельности, усвоение знаний, обучение творческой и поисковой деятельностям.
Менее затратные по времени подготовки преподавателя и по выполнению обучающегося:
— пропущенные слова (см. рис.3), несоответствия в тексте (см. рис.4).
Более затратные по времени подготовки преподавателя и по выполнению обучающегося: экспериментальное задание, «Мозговой штурм» (вопросы, для того, чтобы на них ответить, надо обладать знаниями и уметь применять их), игра «Силы» (с приемами и заданиями, описанными ранее), кейс-метод (см. рис.5) (ситуация, которая позволяет, решив поставленные вопросы, увидеть неоднозначность проблем в реальной жизни)
Примеры вопросов для «Мозгового штурма»:
— Как быстро можно охладить горячий чай в стакане?
— Как защитить воду в бассейне от купальщиков, если она попадает в город и используется в качестве питьевой воды горожанами?
Значительную роль в развитии функциональной грамотности играет использование разнообразных индивидуальных домашних заданий, при этом развивается самостоятельное и креативное мышления появляется интерес, но также и учитываются индивидуальные особенности учащихся.
— визуализация текста (представление текстовой информации в наглядном виде: списки, таблицы, диаграммы, фотографии, схемы, рисунки)
— «Узнать плотность риса или любой другой крупы»,
— Вырастить кристалл (задание делается в соответствии с материалами, предложенными учителем, под присмотром взрослых, с соблюдением техники безопасности),
Сорбонка – это карточка, где с одной стороны записывается вопрос, а с другой — ответ. Использование Сорбонки позволяет заучивать определения, понятия, формулы, теоремы, даты, значения.
Приёмы на концентрацию внимания, помогают создать тишину в классе, привлечь к занятию: «Радуга внимания», «Комментированное описание понятий, явлений».
Приёмы, развивающие творческое мышление: «Оратор», «Автор», «Фантазёр», «Профи».
Групповые приёмы — объяснения явлений и фактов: Что будет если? Попробуйте объяснить!
Методы познания: Как узнать? Как сделать?, Как получить? Сделайте вывод!
Методы контроля: «Мои успехи», зашифрованные диктанты, оценка – не отметка, лови ошибку, цепочка, кредит доверия, толстый и тонкий вопрос, «Физическое королевство».
Методы и приемы, описанные выше, перекликаются друг с другом, дополняют и способствуют стимулированию у обучающихся работы критического и креативного мышлений. Мотивируют их на изучение предмета, концентрируя внимание, формируя самостоятельность, ответственность, коммуникативность, а соответственно и функционально грамотную личность.
Доклад «Функциональная грамотность на уроках физики.»
Виды функциональной грамотности.
Читательская грамотность – это способность к чтению и пониманию учебных текстов, умение извлекать информацию из текста, интерпретировать, использовать ее при решении учебных, учебно-практических задач и в повседневной жизни. Читательская грамотность – это базовый навык функциональной грамотности.
Математическая грамотность — это способность формулировать, применять и интерпретировать математику в разнообразных контекстах. Она включает математические рассуждения, использование математических понятий, процедур, фактов и инструментов, чтобы описать, объяснить и предсказать явления.
Естественнонаучна грамотность — это способность человека занимать активную гражданскую позицию по вопросам, связанным с естественными науками, и его готовность интересоваться естественнонаучными идеями.
Естественно-научная грамотность проверяет компетенции
Инструменты учителя на уроках физики:
1. Задания предлагаемые в различных учебниках и учебных пособиях направлены на формирование функциональной грамотности, поскольку, по сути, это метапредметные результаты обучения:
-Задания на работу с текстом
-Рубрика «Мои физические исследования», «Домашний эксперимент» и др.
Работа с информацией в нетекстовом виде.
-Сборник контрольных работ
-Технологические карты уроков
Задача учителя заключается в формирования ключевых компетенций, то есть в формировании у обучающегося, готовности использовать усвоенные знания, умения, навыки и способы деятельности в реальной жизни для решения практических задач. Для этого учителю необходимо увлечь и заинтересовать ребенка, замотивировать его на изучение предмета, а также разнообразить урок, используя разные виды деятельности в процессе обучения.
В этом педагогу поможет физический эксперимент, который занимает при формировании функциональной грамотности лидирующее место в предмете «Физика». Демонстрационный, лабораторный, фронтальный, домашний эксперимент можно рассматривать как метод активизации познавательной и мыслительной деятельности обучающегося. Эксперимент никогда не используется как уединенный метод, только в сочетании со словесными методами (лекция, объяснение, беседа) и с другими средствами наглядности (рисунки, таблицы, презентации). Эксперимент развивает у обучающихся наблюдательность, образное мышления, умение делать обобщения на основе наблюдаемых фактов. Также он дает возможность овладеть навыком применения тех или иных физических закономерностей, понять тесную связь физики с окружающим миром и предметами. Образовательная функция физического эксперимента: способствует формированию у обучающихся теоретических знаний; интеллектуальных и практических умений и навыков, в том числе, умений выполнять простые наблюдения, измерения и опыты, обращаться с приборами.
Для максимальной самореализации и полезного участия в жизни общества учащимся необходимо самостоятельно добывать, анализировать, структурировать и эффективно использовать полученную информацию. « В условиях модернизации роль физики, имеющей множество «пограничных» с другими дисциплинами областей исследования возрастает и обеспечивает разработку эффективных путей и средств решения, жизненно важных для людей задач и проблем (производство энергии, защита окружающей среды, здравоохранение и др.). Ядром данного процесса выступает функциональная грамотность, так как под ней понимают «способность человека решать стандартные жизненные задачи в различных сферах жизни и деятельности на основе прикладных знаний»». В связи с этим, изучение физики должно быть ориентировано на развитие функциональной грамотности обучаемых.
Примеры задач на формирование функциональной грамотности в области естествознания.
1. Определить работу тока за один месяц (30 дней) и стоимость израсходованной электроэнергии , если имеем в работе электрическую лампу мощностью 100 Вт, которая горит ежедневно 5 часов.
Тариф составляет 4,17 р. за 1кВт*ч.
Когда поднятое (забродившее) тесто помещают в духовку для выпекания, скопления газов и паров в тесте увеличиваются в размере. Почему скопления газов и паров увеличиваются при нагревании?
Д. Их молекулы реже сталкиваются.
Для изготовления небесных фонариков (объёмные бумажные конструкции с огоньком внутри,
летающие по принципу воздушного шара (от нагретого воздуха)) традиционно используются
только натуральные материалы: рисовая бумага и каркас из бамбука. Топливный элемент
крепится на верёвке со специальной негорючей пропиткой, вместо традиционной медной
проволоки, что уменьшает массу небесного фонарика, улучшает лётные качества и делает
его полностью биоразлагаемым.
Выберите верный ответ.
А. Архимедова сила, действующая на фонарик, в процессе горения топливного элемента
уменьшается, поэтому шар взлетает.
В. Средняя плотность фонарика с горячим воздухом внутри меньше плотности воздуха снаружи,
поэтому фонарик поднимается.
С. Небесный фонарик будет подниматься вверх бесконечно долго.
Д. Поднявшись на большую высоту, небесный фонарик, изготовленный из биоразлагаемого
материала, разлагается в воздухе.
В руководстве по запуску небесных фонариков приведены основные требования безопасности.
В одном из них говорится, что категорически запрещено запускать небесные фонарики
рядом с аэропортом. Как Вы думаете, почему нельзя это делать?
Ответ: небесный фонарик, выпущенный в небо, дальше уже никем не контролируется.
Если запускать его вблизи аэропорта, он может помешать взлёту и посадке самолетов,
что может привести к трагедии.
4. По химическому составу морская вода и лед айсберга отличаются друг от друга .
Морская вода -раствор ,который состоит из кристаллов пресного льда, рассола, пузырьков воздуха и различных примесей. Когда процесс замерзания морской воды идет быстро, кристаллы растущего льда захватывают некоторое количество рассола мелких капель соленной воды. Полярникам известно, что многолетний морской лед со временем опресняется, и из него можно делать питьевую воду.
Почему многолетний лёд из морской воды со временем опресняется?
Выберите один ответ.
A. Капли рассола, находящиеся между кристаллами пресного льда, постепенно стекают вниз.
B. Лёд будет солёным только снаружи, если внешнюю соль смыть, то сам лёд не солёный.
C. Происходит вымораживание (вытеснение) солей из кристаллов льда в капельки рассола.
D. Любой лёд и снег обычно пресные. Когда вода замерзает, вся соль из льда вытесняется в морскую воду.
В научно-исследовательский физический институт пришла девушка и обратилась к сотрудникам института с просьбой определить вещество, из которого сделан её браслет. Могут ли сотрудники института выполнить просьбу девушки, и каким образом?
Проанализируем решение данной задачи на каждом из этапов решения задачи.
задачи, учащиеся анализируют данные задачи и приходят к выводу, что вещество можно определить по его удельной плотности, для этого надо знать объем, массу браслета. Значения плотности указаны в таблице в учебнике физики. Так же учащиеся учитывают условие, каким должен быть браслет, чтобы имело смысл проводить исследования по нахождению удельной плотности вещества, из которого он сделан (браслет изготовлен из однородного металла, в нем нет пустот, на браслете нет украшений из камней и других металлов).
составления плана задачи проанализировав её условие, учащиеся приходят к выводу, что им недостает данных (масса и объем браслета) и требуется их найти. Составляется план действий:
На данном этапе решения задачи сообщим учащимся недостающие данные: пусть браслет имеет массу 3,86 г; объем 0,2 см
осуществлении плана решения задачи учащиеся составляют краткую запись и проводят вычисления сначала по отдельности, потом сверив свои результаты, проверяют правильность своих вычислений:
Сверив свои результаты учащиеся, открыв таблицу плотностей, видят, что это золото.
На заключительном этапе решения задачи – этапе изучения найденного решения –учащиеся еще раз проверяют по таблице плотностей, что вещество, из которого сделан браслет это золото. Далее учащимся предлагается ответить на вопрос: не нужно ли посоветовать заказчику обратиться за помощью еще в какую-нибудь лабораторию за дополнительным исследованием? Нужно, ведь на самом деле, даже если браслет изготовлен из однородного вещества, то это может быть сплав. Скорее всего, это именно так, поскольку для изготовления ювелирных изделий чистое золото не используется. Ответ формулируется следующим образом: заказчику сообщается, что браслет сделан из золота и даются рекомендации провести дополнительные исследования в химической лаборатории.
При решении задачи не только проявляется связь между учебными предметами (математика и физика) и реальными жизненными ситуациями, но и развиваются умения учащихся по самоорганизации своей деятельности
Развитие естественнонаучной грамотности, которое предполагает способность учащихся использовать знания, приобретенные ими за время обучения в школе, для решения разнообразных задач межпредметного и практико-ориентированного содержания, для дальнейшего обучения и успешной социализации в обществе. Большую роль в развитии функциональной грамотности играет умелое использование разнообразных индивидуальных и групповых заданий, которые развивают критическое и самостоятельное мышление. Учебные занятия строятся так, чтобы предоставить возможность ученикам размышлять над своими знаниями и убеждениями, задавать вопросы, пополнять объем знаний, перестраивать свое понимание, то есть активно участвовать в процессе учения, что повышает их функциональную грамотность. Таким образом, задача формирования функциональной грамотности учащихся при обучении физики, должна быть осуществлена в аспекте содержания учебной деятельности и компетентности учителя.
«Разработка заданий по естественно-научной грамотности»
Функциональная грамотность — это умение эффективно действовать в условиях неопределённости. Ее можно определить как «повседневную мудрость». К ней относятся способность решать реальные жизненные задачи, умение посмотреть на вещи или явления с разных точек зрения, найти оптимальное решение нестандартной ситуации. В статье представлены задания по функциональной грамотности с характеристиками и критериями оценивания
Представим, что мы смогли в определённый момент времени сфотографировать атом водорода, у которого есть только один электрон. Если мы сделаем несколько десятков таких снимков и наложим их друг на друга, то получим такую картинку (см. рисунок).
Ветряные генераторы отличаются экологической частотой и способны обеспечивать потребителей электроэнергией в течение длительного времени. Ветрогенераторы обычно устанавливают в местах с постоянными активными воздушными потоками. В большинстве случаев используются трёхлопастные конструкции в виде пропеллера, устанавливаемые на большой высоте от поверхности Земли. Ветряные электростанции (ВЭС) могут иметь в своём составе сотни ветрогенераторов. Практически все ветрогенераторы имеют общий принцип работы. Под действием воздушного потока лопасти приходят в движение и вызывают вращение ротора генератора. Сам ротор помещён внутрь статорной обмотки, и в результате его вращения вырабатывается электрический ток. Полученное электричество накапливается в аккумуляторной батарее. Однако для того, чтобы сохранить электроэнергию в аккумуляторной батарее, переменный электрический ток, производимый генератором, сначала преобразуют в постоянный при помощи специального электронного устройства. Зарядка аккумуляторной батареи управляется контроллером. Далее заряд аккумулятора, преобразованный в инверторе, передаётся в сеть. Для того, чтобы получить наибольший эффект, лопасти вместе с ротором специальным приводом устанавливаются в оптимальное положение в зависимости от направления и силы ветра.
Ветрогенераторы часто устанавливают для электроснабжения частных домовладений. Почему подача электроэнергии происходит через аккумуляторную батарею, хотя сам генератор производит переменный ток, который можно было бы напрямую использовать в домашней сети?
В долгий зимний вечер два друга Петя и Ваня решили провести эксперимент. Петя измерил температуру воздуха в комнате, взял освежитель воздуха и распылил его, находясь в дальнем углу комнаты. Ваня, находясь в противоположном углу, в это же время включил секундомер. Когда Ваня почувствовал запах освежителя, то отключил секундомер.
После этого друзья хорошо проветрили комнату. Петя опять замерил температуру – она оказалась ниже температуры воздуха в комнате во время первого эксперимента. Повторив все те же действия, что и в предыдущем случае, друзья получили другое время.
Опять проветрив комнату и замерив температуру, ребята поменяли освежитель воздуха на мамины духи. Температура воздуха для третьего эксперимента была такой же, как и во втором эксперименте. Проделав те же действия, друзья получили новое время распространения запаха.
Для того, чтобы определить, какой запах распространяется быстрее, Петя предложил сравнить результаты первого и третьего экспериментов, а Ваня – второго и третьего экспериментов.
Кто из ребят прав?
Поясните свой ответ.
Возможный ответ. Критерии оценивания
Для того, чтобы определить зависимость одной величины (скорость распространения запаха) от другой (рода пахучей жидкости), необходимо, чтобы остальные параметры опыта были одинаковыми (температура, расстояние). Расстояние во всех трёх опытах было одинаковым, а температура была одинаковой во втором и третьем опытах, поэтому прав Ваня
Измерение влажности воздуха
Оптимальное значение относительной влажности в помещении лежит в пределах 40–60%. Отклонение от нормы становится причиной плохого самочувствия и в целом приносит дискомфорт человеку.
Измерить влажность воздуха можно при помощи специальных приборов: гигрометров и психрометров. Работа гигрометров основана на зависимости физических параметров различных материалов от влажности. Волосной гигрометр состоит из синтетического обезжиренного волоса, основания со шкалой, стрелки и шкива. При увеличении или уменьшении содержания водяных паров в воздухе сила натяжения волоса меняется, шкив проворачивается, меняя положение стрелки на шкале. В плёночном гигрометре в качестве чувствительного элемента выступает органическая плёнка, присоединённая к шкиву. При изменении влажности натяжение плёнки усиливается или уменьшается. Принцип действия конденсационного гигрометра состоит в измерении температуры, называемой точкой росы, при которой начинается конденсация влаги из воздуха. Механизм же работы психрометрических устройств основан на разности показаний сухого и влажного термометров.
Нормой относительной влажности в квартире, где находится ребёнок, считается 50–70%.
Психрометрический гигрометр, размещённый в детской комнате, даёт показания для сухого термометра 22 °С.
Основой для создания исторических произведений искусства служили обычно бумага, древесина, кожа, текстиль, которые относятся к гигроскопичным материалам, хорошо впитывающим и отдающим влагу. Если относительная влажность воздуха в музее будет меньше 30%, то выставленные экспонаты будут отдавать свою влагу окружающему воздуху. Например, картина может покоробиться, краска – осыпаться. Поэтому в музеях постоянно поддерживается температура 18–20 °С относительная влажность воздуха 45–50%.
На графике представлено изменение влажности воздуха в течение дня, а в таблице – замеры температуры в одном из помещений музея.
1) В какие промежутки времени в помещении музея был нарушен рекомендованный микроклимат?
Сформулируйте предположение, которое объясняло бы описанные изменения температуры и влажности в помещении музея в течение дня.
Ответ: 1) В промежуток времени с 6 до 10 ч утра относительная влажностьи температура были ниже нормы. После 22 ч только относительная влажность упала ниже нормы.
2) В течение дня увеличение влажности воздуха и температуры может быть связано с большим наплывом посетителей (дыхание которых увеличивает влажность и температуру), либо в течение дня был дождь, что увеличило влажность воздуха
Учёные изобрели плащ-невидимку, использовав известное природное явление – мираж. Мираж в природе появляется при резких скачках температуры на поверхности небольшой площади. Лучи света преломляются и попадают на сетчатку глаза, не отражаясь при этом от поверхности. Поэтому если в пустыне у человека перед глазами возникает образ озера, то это часто оказывается лишь отражением голубого неба, которое отразилось от горячей прослойки воздуха у раскалённого песка.
Новый материал, созданный на базе графена, обладает свойствами, сходными с раскалённым песком в пустыне. Пуская по листу из графена электрический ток, можно добиться его быстрого нагрева до очень высоких температур. Отдавая тепло окружающей среде, лист из графена заставляет лучи света отклоняться, что и приводит к эффекту невидимости.
Приведите три примера возможного использования нового материала-невидимки.
