Естественнонаучная грамотность

Естественнонау́чная гра́мотность — это одна из составляющих функциональной грамотности, подразумевает умение ребёнка занять информированную общественную позицию по вопросам, связанным с естественными науками. Она также выражается в интересе к естественно-научным фактам и идеям. Обладание такой грамотностью даёт возможность принимать обоснованные решения на основе научных фактов, а также осознавать важность и влияние естественных процессов, науки и технологий на мир, экономику и культуру.

Общие сведения

Естественнонаучная грамотность включает в себя знание фундаментальных научных понятий, способность анализировать и интерпретировать данные, умение проводить эксперименты и аргументировать свои выводы. Естественнонаучная грамотность имеет важное значение в современном обществе, так как наука и технологии играют ключевую роль в развитии общества и решении глобальных проблем, таких как изменение климата, защита окружающей среды, медицинские исследования и т. д. Важно, чтобы дети развивали интерес к естественным наукам с раннего возраста, чтобы они осознали важность науки, её влияние на нашу жизнь и будущее. Это поможет им стать активными участниками научного сообщества и принимать обоснованные решения на основе научных знаний. Для развития естественнонаучной грамотности необходимо создать условия, которые позволяют детям экспериментировать, исследовать и задавать вопросы. Важно также развивать у них критическое мышление и способность видеть связи между различными явлениями и процессами в природе.

Естественнонаучная грамотность является основой для развития креативности, инноваций и научного мышления, и она играет важную роль в формировании компетентных и грамотных граждан. Компетентный человек должен обладать не только базовыми знаниями в различных областях естественных наук, таких как физика, химия, биология и так далее, а также быть в курсе современных достижений и технологических инноваций. Важно иметь навыки работы с научной литературой и умение оценивать достоверность информации. Компетентный человек должен также быть готовым к постоянному обучению и саморазвитию, так как наука и технологии постоянно развиваются и меняются.

Формирование и оценка естественнонаучной грамотности

Задача формирования естественнонаучной грамотности и достижения образовательных результатов предъявляют определённые требования к содержанию учебной деятельности на уроке и необходимым компетенциям учителя. Для обеспечения эффективности формирования естественнонаучной грамотности школьников педагогам необходимо применять методы и приёмы активного обучения, которые побуждают учащихся к активной мыслительной и практической деятельности в процессе овладения учебным материалом. Активное обучение предполагает использование такой системы методов и приёмов, которая направлена главным образом не на изложение преподавателем готовых знаний, их запоминание и воспроизведение, а на самостоятельное овладение учащимися знаниями и умениями в процессе активной мыслительной и практической деятельности.

Для формирования и оценки естественнонаучной грамотности применяются различные тематические блоки, состоящие из описания реальных ситуаций и связанных с ними заданий. Каждое задание включает в себя несколько основных характеристик:

1. Компетентностная оценка (как правило, определённое умение или навык, необходимый для выполнения задания).

2. Знание в области естественных наук (такие знания из биологии, которые требуются для выполнения задания):

• Содержательное знание, включающее обширные знания о научной сущности, связанное с такими областями, как «Физические системы», «Живые системы» и «Науки о Земле и Вселенной».
• Процедурное знание. Глубокое понимание процессов, включающее знания различных методов, применяемых для приобретения научных знаний, а также знания об основных исследовательских процедурах. К процедурным знаниям можно отнести
  • универсальные методы (анализ, синтез, абстрагирование, обобщение, индукция, дедукция, аналогия, моделирование);
  • эмпирические научные методы (эмпирическое знание, наблюдение, эмпирическое описание, измерение, эксперимент);
  • теоретические научные методы (теоретические знания и мысленный эксперимент).

3. Указание на контекст или область применения (описание того, как используются знания в задании):

• здоровье,
• природные ресурсы,
• окружающая среда,
• опасности и риски,
• связь науки и технологий.

4. Уровень сложности:

• Низкий уровень познавательных действий предполагает выполнение простых задач, таких как распознавание фактов, терминов, принципов или понятий, или поиск единственной точки, содержащей нужную информацию, на графиках или в таблицах.
• Средний уровень познавательных действий предполагает использование и применение понятийного знания для описания или объяснения явлений, выбор соответствующих процедур, требующих двух или более шагов, интерпретацию или использование простых наборов данных в виде таблиц или графиков.
• Высокий уровень познавательных действий предполагает анализ сложной информации или данных, обобщение или оценку доказательств, обоснование, формулирование выводов, учитывая разные источники информации, разработку плана или последовательности шагов, ведущих к решению проблемы.

Все задания направлены на формирование следующих компетенций:

1. Умение научно объяснять явления.

2. Понимание основных принципов естественнонаучных исследований.

3. Способность интерпретировать данные и использовать научные доказательства для формулирования выводов.

Приёмы формирования естественнонаучной грамотности

1. Вариативность практических задач может выражаться в их теоретическом, экспериментально-теоретическом, расчётном или изобретательском характере.
2. Изучение и анализ научных текстов, статей, публикаций. Чтение научных текстов позволяет ознакомиться с актуальными исследованиями, методами исследования, результатами экспериментов. Анализ научных текстов помогает развить навыки критического мышления, умение выделять основные идеи, аргументы и выводы, оценивать достоверность и значимость представленной информации.
3. Решение компетентностно-ориентированных задач. В подобных заданиях, как правило, присутствует информация, описывающая реальную ситуацию, происходящую в жизни, однако для её полного понимания необходимы научные знания и умение оперировать терминологией естественных наук. Всё это обеспечивается при условии, что контекст учитывает тематику вопросов, изучаемых в данном классе по биологии.
4. Практические работы. Они помогают разобраться в явлениях, происходящих в природе, и выяснить причинную связь между ними. Практические работы позволяют развивать навыки понимания особенностей естественнонаучного исследования, такие как формулирование целей исследования, оценка возможных методов, описание основных этапов, выдвижение объяснительных гипотез, интерпретация данных и формулирование выводов.
5. Использование информационных технологий. Современные технологии, такие как доступ к интернету, компьютерные программы и базы данных, позволяют получить доступ к большому объёму научной информации, проводить анализ данных, моделирование и визуализацию результатов исследований.
6. Проведение научных конференций, дискуссий, обсуждений. Участие в научных обсуждениях позволяет развить навыки аргументации, высказывания своей точки зрения, критики и обсуждения идей и результатов исследований. Это также способствует формированию умения работать в коллективе, обсуждать и анализировать научные вопросы.

Уровни естественнонаучной грамотности

Уровень	Характеристика навыков и умений
1	Обладают ограниченными знаниями, применимыми только в знакомых ситуациях. Способны давать очевидные объяснения, которые ясно вытекают из имеющихся фактов.
2	Способны предоставлять возможные объяснения в знакомых ситуациях, основываясь на соответствующих научных знаниях. Они могут делать выводы на основе простых исследований, а также устанавливать прямые связи и буквально интерпретировать результаты исследований или технологические решения.
3	Умение определять чётко сформулированные научные проблемы в различных ситуациях; выбирать необходимые факты и знания для объяснения явлений; использовать простые модели и исследовательские стратегии; интерпретировать и применять естественнонаучные понятия из разных областей науки; формулировать краткие высказывания, основанные на фактах; принимать решения на основе знаний в естественных науках.
4	Умение анализировать различные ситуации и проблемы, где выражены явления, требующие выводов о важности науки и технологий; выбирать или обобщать объяснения, основанные на знаниях из различных областей наук и технологий, и прямо применять эти объяснения к разным аспектам повседневных ситуаций; оценивать свои поступки и докладывать о своих решениях, используя научные знания и обоснования.
5	Способны распознавать естественно-научные аспекты в сложных ситуациях обыденной жизни и применять свои научные знания в этих ситуациях. Способны сравнивать, выбирать и оценивать соответствующие научные обоснования и доказательства для принятия решений. Способны находить связи между различными знаниями и анализировать ситуации критически и строить обоснованные объяснения и предоставлять аргументацию на основе критического анализа.
6	Способность определять, объяснять и применять знания в области естественных наук и научных дисциплин в разнообразных сложных ситуациях жизни. Умение связывать информацию и объяснения из различных источников для обоснования принимаемых решений. Высокий уровень интеллектуальных умений, таких как доказательство и обоснование. Умение использовать свои знания для принятия решений в незнакомых научных и технических ситуациях и для аргументации рекомендаций или принятых решений в рамках личных, социально-экономических и глобальных контекстов.

Ссылки

• Открытый банк заданий для оценки естественнонаучной грамотности ФГБНУ «Федеральный институт педагогических измерений»
• Открытый банк заданий на сайте ФГБНУ «Институт стратегии развития образования РАО». Естественнонаучная грамотность
• Электронный банк заданий для оценки функциональной грамотности

Одним из источников этой статьи является статья в википроекте «Знание.Вики» («znanierussia.ru») под названием «Естественнонаучная грамотность», находящаяся по адресам: «https://baza.znanierussia.ru/mediawiki/index.php/Естественнонаучная_грамотность» «https://znanierussia.ru/articles/Естественнонаучная_грамотность». Материал указанной статьи полностью или частично использован в Циклопедии по лицензии CC-BY-SA 4.0 и более поздних версий. Всем участникам Знание.Вики предлагается прочитать материал «Почему Циклопедия?»