Развитие познавательной самостоятельности школьников в урочной и внеурочной деятельности.

Использование современных технологий формирования и оценивания функциональной грамотности учеников в урочной деятельности

Основные подходы и технологии формирования и измерения функциональной грамотности.

Системно-деятельностный подход к формированию функциональной грамотности

Данный подход включает три относительно самостоятельных подхода:

• Деятельностный (основы которого положены исследованиями и работами А.Н. Леонтьева, П.Я. Гальперина, Н.Ф. Талызиной и др.).

• Культурно-исторический (основы которого положены исследованиями и работами Л.С. Выготского, Макаренко А.С., Сухомлинского В.А. и др.).

• Системный (основы которого положены исследованиями и работами В.Н. Садовского, Э.Г. Юдина и др.).

Вторую и третью из данных составляющих системно-деятельностного подхода мы не будем рассматривать в рамках Темы 3 по следующим причинам: Культурно-исторический подход к формированию учебных действий, в основном, используется при решении задач воспитания и развития личностных качеств учеников. Системный подход к формированию учебных действий, в основном, используется при построении учебных занятий (уроков). Он будет рассмотрен в рамках Темы 6 (завершающей наш курс ПК)

Более подробно рассмотрим первую часть – Деятельностныйподход. Данный подход напоминает своеобразный систему управления формированием учебных действий учеников. Она включает: ориентировочную основу действия (ООД): исполнительную основу действия (ИОД) и контрольную основу действия» (КОД).

Ориентировочная основа действия (ООД)

представляет собой осознаваемую учащимися систему ориентиров (структурных и операционных составляющих действия), определяющих последовательность действий учеников, применение которой к условиям решаемой задачи позволяет получить ожидаемый результат. Она может быть представлена также правилом или законом, определяющим выполнение этого действия, его планом, алгоритмом, образцом выполнения и т.п.

Ориентировочная основа действия может отличаться такими характеристиками, как обобщенность, развернутость, освоенность и некоторыми другими. Соответственно по обобщенностиООД может быть конкретной или обобщённой;по полнотеона может быть полной или неполной; по способу полученияона может быть составленной учащимися самостоятельно или данной им в готовом виде.

Исполнительная основа действия» (ИОД) характеризует две важные составляющие формирования любого учебного действия:

1. она предполагает выполнение упражнений или заданий, обеспечивающих практический опыт использования данной ООД (т.е. ООД, присущей формируемому учебному действию);

2. состав таких упражнений или заданий должен отражать типологию возможных вариантов построения их содержания и требований к выполнению.

Формирование ИОД завершается выполнением соответствующего состава упражнений

Контрольная основа действия (КОД) отражает оптимальный состав способов самостоятельного установления учеником: правильности выполнения формируемого учебного действия и его результата; возможной ошибки или необходимости какой-либо коррекции хода выполнения действия. КОД может быть представлена планом контроля, инструкцией его осуществления, памяткой и т.п.

Примеры использования ООД, ИОД и КОД будут представлены в последующих материалах данного курса ПК.

3.2. Формирование математической и естественно-научной грамотности

Как уже отмечалось в предыдущей теме курса ПК – в Теме 2, математическая, естественно-научная и читательская грамотность являются инвариантными видами функциональной грамотности. Первые две имеют много общего. Поэтому рассмотрим сначала их. Формирование читательской грамотности более вариативно. Её особенности будут представлены в Теме 5.

Математическая грамотность – способность школьника выполнять математические рассуждения и формулировать, применять, интерпретировать математику для решения проблем в разнообразных контекстах реального мира. Она включает использование математических понятий, процедур, фактов и инструментов, чтобы описать, объяснить и предсказать явления.Она помогает людям понять роль математики в мире, высказывать хорошо обоснованные суждения и принимать решения, которые необходимы конструктивному, активному и размышляющему гражданину.

Аналогично определяется естественно-научная грамотность.

Естественно-научная грамотность – способность школьника строить рассуждения и формулировать, применять, выполнять преобразования, исследования, интерпретацию, выявлять естественно-научные факты для решения проблем в разнообразных контекстах реального мира. Она включает использование естественно-научных понятий, процедур, фактов и инструментов, чтобы описать, объяснить и предсказать явления. Она помогает людям понять роль естественно-научных знаний в мире, высказывать хорошо обоснованные суждения и принимать решения, которые необходимы конструктивному, активному и размышляющему гражданину.

Представленный подход к пониманию математической и естественно-научной грамотности использует соответствующий инструментарий её формирования. Для этого, в задачи и упражнения, используемые в учебном процессе, включаются проблемные ситуации, близкие к реальным, т.е. имеющие место в окружающем мире, но разрешаемые доступными учащимся средствами, составляющими его предметную подготовку (математическую и естественно-научную). Ориентация решаемых учениками задач и упражнений на такие ситуации может проявляться по-разному, – прямым их включением в содержание задач и упражнений или их отражением в некотором контексте содержания задач и упражнений.

Аналогичным образом выполняется и оценка математической и естественно-научной грамотности. Структура оценки, в том числе в международных исследованиях, включаетчетыре компонента: контекст, предметное ядро, компетенции и умения, познавательный уровень задания. Коротко охарактеризуем каждый из компонентов.

1. Контекст, в котором описана проблема

Контекст – конкретная ситуация, отражающая (явно или косвенно) какую-либо проблему социальных практик (бытовых, производственных, учебных и др.). Именно наличие контекста, в который помещена проблемная ситуация, дает ответ на вопрос, зачем может понадобиться то или иное математическое или естественнонаучное знание. Содержание контекста может задавать:

• личная жизнь – «мир человека» (повседневные дела: покупки, приготовление пищи, игры, здоровье и др.);

• природные ресурсы (их количественный и качественный расчет, изменение, использование и др.);

• окружающая среда (оценка ее влияния, ее изменение и др.);

• образование / профессиональная деятельность – «мир профессий» (школьная жизнь и трудовая деятельность, включая такие действия, как измерения, подсчеты стоимости, заказ материалов, например, для книжных полок в кабинет математики, оплата счетов и др.);

• общественная жизнь – «мир социума» (обмен валюты, денежные вклады в банке, прогноз итогов выборов, демография);

• научная деятельность – «мир науки» (рассмотрение теоретических вопросов, например, анализ половозрастных пирамид населения, или решение чисто математических задач, например, применение неравенства треугольника);

• связь науки и технологий.

II. Предметное ядро функциональной грамотности (математическое или естественно-научное содержание, которое используется в тестовых заданиях). Его составляющие:

Таблица 1.

III. Компетенции и умения (когнитивные процессы, характеризующие математическую или естественнонаучную грамотность. Включают в себя набор конкретных умений, на проверку которых может быть непосредственно направлен вопрос задания. Эти умения можно рассматривать как базовый набор действий, которые способен выполнять функционально грамотный школьник:

• формулировать ситуацию на языке соответствующего предмета, т.е. терминами и формулировками, принятыми в математике или соответствующей естественно-научной предметной области (в том числе: распознать проблему; переформулировать проблему, представить её в соответствующем виде; определить раздел предмета, знание которого может быть использовано при решении проблемы, определить смысл ограничений и допущений и др.);

• применять соответствующие понятия, факты, процедуры, работать с составленной моделью, производить соответствующие преобразования, применять формулы, законы и т.п.

• интерпретировать, использовать и оценивать полученные результаты (переходить от результатов работы с моделью к исходной проблеме, оценивать достоверность полученных результатов с позиции здравого смысла, критически оценивать решение и ответ).

IV. Познавательный уровень (или степень трудности) задания

Для заданий по математической и естественнонаучной грамотности в исследовании PISA определяются также уровни познавательных действий, которые должен выполнить ученик для выполнения задания. Трудность любого задания – это сочетание его собственной интеллектуальной сложности (т.е. сложности требуемых мыслительных процедур) и объема знаний и умений, необходимых для выполнения задания. Выделяются следующие познавательные уровни:

 Низкий

Выполнять одношаговую процедуру, например, распознавать факты, термины, принципы или понятия, или найти единственную точку, содержащую информацию, на графике или в таблице.

 Средний

Использовать и применять понятийное знание для описания или объяснения явлений, выбирать соответствующие процедуры, предполагающие два шага или более, интерпретировать или использовать простые наборы данных в виде таблиц или графиков.

 Высокий

Анализировать сложную информацию или данные, обобщать или оценивать доказательства, обосновывать, формулировать выводы, учитывая разные источники информации, разрабатывать план или последовательность шагов, ведущих к решению проблемы.

Определение познавательного уровня, или степени трудности, задания в соответствии с этими критериями – сама по себе, порой, нелегкая задача. Чаще всего мы оцениваем эту трудность интуитивно, «на глазок», или она определяется эмпирически, в зависимости от того, какой процент ребят на той или иной выборке выполняет данное задание. Однако возможно использование достаточно чётких критериев отнесения задания к конкретному познавательному уровню. Примеры, иллюстрирующие используемые подходы к оцениванию рассматриваемых видов функциональной грамотности, будут представлены в части 3.3 и 3.4.

Центральный компонент математической и естественно-научной грамотности – связь между содержанием рассуждений и решением поставленной проблемы.

Для решения проблемы функционально грамотный обучающийся сначала должен: 1) увидетьприроду проблемы (математической или естественно-научной) представленной в контексте реального мира, или в соответствующем содержании задачи, и 2) сформулировать её на языке предмета. Затем 3) выполнить преобразования, позволяющие построить её предметную модель и 4) опираясь на процедуры размышления, применение освоенных понятий и правил действия предложить её решение (в рамках предметной модели). Далее 5) на основе интерпретации данного решения (получаемого из модели) и его оценки, определить варианты практического решения проблемы (предложить «Решение проблемы в контексте»).

Данную последовательность преобразований схематично можно представить так:

Схема 1.

Последовательность преобразований задачи с контекстным содержанием

Каждый из мыслительных процессов и преобразований на этой схеме опирается на умения и навыки рассуждения, которые формируются поэтапно в процессе обучения школьника (см. Таблицу 2).

Таблица 2.

Соотношение уровней метапредметных результатов обучения с уровнями математической и естественнонаучной грамотности

3.3. Особенности проявления математической и естественно-научной грамотности на примере преобразований задачи с контекстным содержанием

Учебные действия, отражающие математическую грамотность учащихся

1. В соответствии со Схемой 1 формулируется «Проблема в контексте»:

Пример формулировка одной из задач контекстного содержания (формулировки «Проблемы в контексте»)

Название задачи: «Чистый воздух улицам города»

«Количество машин на наших дорогах продолжает увеличиваться. Действие выхлопных газов, выделяемых каждой машиной на любом участке дороги, становится всё более ощутимым. Редкие деревья и кустарники, посаженные вдоль дорог, слабо справляются с этой проблемой, так как объем выхлопных газов, нейтрализуемых каждым деревом не велик.

Службы города по-разному пытаются решить эту проблему. ГИБДД повышает требования к качеству выхлопных газов, штрафует нарушителей. Дорожные службы стараются поддерживать чистоту улиц, пытаются увеличить пропускную способность транспортных магистралей, пересекающих территорию города.

Несмотря на это проблема остаётся нерешённой».

Преобразование контекстного содержания задачи в способ её математического решения

2.На основе рассуждений (интерпретации и оценки влияния на чистоту воздушной среды возможных факторов, наложения ограничений на влияние факторов, не относящихся к сфере математики и др.) формулируется «Проблема предметного содержания» (математического, см. Схему 1): определить вид уравнения, отражающего математическую связь факторов загрязнения воздушной среды и факторов нейтрализации вредных примесей в ней.

Характеристики факторов чистоты воздуха, описываемые языком математики

3. Устанавливается предметная модель (математическая) – вид уравнения баланса между факторами поступления и выведения продуктов загрязнения воздушной среды (используя для этого средства математики – введение величин, характеризующих влияние выделенных факторов и др.). В частности, используютсяобозначения: параметр „n_авт” – количество автомашин, проходящих через условную единицу длины дороги в сутки (как величина, доступная для непосредственных измерений); параметр „_погл”– объём выхлопных газов, нейтрализуемых кроной одного дерева (как величина, имеющая табличное значение);_выбр – объём выбрасываемых газов,_погл – объём нейтрализуемых газов. Соответственно,предметная (математическая) модель сохранения баланса между факторами поступления/выведения продуктов загрязнения воздушной среды представляется в виде уравнения:

_выбрn_авт = _поглn_дер.

4. Данное уравнение (как математическая модель) даёт искомые «Результаты в контексте» сохранения баланса влияния факторов поступления и выведения продуктов загрязнения воздушной среды (см. Схему 1). В частности, преобразование данного уравнения позволяет конкретизировать зависимость одних величин от других величин, характеризующих факторы чистоты/загрязнения воздушной среды.

Например, так:

5. В итоге, подобное преобразование даёт четыре варианта математического «Решения проблемы в контексте» (см. Схему 1) обеспечения условий сохранения «чистого воздуха на улицах города», в частности,

1) определить оптимальное количество деревьев „n_дер”, которые необходимо высадить на каждую условную единицу длины тротуара дорог (например, на 1км), исходя из значений трёх других величин, представленных уравнением;

2) рассчитать оптимальную пропускную способность дорог, то есть максимально допустимое количество автомашин „n_авт” приходящих через условную единицу длины дорог за единицу времени (например, за сутки), исходя из значений трёх других величин, представленных уравнением;

3) определить оптимальные характеристики высаживаемых деревьев по параметру „_погл”– объём выхлопных газов, нейтрализуемых кроной одного дерева, исходя из значений трёх других величин, представленных уравнением;

4) определить оптимальные характеристики работы двигателей автомашин по параметру: _выбр – объём выбрасываемых газов, исходя из значений трёх других величин, представленных уравнением.

II. Учебные действия, отражающие естественно-научную грамотность учащихся (в предметной области «физика»):

1. В соответствии со Схемой 1 формулируется «Проблема в контексте» (в данном случае уместно использование рассмотренного выше текста задачи «Чистый воздух улицам города»).

2. На основе рассуждений (интерпретации и оценки влияния на чистоту воздушной среды возможных факторов, наложения ограничений на влияние факторов, не относящихся к сфере физики и др.) формулируется «Проблема предметного содержания» (физического, см. Схему 1.): определить взаимосвязь факторов загрязнения воздушной среды и факторов нейтрализации вредных примесей в ней.

Ф акторы чистоты воздуха, основанные на физических явлениях

3. Определяется «предметная модель» (физическая, см. Схему 1.) поддержания баланса между факторами поступления и выведения продуктов загрязнения воздушной среды (используя для этого средства физики – введение физических величин и законов физики, характеризующих влияние выделенных факторов и др.). В частности, отмечается возможность сведения (переформулирования) проблемы поддержания баланса влияния выделенных факторов к действию одного из законов физики. Соответственно, получается следующее:

Модель воздушной среды– несжимаемая жидкость с очень низкой плотностью, не меняющейся при изменении давления и действии сил тяготения. В соответствии с законом Бернулли она обладает следующим свойством: при движении верхнего её слоя относительно нижнего в ней возникает разность давлений, образующая силу тяги, противоположную действию сил тяготения.

4. Данная модель даёт искомые «Результаты в контексте» – механизм сохранения баланса между факторами поступления и факторами выведения продуктов загрязнения воздушной среды (см. Схему 1). В частности, в рамках данной модели указанная проблема решается изменением принципов жилищного строительства: переходом от горизонтальной архитектуры (малоэтажной застройки территории города) к вертикальной архитектуре (строительству и размещению всех жилых и производственных помещений города в наружной стене одного «Города-дома»).

5. В итоге получаем вариант естественно-научного «Решения проблемы в контексте» (см. Схему 1) обеспечения условий сохранения «чистого воздуха на улицах города», в частности, в виде Схемы такого «Города-дома» (ученики могут представить его на ватмане

Схема «города-дома»

Предложенная архитектура строительства минимизирует влияние значительной части других факторов загрязнения и очистки воздуха.

III. Учебные действия, отражающие естественно-научную грамотность учащихся (в предметной области «экономическая география»):

1. В соответствии со Схемой 1 формулируется «Проблема в контексте» (в данном случае уместно использование рассмотренного выше текста задачи «Чистый воздух улицам города»).

2. На основе рассуждений (интерпретации и оценки влияния на чистоту воздушной среды возможных факторов, наложения ограничений на влияние факторов, не относящихся к сфере экономическая география др.) формулируется «Проблема предметного содержания» (экономико-географического, см. Схему 1.): определить взаимосвязь факторов загрязнения воздушной среды и факторов нейтрализации вредных примесей в ней.

Ф акторы чистоты воздуха, основанные на экономико-географических явлениях

3. Определяется «предметная модель» (экономико-географическая, см. Схему 1.) поддержания баланса между факторами поступления / снижения продуктов загрязнения воздушной среды (используя для этого средства экономической географии – введение соответствующих понятий и причинно-следственных связей, характеризующих влияние выделенных факторов и др.). В частности, отмечается возможность сведения (переформулирования) проблемы поддержания баланса влияния выделенных факторов в городе к действию эффектов «социальной инфраструктуры шаговой доступности от дома» (доступности товаров, услуг места работы и др.). Соответственно,экономико-географической моделью баланса факторов поступления / снижения продуктов загрязнения воздушной среды выступает «социальная инфраструктура шаговой доступности от дома».

4. В рамках данной модели получаем искомые «Результаты в контексте»: влияние факторов поступления продуктов загрязнения воздушной среды существенно снижается за счёт снижения потребности населения в использовании транспорта – основного источника загрязнения воздушной среды в городе. Соответственно необходимый баланс воздушной среды достигается меньшими усилиями по нейтрализации или удалению компонентов её загрязнения.

5. Данная модель даёт искомые экономико-географическое «Решение проблемы в контексте» (см. Схему 1). В частности, в рамках данной модели указанная проблема решается изменением принципов жилищного строительства, предполагающим:

1) отказ от производственной инфраструктуры городской застройки (ориентированной на укрупнение промышленных, транспортных, обрабатывающих и др. предприятий, удалённых друг от друга, соответственно, требующих широкой сети транспортного, кадрового и т.п. обеспечения, как следствие – требующих большого количества автомобилей);

2) переход к «социальной инфраструктуре шаговой доступности от дома» (в которой объекты жизнедеятельности жителей города расположены на расстоянии, которое они могут пройти своим ходом примерно за 10-30 минут, соответственно, весьма ограниченно используют транспорт. Обычно это магазины, салоны, сервисные службы, офисы и другие объекты, которые расположены как в самом жилом здании (чаще всего на первом этаже), так и вокруг дома).

***.

Тезаурус

Модель (предметного содержания) – искусственно созданный объект, базовые характеристики которого (выделенный состав структурных элементов, генетически исходных отношений, присущих им связей и т.п.) обеспечивают инвариантное замещение некоторого реального объекта, а также выявление у него новых или скрытых свойств и возможностей практического использования.

Отношение – способ функционального выделения и сопоставления однозначно не связанных между собой объектов, помогающий человеку реализовать какое-либо преднамеренное действие с участием этих объектов.

Связь (взаимосвязь)– есть вид отношения выделенных элементов объекта, при котором изменение одного элемента или элементов объекта вызывает изменение другого элемента или элементов объекта.

Проблема– есть процесс (деятельность, преобразование и т.п.), объективные характеристики которого порождают в сознании учащегося субъективное переживание какого-либо противоречия, способ разрешения которого ему заранее не известен, но может быть восполнен или создан им при определённой познавательной активности на основе имеющегося или добываемого им знания и опыта.

К шаговой доступности относятся объекты, расположенные на расстоянии, который человек может пройти своим ходом примерно за 10-30 минут. Обычно это магазины, салоны, сервисные службы, офисы и другие объекты, которые расположены как в самом жилом здании (чаще всего на первом этаже), так и вокруг дома.

***.

Домашнее задание:

Нужно внимательно прочитать представленный учебный материал данной темы. Возможные вопросы можно прислать на почту В.И. Юдину

ydinvi@inbox.ru

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/568767-razvitie-poznavatelnoj-samostojatelnosti-shko