Выпускная квалификационная работа (Дипломный проект) Тема: «Развитие естественнонаучной грамотности младшего школьника посредством цифровых ресурсов на уроках окружающего мира»

ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ФОРМИРОВАНИЯ ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНОЙ ГРАМОТНОСТИ НА УРОКАХ ОКРУЖАЮЩЕГО МИРА ПОСРЕДСТВОМ СОЗДАНИЯ ЦИФРОВЫХ РЕСУРСОВ

1.1Понятие «естественнонаучная грамотность» личности младшего школьника и её составляющие

Процесс формирования естественно-научной грамотности младших школьников осуществляется в рамках реализации требований Федерального государственного образовательного стандарта начального общего образования (ФГОС НОО), согласно которым обучение должно обеспечивать достижение детьми планируемых предметных, метапредметных и личностных результатов. [2]

Одной из эффективных форм достижения указанных целей является использование цифровых ресурсов, это служит важным действием, способствующим достижению учебных целей по следующим направлениям:

1. Предметные результаты: Овладение учащимися знаниями о природе, экологии, здоровье и здоровом образе жизни, формировании целостного представления о мире.

2. Метапредметные результаты: Развитие универсальных учебных действий (регулятивных, коммуникативных, познавательных), обеспечивающих возможности самостоятельности обучающихся, сотрудничества и инициативности.

3. Личностные результаты: Воспитание интереса к науке, бережного отношения к природе, стремления к самосовершенствованию и повышению личной ответственности за состояние окружающей среды.

Для глубокого понимания естественнонаучной грамотности важно рассмотреть существующие подходы к определению термина «грамотность».

Грамотность, по мнению известного педагога-психолога А.В. Хуторского, рассматривается как владение человеком совокупностью знаний, умений и способов поведения, необходимых для полноценной жизнедеятельности в обществе. [25]

Переходя непосредственно к естественнонаучной грамотности, выделим ряд определений, раскрывающих суть естественнонаучной грамотности.

Под естественнонаучной грамотностью понимают способность ребенка эффективно пользоваться научно обоснованными знаниями и методами в своей повседневной жизни, демонстрируя осведомленность в областях биологии, физики, химии и экологии (А.А. Леонтьев, Федеральный государственный образовательный стандарт начального общего образования). [19]

Н. Л. Галеева советский и российский биолог, кандидат биологических наук, доцент, педагог, специалист в области образовательного менеджмента дала своё определение естественно-научной грамотности. «Естественнонаучная грамотность — это способность школьника осваивать и использовать естественнонаучные знания для распознавания и постановки вопросов, для освоения новых знаний, для объяснения естественнонаучных явлений и формулирования, основанных на научных доказательствах выводов.» [22]

Согласно Л.М. Перминовоа доктору педагогических наук, профессору, естественнонаучная грамотность характеризуется знаниями о природе и технологиях, методах получения научных знаний, пониманием обоснованности этих методов и их использованием. [23]

Итак, приведённые определения подчёркивают важную роль естественнонаучной грамотности в становлении всесторонне развитого, компетентного и экологически сознательного члена общества. В современной педагогике подчеркивается, что истинная грамотность проявляется не столько в обладании знаниями, сколько в способности действовать в нестандартных, «жизненных» ситуациях. [19] Данные подходы согласуются с положениями нормативных документов, регулирующих образовательный процесс в современной российской школе, среди которых особое значение имеет Федеральный государственный образовательный стандарт начального общего образования (ФГОС НОО). Далее будем опираться на определение выдающегося советского и российского биолога Н. Л. Галеевой.

Важно отметить, что естественнонаучная грамотность не сводится только к сумме знаний о природе. В современной дидактике акцент смещается на способность ученика применять эти знания в ситуациях, приближенных к реальной жизни. Это означает, что младший школьник должен не просто пересказывать изученное, но и объяснять простые природные явления, с которыми сталкивается ежедневно: почему идет дождь, отчего меняется температура, зачем растениям свет и вода. [20]

Научное объяснение явлений включает в себя распознавание, выдвижение и оценку объяснений для природных и техногенных явлений, что включает способности:

- вспомнить и применить соответствующие естественнонаучные знания;

- распознавать, использовать и создавать объяснительные модели и представления;

- сделать и подтвердить соответствующие прогнозы;

- предложить объяснительные гипотезы;

- объяснить потенциальные применения естественнонаучного знания для общества.

Понимание особенностей естественнонаучного исследования  

подразумевает описание и оценку исследований, предположение научных способов, что включает способности:

- распознавать вопрос, исследуемый в данной естественнонаучной работе;

- различать вопросы, которые возможно естественнонаучным путем исследовать;

- предложить способ научного исследования данного вопроса;

- оценить с научной точки зрения предполагаемые способы изучения данного вопроса;

- описать и оценить способы, которые используют ученые, чтобы обеспечить надежность данных и достоверность объяснений.

      Интерпретация данных научных доказательств для получения выводов использует анализ и оценку научной информации, утверждений и аргументов при получении выводов, что включает способности:

- преобразовывать одну форму представления информации в другую;

- анализировать, интерпретировать данные и делать соответствующие выводы;

- распознавать допущения, доказательства и рассуждения в научных статьях;

- отличать аргументы, которые основаны на научных доказательствах, от аргументов, основанных на других соображениях;

- оценить научные аргументы и доказательства из различных источников. [18]

Для обеспечения эффективности формирования естественнонаучной грамотности школьников педагогам необходимо применять методы обучения, которые побуждают учащихся к активной исследовательской деятельности в процессе овладения учебным материалом.

Существует четыре метода представлений знаний обучающимся:

1)Наглядные методы - познание окружающего мира с помощью чувственного восприятия, накопления сенсорного опыта на основе работы с наглядным материалом.

Пример: Выращивание кристаллов соли/сахара и наблюдение за ростом, или демонстрация процесса таяния льда в сравнении с другими веществами), который позволяет увидеть, пощупать и проанализировать природное явление, а не просто прочитать о нем, формируя таким образом опыт рассуждения, наблюдения и вывода, что является ключевым для естественнонаучной грамотности

2)Практические методы – приобретение знаний посредством самостоятельной

практической деятельности, опытов, элементарных исследовательских действий.

Пример:  Ученики не просто запоминают факты, а сами исследуют явления (например, качество воды, рост растений) через эксперимент, выдвигают гипотезы, собирают данные, анализируют результаты, делают выводы и предлагают решения реальных проблем, развивая критическое мышление и связь теории с практикой. 

3)Словесные методы - познание объектов окружающего мира на основе чтения текстов, объяснения учителя, работы со справочной и дополнительной информацией.

Пример: Учитель задаёт вопрос «Почему зимой растения спят?», и ученики, используя знания о фотосинтезе, испарении и условиях среды, аргументируют свои гипотезы, формулируя выводы в виде устных или письменных объяснений, а затем сравнивают их, учась научно объяснять явления и интерпретировать данные.

4) Игровые методы - познание объектов в процессе дидактической игры, выполнения ролей в сюжетной игре. [21]

Таким образом, естественнонаучная грамотность личности младшего школьника представляет собой совокупность сформированных когнитивных, практических и эмоционально-нравственных характеристик, определяющих степень усвоения ребенком начальных естественно-научных знаний, развитие познавательных способностей и опыта исследовательской деятельности. Основные составляющие включают базовые научные знания, умения наблюдать природные объекты и процессы, первые навыки постановки экспериментов, начальное критическое мышление, элементы экологической культуры и творческой активности. Фундаментальная важность естественно-научной грамотности заключается в создании прочной основы для последующего естественно-научного образования, воспитания любви к природе и ответственному отношению к своему здоровью и окружающему миру.

Естественнонаучная грамотность младших школьников является многокомпонентным образованием, охватывающим интеллектуально-познавательную сферу, эмоции и нравственное воспитание. Ее качественная составляющая зависит от интенсивности учебно-воспитательного процесса, включающего разнообразные формы организации учебной деятельности, активные методы обучения и регулярную педагогическую поддержку.

1.2 Особенности формирования естественно-научной грамотности младших школьников на уроках окружающего мира

Сегодняшняя реальность предъявляет высокие требования к развитию естественнонаучной грамотности каждого гражданина. Среди ключевых качеств, необходимых современному человеку, выделяются готовность постоянно совершенствоваться, способность мыслить креативно и самостоятельно искать оригинальные пути решения возникающих вопросов, умение адаптироваться и уверенно ориентироваться в динамично меняющемся окружающем пространстве всю жизнь. Этот процесс формирования профессионально развитого индивидуума начинается именно в начальной школе, поскольку закладывает основы всестороннего развития будущих поколений.

Задача учителя заключается в создании условий, позволяющих ученикам двигаться от полного незнания к глубокому пониманию предмета посредством собственного исследовательского опыта. Важно развить внутренний стимул к обучению, заинтересовать детей самостоятельностью в познании нового материала, способствовать раскрытию их интеллектуального потенциала и творческих способностей. Такой подход помогает детям осознать ценность приобретаемых знаний и видеть их применимость в повседневной жизни.

1. Эффективность использования информационно-коммуникационных технологий на уроках окружающего мира подтверждается практическими исследованиями. Е.Ф. Мазанюк отмечает, что систематическое применение ИКТ способствует не только повышению успеваемости, но и развитию у младших школьников навыков самостоятельного поиска и анализа информации, что является важной составляющей функциональной грамотности. [13, с.131]

Естественнонаучная грамотность выступает важнейшим компонентом общей функциональной грамотности. Она включает в себя способность индивида занимать обоснованную позицию по вопросам, касающимся природных явлений и законов природы, понимание важности естественно-научных фактов и идей. Обладая таким уровнем грамотности, человек способен эффективно интерпретировать научные знания, принимая осознанные решения, основанные на объективных фактах, оценивать последствия влияния научно-технического прогресса на общество, экономику и окружающую среду. Такие граждане готовы включаться в конструктивные дискуссии, отстаивая свою точку зрения по проблемам, связанным с наукой и технологиями.

Учебный предмет «Окружающий мир» играет ключевую роль в формировании основ естественнонаучной грамотности, создавая фундамент для дальнейшего освоения дисциплин физики, химии, биологии и географии. Уроки и дополнительные занятия должны систематически формировать у школьников способности объяснять явления природы, проводить исследования, критически осмысливать полученные знания и успешно интегрировать их в повседневную практику.

Повышение естественнонаучной грамотности требует комплексного подхода, сочетающего теоретическое обучение с активной практической деятельностью, направленной на решение конкретных прикладных задач. Развитие таких компетенций способствует формированию поколения, способного грамотно воспринимать научный прогресс и активно влиять на будущее своего общества.

Одна из задач повышения уровня естественнонаучной грамотности - использовать учебные задания с учётом реальных жизненных ситуаций, задачи, моделирующие конкретные практические ситуации, задачи на применение знаний в нестандартных ситуациях, задания на преобразование и интерпретацию данных.

Согласно И.П.Подласову, выделяется 3 компетенции:

— объяснять явления — способность применять естественнонаучные знания для описания, объяснения и прогнозирования различных природных явлений или технологических процессов;

— понимать основные особенности естественнонаучного исследования — умение распознавать научные вопросы, оценивать методы исследования и предлагать способы проверки;

— интерпретировать данные и использовать научные доказательства для получения выводов — способность анализировать графики, таблицы, диаграммы, критически оценивать аргументы и формулировать обоснованные заключения. [22]

Формирование естественнонаучной грамотности младшего школьника происходит в интегрированной форме, что предусматривает включение в разные виды учебных дисциплин, а также во внеурочную деятельность методы и приемы, способствующие овладению младшим школьником необходимой системой естественнонаучных знаний. На интегрированных уроках младшие школьники не только знакомятся с естественно-научным материалом, но и раскрывают взаимосвязи между объектами природы, объясняют взаимосвязи компонентов системы: «человек-общество-природа», учатся обращаться с окружающей средой, а также знакомятся с правилами поведения в природе. [24]

Можно назвать следующие виды деятельности, направленные на формирование естественнонаучной грамотности младшего школьника:

- рассказы, изображающие различные явления в природе или

действия по охране и украшению природы;

- проведение ремонта или ремонта предметов быта на территории

школы (работа на природе), а также утилизация (ремонт книг и т.п.);

- создание произведений изобразительного искусства на основе

впечатлений от природы и деятельности людей на природе;

- общение с природой, установление свободного контакта с объектами мира растений и животных – наблюдение, исследование, уход за ними, сложная деятельность, включающая в себя приручение и подчинение их определенному положению;

- экспериментирование – практическая познавательная деятельность, сочетающаяся с выражением своего мнения в результате наблюдения за определенными объектами или явлениями окружающей среды либо природы;

- проблемные задания, требующие поиск ответов на поставленные вопросы посредством практической деятельности младших школьников;

- организация дискуссий – обмен мнениями по некоторым сведениям, связанным с природой и интересными и тайными эффектами, уточнение своего понимания природы посредством беседы. [24]

Современные цифровые образовательные ресурсы позволяют сделать процесс обучения более наглядным, интерактивным и практико-ориентированным. Использование цифровых платформ, интерактивных заданий, обучающих видеоматериалов и электронных тренажёров способствует повышению познавательной активности младших школьников, развитию самостоятельности и формированию умений применять знания в различных учебных ситуациях. Как отмечает Е. В. Блинова, цифровые образовательные ресурсы создают условия для развития функциональной грамотности обучающихся, поскольку обеспечивают сочетание визуального восприятия информации, практической деятельности и элементов исследовательской работы. [9]

Таким образом овладение методами познавательных природных явлений - умение проводить (с помощью взрослых и самостоятельно) несложные наблюдения, опыты, мини-исследования, измерения, построение моделей, отражающих свойства объектов природы; -анализ полученных результатов, установление на их основе причинно-следственных, временных и последовательных связей, приведение примеров, подтверждающих достоверность фактов, оценивание достоверности получаемых сведений, формулирование выводов. 

1.3 Основные аспекты использования цифровой библиотеки в процессе формирования естественнонаучной грамотности младших школьников на уроках окружающего мира.

В условиях реализации обновлённого ФГОС НОО цифровые ресурсы становятся важным компонентом современного урока окружающего мира. Их применение способствует формированию познавательного интереса, развитию самостоятельной деятельности обучающихся и повышению качества усвоения учебного материала. [2]

Современные исследования подтверждают эффективность использования новых цифровых инструментов на уроках окружающего мира в начальной школе. Как отмечают А.Р. Арсланова и Г.Р. Ганиева, цифровые ресурсы позволяют не только разнообразить формы подачи материала, но и существенно повысить познавательную активность младших школьников, формируя у них устойчивый интерес к изучению природных явлений и объектов. [7, с. 22-25]

Сегодня дистанционные формы обучения и смешанные методы широко применяются в образовательной среде, что создает спрос на качественные цифровые инструменты. Цифровые ресурсы помогают преодолевать ограничения традиционного подхода и обеспечивают равный доступ к качественному образованию независимо от региона проживания и возможностей конкретной школы.

Актуальность применения информационно-коммуникационных технологий на уроках окружающего мира в начальной школе подчёркивается в исследовании П.Р. Масленниковой. Автор отмечает, что ИКТ способствуют формированию у младших школьников умения работать с информацией, представленной в различных форматах, что напрямую коррелирует с развитием естественнонаучной грамотности. [14,с. 101]

Практически каждая школа стремится ввести элементы электронного обучения, однако существующие решения пока недостаточно полно отвечают потребностям учителей и учащихся. Большинство представленных в сети ресурсов либо сложно интегрировать в привычную систему уроков, либо требуют значительных финансовых вложений. В результате многие педагоги продолжают полагаться на традиционные средства обучения, упуская преимущества цифрового формата.

Сегодняшняя реальность диктует необходимость приобретения широкого спектра междисциплинарных знаний и навыков анализа информации ещё в раннем возрасте. Образовательная система вынуждена адаптироваться к новым реалиям, учитывая революционные изменения, вызванные цифровыми технологиями. Искусственный интеллект всё больше проникает в образовательные процессы, заставляя задуматься над вопросом, какой облик примет традиционное обучение завтра. Эта проблема приобретает особую значимость, поскольку качество образования напрямую влияет на профессиональное становление и личностное развитие будущих поколений. Новые технологии не только преобразуют методы передачи знаний, но и существенно воздействуют на восприятие информации учащимися, формируя принципиально иной подход к развитию мыслительных способностей. [24]

Под цифровыми ресурсами понимаются электронные образовательные материалы и инструменты, используемые в цифровой форме для организации и сопровождения образовательного процесса. Цифровые ресурсы обеспечивают доступ к информации, способствуют развитию исследовательских навыков и формированию у обучающихся способности применять знания в практической деятельности. Такое понятие дала Макарова Елена Анатольевна, исследователь, занимающийся вопросами цифровизации образования, в частности интеграцией цифровых ресурсов в обучение. [12, с. 41–48.]

Также важную роль играет федеральный государственный образовательный стандарт начального общего образования (ФГОС НОО), утверждённый приказом Минобразования России № 286 от 31 мая 2021 г. Стандарт выделяет ключевые направления предметных областей, одним из которых является естественно-научная грамотность. Учебный предмет «Окружающий мир» становится основным средством достижения указанных результатов и требует применения современных педагогических методик, основанных на применении информационно-коммуникативных технологий. [3]

Проектирование современного урока с использованием цифрового контента образовательных платформ требует от учителя не только технических навыков, но и понимания дидактических возможностей цифровых ресурсов. А.Г. Ибатуллина выделяет этапы конструирования такого урока и подчёркивает необходимость интеграции цифрового контента с традиционными методами обучения для достижения максимального образовательного эффекта. [10, с. 93]

В современной образовательной практике используются различные виды цифровых ресурсов:
- интерактивные образовательные платформы;
- электронные энциклопедии;
- обучающие видеоматериалы;
- цифровые тренажёры;
- виртуальные лаборатории;
- интерактивные тесты;
- мультимедийные презентации;
- образовательные сайты и приложения.

Использование данных ресурсов способствует повышению мотивации обучающихся, развитию самостоятельности и формированию естественнонаучной грамотности. [12, с. 41]

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/640613-vypusknaja-kvalifikacionnaja-rabota-diplomnyj