Работа с научно-популярными статьями как способ формирования и развития функциональной грамотности учащихся на уроках химии



Функционально грамотный ученик в современном мире является индикатором качества образования. Стандартных академических знаний в жизни недостаточно, акцент современных требований смещается на самостоятельное получение и применение полученной информации для решения конкретных учебных и жизненных задач. Функциональная грамотность является значимой основой формирования универсальных учебных действий.

Одна из эффективных форм работы формирования и развития функциональной грамотности на уроках химии — работа с текстами учебников или научно-популярными статьями из различных источников. Такую работу можно использовать на уроках, в качестве домашнего задания, во внеурочной деятельности, во время дистанционного обучения.

При выборе текста и составлении заданий необходимо ориентироваться на модель составления заданий по естественнонаучной грамотности. Следовательно, контекст информации должен быть связан с одним из направлений: проблемами здоровьесбережения, использованием природных ресурсов, проблемами охраны окружающей среды, опасностями и рисками, связи науки и техники. Ситуация, изложенная в научно-популярном тексте может рассматриваться на одном из трех уровней: личностном (интересен для каждого человека), местном (затрагивается проблема определенного региона) или глобальном (ситуация, описанная в тексте статьи затрагивает интересы каждого жителя планеты).

В заданиях используются два типа научного знания: содержательное (взаимосвязь естественнонаучных дисциплин) и процедурное (как происходят открытия, описание экспериментов и их результатов).

Для выполнения заданий учащиеся должны применять следующие умения (компетенции):

— Научно объяснять явления, т. е. научно обосновывать прогнозы, использовать объяснительные модели, объяснять принципы действия технических устройств или технологий

— Применять естественнонаучные методы исследования, т. е. распознавать и выдвигать цель исследования, оценивать достоверность результатов

— Интерпретировать данные и использовать научные доказательства для получения выводов, т. е. преобразовывать один вид информации в другой, визуально емко представлять информацию, анализировать, распознавать допущения и аргументы в тексте.

Содержание текста статьи должно отражать содержание образовательных программ или возможного опыта учащихся. Задания могут быть сформулированы в соответствии с категориями диагностируемых учебных целей: знание — понимание — применение — анализ — синтез — оценка.

Приведем пример текста, основой которого послужила адаптация статьи П. А. Кошель из журнала «Химия» 2007 г № 9. Работа проводится среди учащихся 9-х классов при изучении модуля «Химия и сельское хозяйство». Учащиеся показывают средние результаты. Низкий уровень овладения метапредметными умениями у части учащихся подтверждает необходимость систематической специальной работы по их формированию. Оценивание уровня освоения метапредметных умений учащихся посредством предложенных заданий может представлять всем участникам образовательного процесса необходимую информацию.

Круговорот фосфора в природе

История «путешествий» фосфора на Земле, или, как говорят ученые-геохимики, его миграция, очень интересна и поучительна. Атомы фосфора, как и всех других элементов, постоянно участвуют в великом природном круговороте веществ. Занимаясь сельским хозяйством, развивая военную промышленность, цветную металлургию человек активно вмешивается в круговорот фосфора в природе. Какие необходимо принять меры, чтобы это не отразилось на здоровье и жизнедеятельности последующих поколений?

Предлагаемый текст:

Фосфор — относительно редкий элемент. По данным академика А. Е. Ферсмана, его весовой кларк (процентное содержание элемента в земле) равен всего 0,12 %. К тому же фосфор — элемент, редко накапливающийся в больших количествах, и потому его относят к числу рассеянных.

В свободном виде в природе по причине своей очень сильной окисляемости он не встречается, но входит в состав многих минералов (их насчитывается до 120) и множества органических веществ. Большинство минералов, содержащих фосфор, являются редкими. Наиболее важные минералы (природные фосфаты) — апатит, вивианит, а также осадочная горная порода фосфорит.

Несмотря на свою малую распространенность и разбросанность, фосфор, однако, имеет исключительно важное значение в жизни растительных и животных организмов. Он входит в состав большинства растительных и животных белков и протоплазмы. Фосфор — биогенный элемент. Академик Ферсман называл фосфор элементом жизни и мысли.

Источником всех фосфорных соединений в природе следует признать апатит — фосфат кальция, содержащий переменное количество фтора и хлора. В зависимости от преобладания в апатите фтора или хлора образуются минералы фторапатит Са ₅ F(РO ₄ ) ₃ или хлорапатит Са ₅ Сl(PO ₄ ) ₃ . Они содержат от 5 до 36 % P ₂ O ₅ .

Значительные запасы апатитов имеются в Норвегии и Бразилии. Подлинно мировое месторождение апатитов находится у нас, на Кольском полуострове, в Хибинах, где оно было открыто в 1925 г.

Под влиянием жизнедеятельности микроорганизмов, почвенных кислот, а также кислот, выделяемых корнями растений, апатиты постепенно подвергаются выветриванию и вовлекаются в биохимический круговорот, который в отличие от круговорота азота, углерода, кислорода и серы ограничивается лишь био-, гидро- и литосферой и не захватывает атмосферы.

Растениями фосфор поглощается только из растворенных фосфатов в виде анионов фосфорной кислоты. Скапливается он главным образом в продуктовых частях — семенах, плодах. Наиболее богаты фосфором бобовые растения, а бедны им овощи. Из растений фосфор вместе с пищей попадает в организм животных и человека.

Ежесуточная потребность взрослого человека в фосфоре от 1 до 1,2 г. Дети больше нуждаются в фосфоре, чем взрослые.

Без фосфорной кислоты невозможны нормальные химические реакции в клетках. Она также принимает участие в жировом обмене, синтезе и распаде гликогена и крахмала, входит в состав скелетной ткани, но особенно много её в тканях нервных клеток и мозга.

При недостатке фосфора у животных появляется заболевание костей. Недостаточность содержания соединений фосфора тормозит развитие и задерживает созревание семян, вызывает снижение урожая и ухудшение его качества.

Лучшим объяснением круговорота фосфора могут служить следующие слова знаменитого русского геолога и минералога, профессора Я. В. Самойлова, которому принадлежит большая заслуга в деле изучения фосфоритов: «Фосфор наших фосфоритовых месторождений — биохимического происхождения. Из апатита — минерала, в котором первоначально заключен почти целиком весь фосфор литосферы, элемент этот переходит в тело растений, из растений — в тело животных, которые являются истинными концентраторами фосфора. Пройдя через ряд животных тел, фосфор, наконец, выпадает из биохимического цикла и вновь возвращается в мир минеральный. При определенных физико-географических условиях в море происходят массовая гибель животных организмов и скопление их тел на дне морском, а скопления эти приводят к образованию фосфоритовых месторождений в осадочных отложениях. Наши фосфориты — биолиты, и если бы можно было шаг за шагом повернуть весь ход испытанных нашими фосфоритами перемещений в обратную сторону, то образцы, заполняющие наши музеи, зашевелились бы»...

Таков круговорот и значение фосфора в природе. Крайне ядовитое и реакционноспособное вещество (в одной из его аллотропных форм — белом или желтом фосфоре) в своих соединениях является существенно необходимым элементом растительной и животной жизни.

В процесс круговорота фосфора, как и в природный круговорот других элементов энергично вмешивается человек. Фосфор нужен человеку для многих целей: большое количество его поглощает спичечная отрасль промышленности. Лучшие сорта нержавеющей стали получаются благодаря процессу фосфатирования — покрытия тонким слоем фосфатов, стойких против атмосферной коррозии. Соединения фосфора идут на изготовление многих лекарственных веществ.

Главный же потребитель фосфатов — сельское хозяйство. Со времени химика Ю. Либиха земледельцы, поняв значение фосфора для повышения урожая культурных растений, начали отыскивать природные фосфаты (апатиты, фосфориты), превращать их механическим или чаще всего химическим путем в удобрения и вносить в почву.

Выполните задания:

1. Опишите нахождение фосфора в природе, его соединения. Почему фосфор не встречается в природе в свободном виде?
2. Академик Ферсман назвал фосфор элементом жизни и мысли. Так ли это? Сформулируйте свою позицию по этому вопросу.
3. Предложите эксперимент, который позволил бы пронаблюдать все этапы круговорота фосфора в природе.
4. Если предположить равную стоимость фосфорных удобрений фосфористой муки Ca ₃ (PO ₄ ) ₂ и суперфосфата Ca(H ₂ PO ₄ ) ₂ , то какое из них выгоднее использовать в сельском хозяйстве и почему?
5. Занимаясь сельским хозяйством человек активно вмешивается в круговорот фосфора. Что случится, если не восполнять запасы соединений фосфора в почве? Разработайте план мероприятий и изложите свое мнение понимания данной проблемы.
6. Определение А. Е. Ферсмана: «Фосфор — элемент жизни…» находит повсеместное подтверждение. Фосфор — элемент не только биологической жизни, но и повседневной. Изучив схему применения фосфора и его соединений, обоснуйте данной утверждение.

Оценивание выполнения работ

Задание 1

Планируемый результат:

— Характеризовать распространенность химического элемента фосфора в природе.

Формируемые УУД — умения, характеризующие достижение результата:

— Ориентироваться в содержании текста, умение вычленять необходимую информацию.

— Адекватно и осознанно использовать письменную речь

Формируемые УДД	Критерии оценивания	Баллы
Познавательные	Указал, в состав каких неорганических и органических соединений входит фосфор.	1–2
	Описал взаимосвязь активности химического элемента и его распространенности.	1–2
	Максимальный суммарный балл	4
Коммуникативные	1.Оформил ответ в понятной и логичной форме.	1–2
	Максимальный суммарный балл	2
Максимальный суммарный балл всего задания		6

Задание 2

Планируемый результат:

— Охарактеризовать уникальную способность воды, как универсального растворителя.

— Характеризовать значение фосфора в природе как основы жизни.

Формируемые УУД — умения, характеризующие достижение результата:

— Находить и использовать необходимую информацию в тексте для объяснения явлений.

— Адекватно и осознанно использовать письменную речь.

Формируемые УДД	Критерии оценивания	Баллы
Познавательные	Указал роль фосфора для растений, животных и человека.	1–2
	Указал процессы, идущие в организме при участии соединений фосфора.	1–2
	Максимальный суммарный балл	4
Коммуникативные	1. Оформил ответ в понятной и логичной форме.	1–2
	Максимальный суммарный балл	2
Максимальный суммарный балл всего задания		6

Задание 3

Планируемый результат:

— Характеризовать круговорот фосфора в природе.

Формируемые УУД — умения, характеризующие достижение результата:

— Преобразовывать информацию из одной формы в другую.

— Структурировать знания.

— Выделять необходимую информацию.

— Адекватно и осознанно использовать письменную речь

Формируемые УДД	Критерии оценивания	Баллы
Познавательные	1. Представил все стадии круговорота воды в природе.	1–3
	Максимальный суммарный балл	3
Коммуникативные	1. Оформил ответ в понятной и логичной форме.	1–2
	Максимальный суммарный балл	2
Максимальный суммарный балл всего задания		5

Задание 4.

Планируемый результат:

— Проводить расчеты по формулам химических соединений.

— Проводить расчеты с использованием понятия «массовая доля».

Формируемые УУД — умения, характеризующие достижение результата:

— Преобразовывать информацию из одной формы в другую.

— Ориентироваться в содержании текста и понимать его целостный смысл.

— Адекватно и осознанно использовать письменную речь

Формируемые УДД	Критерии оценивания	Баллы
Познавательные	Правильно рассчитал молярные массы предложенных соединений.	1–2
	Выполнил расчеты с использованием понятия «массовая доля химического элемента».	1–2
	Сравнил результаты и сделал вывод по вопросу задачи.	1–2
	Максимальный суммарный балл	6
Регулятивные	Решил задачу в соответствии с выбранным алгоритмом.	2
Коммуникативные	1.Оформил ответ в понятной и логичной форме.	1–2
	Максимальный суммарный балл	2
Максимальный суммарный балл всего задания		8

Задание 5.

Планируемый результат:

— Характеризовать и оценивать ситуацию антропогенного воздействия на круговорот фосфора в природе.

Формируемые УУД — умения, характеризующие достижение результата:

— Строить логические рассуждения.

— Выделять необходимую информацию.

— Адекватно и осознанно использовать письменную речь

Формируемые УДД	Критерии оценивания	Баллы
Познавательные	Обосновал значимость и применения фосфорных удобрений.	1–2
	Описал причины использования удобрений.	1–2
	Максимальный суммарный балл	4
Регулятивные	Составил план действий по восполнению фосфора в почве.	1–2
Коммуникативные	1.Оформил ответ в понятной и логичной форме.	1–2
Максимальный суммарный балл всего задания		8

Задание 6.

Планируемый результат:

— Характеризовать значимость соединений фосфора в народном хозяйстве.

Формируемые УУД — умения, характеризующие достижение результата:

— Связывать информацию, обнаруженную в тексте со знаниями из других источников.

— Строить логические рассуждения.

— Адекватно и осознанно использовать письменную речь

Формируемые УДД	Критерии оценивания	Баллы
Познавательные	Описал большинство сфер применения фосфорных соединений.	1–2
	Обосновал значимость фосфорных соединений.	1–2
	Максимальный суммарный балл	4
Коммуникативные	1.Оформил ответ в понятной и логичной форме.	1–2
	Максимальный суммарный балл	2
Максимальный суммарный балл всего задания		6

Максимальный суммарный балл всей работы — 39 баллов (пятибалльная система оценивания

«5» выполнено 75–100 % работы — 30–39 баллов

«4» выполнено 60–75 % работы — 23–30 баллов

«3» выполнено 50–60 % работы — 19–23 баллов

Литература:

1. Асанова Л. И. Метапредметные результаты обучения химии: средства достижения и диагностика. — Электр.ресурс, вебинар, режим доступа: https://www.vgf.ru/pedagogu/Webinars.aspx
2. Аликберова Л. Ю., Рукк Н. С. Полезная химия: задачи и истории. — М.: Дрофа, 2008.
3. Валединская О. Р. Знакомьтесь: азот и его круговорот. –Электр.журнал — Химия. «Первое сентября»-2002- № 43, режим доступа: http://him.1september.ru/article.php?ID=200204302
4. Габриелян О.С, И. Г. Остроумов. Настольная книга учителя. Химия. 9 класс.- М.: Дрофа, 2008.
5. Габриелян. О. С. Химия. 9 кл.: рабочая тетрадь к учебнику О. С. Габриеляна «Химия. 9 класс» — М.: Дрофа, 2011.
6. Габриелян, О. С. и др. Химия. 9 класс: контрольные и проверочные работы. М.: Дрофа, 2007
7. «Химия 9» Мультимедийное приложение к УМК «Химия. 9 класс», Дрофа, Физикон.
8. Кошель П. А. Круговорот фосфора в природе. –Электр.журнал — Химия. «Первое сентября»-2007- № 9, режим доступа: https://him.1sept.ru/article.php?ID=200700901
9. Шаталов М. А., Кузнецов Н. Е. Достижение метапредметных результатов обучения. — М.: Вентана-Граф, 2012.