XVIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2026

Введение. В условиях динамично меняющегося мира, насыщенного информацией и данными, ключевой целью образования становится формирование функциональной грамотности – способности человека эффективно действовать в различных жизненных контекстах [21]. Это сложное интегративное качество, в структуре которого исследователи выделяют естественно-научную, читательскую и математическую грамотности как базовые компоненты [20]. Особое место среди них занимает математическая грамотность, определяемая в международных исследованиях (PISA) как способность формулировать, применять и интерпретировать математику в разнообразных ситуациях – от бытовых до профессиональных [22].

В отечественной педагогической науке математическая грамотность понимается не как совокупность вычислительных навыков, а как умение осуществлять математическую деятельность по моделированию реальных ситуаций, применению математических процедур и интерпретации результатов [8; 12]. В биологическом образовании этот компонент приобретает особую значимость, поскольку современная биология все больше опирается на количественные методы анализа, статистику, работу с графиками и моделями. Однако, как показывают исследования, потенциал уроков биологии для развития математической грамотности используется недостаточно, задания носят эпизодический характер и слабо связаны с жизненным контекстом [4].

Цель исследования: разработать и теоретически обосновать методический подход к целенаправленному формированию математической грамотности у учащихся 9 класса в процессе изучения биологии через систему интегрированных заданий с прикладным содержанием.

Материал и методы исследования. Методологической основой исследования выступили системный и интегративный подходы. В своей работе мы использовали следующие методы:

• теоретический анализ научной литературы по проблемам функциональной и математической грамотности в отечественной и зарубежной педагогике;

• метод педагогического проектирования, направленный на разработку содержательного и процессуального компонентов методического подхода;

• метод моделирования для создания системы заданий, отражающей взаимосвязь биологического содержания и математических действий.

Результаты исследования. Целенаправленное формирование математической грамотности у девятиклассников требует методологического синтеза ключевых теоретических позиций, подтвержденных современными научными исследованиями.

1. Психолого-возрастной аспект. Возрастные черты учащихся 9 класса оказывают воздействие на формирование функциональной грамотности, потому что этот период знаменуется интенсивным становлением абстрактно-логического мышления и когнитивной автономии. Происходит трансформация учебной мотивации – от внешних стимулов к внутреннему стремлению к знаниям и это проявляется в избирательном интересе к учебным предметам и осознанном подходе к образовательной деятельности [7]. Психологи утверждают: у девятиклассников усиленно формируется способность к критическому осмыслению и рефлексии что создает позитивные предпосылки для перехода от простого усвоения знаний к их креативному применению в нестандартных ситуациях [18].

2. Дидактический аспект: интеграция и контекстуализация.

• интегративный подход предполагает синтез знаний, где математика выступает инструментом познания биологических закономерностей [2];

• контекстное обучение требует погружения математических действий в ситуации, моделирующие реальную практику («медицинская диагностика», «экологический мониторинг») [5], что обеспечивает формирование личностного смысла и функциональности знаний.

3. Деятельностный аспект. Формирование грамотности трактуется как поэтапное освоение универсальных учебных действий (УУД) [1]:

• познавательные УУД: моделирование биологических процессов средствами математики;

• регулятивные УУД: планирование решения комплексной задачи;

• коммуникативные УУД: аргументация выводов на основе расчетов.

4. Компетентностный аспект. Математическая грамотность понимается как компетенция, проявляющаяся в способности формулировать, применять и интерпретировать математику в разнообразных контекстах [22]. Отечественные исследователи подчеркивают, что это умение осуществлять математическую деятельность по моделированию реальных ситуаций [8].

5. Принцип градуальности. Задания должны выстраиваться по таксономии учебных целей от воспроизведения к моделированию [3]. Исследования показывают, что потенциал уроков биологии для этого используется недостаточно, задания носят эпизодический характер [4].

Исследования подтверждают, что результативное изучение биологии требует синергии грамотностей: читательской – для понимания текста, естественно-научной – для планирования исследования, математической – для обработки и анализа данных [14]. Например, изучение законов наследственности Г. Менделя невозможно без расчета вероятностей и построения решеток Пеннета, что является наглядным примером интеграции.

Приемы, нацеленные на формирование математической грамотности, вплетены в курс биологии («Человек и его здоровье») посредством планомерной работы с различными формами репрезентации числовой информации. Задания сгруппированы по типам формируемых умений:

Работа с графической информацией. Рассмотрим пример темы «Анализаторы»: здесь учащиеся не просто изучают отвлеченный график соотношения остроты слуха и частоты звука, а взаимодействуют с подлинной аудиограммой, где по оси абсцисс отложены частоты, варьирующиеся от 125 до 8000 Гц, а по оси ординат – интенсивность звука, измеряемая в дБ. Школьники устанавливают пороги слышимости для различных частот (например, 15 дБ для 1000 Гц и 35 дБ для 4000 Гц), вычисляют диапазон воспринимаемых частот (приблизительно 20-20000 Гц для здорового) и формулируют заключения о вероятных отклонениях к примеру о начале профессиональной тугоухости, когда порог поднимается до 40 дБ в высокочастотной области [4].

Обработка статистических данных. При постижении темы «Статистика заболеваемости» учащиеся получают актуальные сведения от Роспотребнадзора относительно недельной динамики заболеваемости ОРВИ в их регионе за прошедший эпидемический сезон (к примеру, числа зафиксированных случаев: 1245, 1587, 2104, 1896, 1654) и представляют их в форме столбчатой диаграммы и затем исчисляют среднее арифметическое (1697 случаев), моду и определяют неделю, когда заболеваемость достигла пика, – и, наконец, подвергают анализу факторы, вызвавшие всплеск и последующий спад инфекции.

Решение прикладных расчетных задач. Расчетные задачи с прикладным контекстом – вычисление суточной калорийности рациона для подростка, принимая во внимание его энергетические затраты (допустим, расчет по формуле Миффлина-Сан Жеора с коэффициентом физической активности, равным 1.6), или установление индекса массы тела для конкретного человека (например, для школьника ростом 165 см и массой тела 58 кг: ИМТ = 58 / (1.65 × 1.65) ≈ 21.3 кг/м², – с последующей интерпретацией полученного результата, сопоставляя его с возрастными нормами) – содействуют становлению прочных навыков обработки числовой информации, потребной для принятия обоснованных решений в области индивидуального здоровья.

Интерпретация диагностических данных. На продвинутом уровне особое внимание уделяется действиям с диагностическими данными: например, расчету скорости клубочковой фильтрации, используя формулу CKD-EPI, основанную на уровне креатинина в крови, или построению кривой сахарной нагрузки с интерпретацией показателей глюкометрии, – что сближает учебный процесс с реальной врачебной практикой.

Для наглядности представим систему заданий в виде обобщающей таблицы.

Таблица 1. Система заданий для формирования математической грамотности на уроках биологии в 9 классе

Предложенный методический подход позволяет преодолеть формальный характер применения математики в биологии. Контекстуализация заданий (аудиограмма, данные Роспотребнадзора, расчет ИМТ) обеспечивает высокую мотивацию учащихся, так как демонстрирует практическую ценность математических умений для заботы о собственном здоровье и понимания медицинской информации. Принцип постепенного усложнения, отраженный в таблице, соответствует уровням математической грамотности PISA: от воспроизведения и применения (уровни 2-3) к интерпретации, рассуждению и моделированию (уровни 4-5). Это позволяет дифференцировать обучение и создать ситуацию успеха для учащихся с разным уровнем подготовки. Ключевым элементом каждого задания является этап интерпретации –перевод численного ответа в биологическое заключение или жизненную рекомендацию. Именно этот этап формирует функциональную связь между предметными знаниями, развивая способность к критическому мышлению и принятию обоснованных решений.

Заключение. Таким образом, формирование математической грамотности в курсе биологии 9 класса является не дополнительной, а неотъемлемой задачей, вытекающей из интегративной сущности функциональной грамотности и потребностей современной науки. А разработанный нами методический подход, основанный на интеграции биологического содержания с контекстными математическими задачами, позволяет системно развивать у учащихся умения формулировать, применять и интерпретировать математические данные. Задания, структурированные по принципу возрастания сложности, позволяют учащимся развивать свой уровень работы с математическими данными: от работы с графиками и статистикой до решения прикладных и диагностических задач. Обязательным условием эффективности таких заданий является их жизненный и практико-ориентированный контекст, который обеспечивает мотивацию учащихся и формирует готовность применять комплексные знания для анализа реальных ситуаций, связанных со здоровьем и благополучием.

Список литературы

1. Асмолов, А.Г. Формирование универсальных учебных действий в основной школе: от действия к мысли. Система заданий / А.Г. Асмолов, Г.В. Бурменская. – М.: Просвещение, 2010.

2. Безрукова, В.С. Интеграционные процессы в педагогической теории и практике / В.С. Безрукова. – Екатеринбург: УрГПУ, 2010.

3. Блонский, П.П. Избранные педагогические и психологические сочинения: В 2-х т. Т. 2 / П.П. Блонский. – М.: Педагогика, 1979.

4. Болатхан У.Б., Исаева З.А., Смагулова К.Т. Интеграция естественнонаучной и математической грамотности на уроках биологии // Вестник педагогических инноваций. – 2021. – № 4(64).

5. Вербицкий, А.А. Контекстное обучение в компетентностном подходе / А.А. Вербицкий // Высшее образование в России. – 2006. – № 11.

6. Всемирная организация здравоохранения. Руководство по оценке питания. – Женева: ВОЗ, 2020.

7. Выготский Л.С. Психология развития человека. – М.: Смысл, 2005.

8. Кадырова Ф.З., Мингазова Г.Г. Математическая грамотность: сущность и пути формирования в школе // Начальная школа. – 2021. – № 5.

9. Коростелев Н.Б. От концентризма к интеграции: межпредметные связи в современной школе // Педагогика. – 2020. – № 8.

10. Крутелева, А.С., Мишина, О.С., Горячева, О.А. Использование инфографики, как одного из приёмов образовательной мнемотехники в учебном процессе по биологии в системе СПО / А.С. Крутелева, О.С. Мишина, О.А. Горячева // Проблемы современного педагогического образования. - 2025. - №87-1.

11. Леонтьева О.М. Деятельностный подход в формировании функциональной грамотности школьников // Народное образование. – 2022. – № 3.

12. Мингазова Г.Г. Формирование математической грамотности учащихся в контексте международных исследований // Педагогическое образование в России. – 2022. – № 3.

13. Носова, Т.М., Семенов, А.А., Ермакова, Ю.Д. Информационно-цифровые технологии в профессиональном образовании будущих учителей / Т.М. Носова, А.А. Семенов, Ю.Д. Ермакова // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. Социальные, гуманитарные, медико-биологические науки. - 2024. - №96.

14. Рекомендации по диагностике и лечению хронической болезни почек (ХБП) // Нефрология. – 2021. – Т. 25, №1. – С. 7-96. (Для обоснования формулы СКФ).

15. Сапин М.Р., Сивоглазов В.И. Анатомия и физиология человека (с возрастными особенностями детского организма). – М.: Академия, 2018.

16. Сергеев И.С. Как организовать проектную деятельность учащихся. – М.: АРКТИ, 2020.

17. Федеральный государственный образовательный стандарт основного общего образования (утвержден Приказом Минпросвещения России от 31.05.2021 № 287).

18. Формирование функциональной грамотности учащихся: опыт, проблемы, перспективы: коллективная монография / Отв. ред. Е.А. Быстрова. – Екатеринбург: УрГПУ, 2022.

19. Фельдштейн, Д.И. Психология взросления: структурно-содержательные характеристики процесса развития личности / Д.И. Фельдштейн. – М.: МПСИ, 2004. Формирование функциональной грамотности учащихся: опыт, проблемы, перспективы: коллективная монография / Отв. ред. Е.А. Быстрова. – Екатеринбург: УрГПУ, 2022.

20. Функциональная грамотность младшего школьника: книга для учителя / Под ред. Н.Ф. Виноградовой. – М.: Российский учебник, 2020.

21. Хуторской А.В. Дидактика: учебник для вузов. – СПб.: Питер, 2019.

22. PISA 2022 Mathematics Framework (Draft) // OECD Publishing. – 2020.