Сайт Анатолия Владимировича Краснянского

Anti-PISA. Anatoly Krasnyansky: Errors in PISA tasks. Анатолий Краснянский, старший научный сотрудник Химического факультета МГУ, критикует группу заданий "Тесто для хлеба" международной программы PISA-2006: "Если ученик знает, что в воде и поваренной соли нет атомов углерода, то он компетентен в научном объяснении явлений?"

23.04.2009 8:46      Просмотров: 426335      Комментариев: 2      Категория: Anti-PISA: Анатолий Краснянский. Системный анализ заданий международного исследования

 

Anti-PISA. Anatoly Krasnyansky: Errors in PISA tasks 

Статья не закончена!

 

Группа заданий "Тесто для хлеба"

 

Преамбула

    При приготовлении теста для хлеба повар смешивает муку, воду, соль и дрожжи. После этого тесто помещают на несколько часов в какую-нибудь емкость, чтобы начался процесс брожения. При брожении в тесте происходят химические процессы: дрожжи (одноклеточный гриб) преобразуют крахмал и сахар, содержащиеся в муке, в углекислый газ и спирт.


Анатолий Краснянский: Анализ преамбулы 


Преамбула сформулирована не на научном, а на бытовом языке. Ведь речь идет не вообще о соли, а о хлориде натрия, не вообще о спиртах, а об этиловом спирте. В преамбуле нет уравнения  биохимической реакции, протекающей при брожении. Химическое уравнение спиртового брожения глюкозы: C6H12O6  →  2C2H5OH + 2CO2



Вопрос 1


В результате брожения тесто поднимается. Почему тесто поднимается?

A                  Тесто поднимается, потому что в нем образуется спирт, который переходит в газообразное состояние.

B                  Тесто поднимается, потому что в нем размножаются одноклеточные грибы.

C                  Тесто поднимается, потому что в нем образуется углекислый газ.

D                  Тесто поднимается, потому что при брожении вода превращается в пар.


ОЦЕНКА ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАДАНИЯ

Ответ принимается полностью – 1 балл.

Процент российских учащихся, набравших данный балл 41,8

Код 1: C. Тесто поднимается, потому что в нем образуется углекислый газ.

Ответ не принимается

Код 0: Другие ответы.

Код 9: Ответ отсутствует.

Тип вопроса: с выбором ответа

Компетенция: научное объяснение явлений

Содержание: физические системы

Область применения: связь естествознания и технологии

Контекст: личностный

 


 Анатолий  Краснянский:  анализ вопроса № 1 и ответов на этот вопрос 


Эксперты PISA утверждают, что правильный ответ:  "Тесто поднимается, потому что в нем образуется углекислый газ". Но это  суждение не является научным объяснением, так как нет ссылки на закон, связывающий количество (количество вещества, моль) газа с объемом газа.  


"Научное объяснение – это подведение некоторого научного факта  или события под определенный научный закон или теорию, выведение объясняемых фактов и событий в качестве логических следствий некоторого научного закона или теории."  С.А. Лебедев,  К.С. Лебедев. Существует ли универсальный научный метод?   Вестник ТвГУ. Серия "ФИЛОСОФИЯ". 2015. № 2. С. 56 - 72.  URL:  http://eprints.tversu.ru/5539/1/Вестник_ТвГУ._Серия_ФИЛОСОФИЯ._2015.__2._С._56-72.pdf  .

"Объяснение единичных фактов (классов фактов) — это  установление тех  законов  (закона),    которые определяют существенные черты данного события (событий), показывают данный факт (факты) как частный  случай какой-либо  общей   закономерности". 

"Явление считается объясненным, если удается установить – опытно-экспериментальным пли теоретическим путем — тот закон (законы), которому оно подчиняется, выяснить те причинные зависимости, которые определяют возникновение данного явления. Поэтому известные     в науке методы установления причинных связей явлений служат также и методами их объяснения". Философская энциклопедия. Главный редактор Ф.В. Константинов. Том 4. С. 125-126. Издательство «Советская энциклопедия». Москва. 1967. Копия статьи: http://avkrasn.ru/article-4129.html

Подробнее: Логический словарь-хрестоматия. Составитель: Анатолий Краснянский. Определение понятия "научное объяснение".   URL:  http://avkrasn.ru/article-4129.html


В результате брожения тесто (более точно: система, содержащая тесто и газовые пузырьки) "поднимается", то есть увеливается объем системы.  Объем системы увеличивается за счет газовых пузырьков.  Пузырьки содержат углекислый газ (основной компонент) и незначительные количества паров спирта и воды.  Количество  углекислого газа  (за счет брожения) увеличивается. В результате брожения может временно повышаться (на несколько градусов) температура системы, этот эффект здесь не учитываем.  

При постоянном внешнем давлении  объем пузырьков увеличивается, поскольку  в системе  увеличивается количество углекислого газа. 

В модели идеального газа связь между давлением P, объемом V,  количеством вещества (моль) n в газовой фазе и абсолютной температурой T описывается уравнением Клапейрона-Менделеева:  PV = nRT  где - универсальная газовая постоянная. 

Из этого уравнения следует, что общий  объем газовых пузырьков V  увеличивается с увеличением n и T и уменьшается с увеличением P:   V = nRT/P .

Правильный ответ (научное объяснение): При брожении тесто "поднимается":   увеличивается объем пузырьков, содержащих углекислый газ. Объем пузырьков (при постоянной темературе и постоянном внешнем давлении) увеличивается, поскольку увеличивается  количество углекислого газа в тесте. 

Брожение проводят обычно в интервале температур 25 - 30 градусов Цельсия. Давление насыщенных паров воды и спирта при этих температурах невелико  и поэтому мы не учитывваем количество вещества воды и количество вещества этанола в газовой фазе. 

 

 

 Вопрос 2

   Через несколько часов после приготовления теста повар взвешивает его и обнаруживает, что масса теста уменьшилась. В начале каждого из четырех экспериментов  масса теста одна и та же. Результаты каких двух экспериментов должен сравнить повар, чтобы выяснить, являются ли дрожжи причиной уменьшения массы теста?

 

 



A           Повар должен сравнить результаты экспериментов 1 и 2.

B           Повар должен сравнить результаты экспериментов 1 и 3.

C           Повар должен сравнить результаты экспериментов 2 и 4.

D           Повар должен сравнить результаты экспериментов 3 и 4.


ОЦЕНКА ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАДАНИЯ

Ответ принимается полностью – 1 балл.

Процент российских учащихся, набравших данный балл 23,5

Код 1: D. Повар должен сравнить результаты экспериментов 3 и 4.

Ответ не принимается

Код 0: Другие ответы.

Код 9: Ответ отсутствует.


Тип вопроса: с выбором ответа

Компетенция: распознавание и постановка научных вопросов

Содержание: естественнонаучные объяснения (знание о науке)

Область применения: связь естествознания и технологии

Контекст: личностный

 

Анатолий  Краснянский:  анализ вопроса № 2 и ответов на этот вопрос

 

1. Анализ суждения: "Через несколько часов после приготовления теста повар взвешивает его и обнаруживает, что масса теста уменьшилась".

Во-первых, это суждение противоречит  рисункам, иллюстрирующим опыты.  Из рисунков следует, что повар измерял не массу теста, а суммарную массу: массу теста (опыты 1, 2, 3 и 4) , массу сосуда (опыты 1, 2, 3 и 4) и массу пробки (опыты 1 и 2) . Он мог зафиксировать уменьшение массы теста в опытах 3 и 4 без измерения массы теста до и после опыта.

Следовательно, эксперты PISA совершили логическую ошибку, которая называется в логике "подмена понятия": подмена понятия "масса теста" на понятия "суммарная масса: теста,  сосуда и пробки (опыты 1 и 2), "суммарная масса: теста до брожения и  сосуда (опыт 3), "суммарная масса: теста после брожения и  сосуда" (опыт 4).   

Во-вторых, В в правильном ответе: "Повар должен сравнить результаты экспериментов 3 и 4"  эксперты PISA не предусмотрели обоснование этого ответа - закон сохранения массы для открытой системы. В данном случае: m1  =  m2  + m (CO2 ) ,   где m1  - масса теста до брожения,  m2 - масса теста после брожения,    m(CO2 ) - масса выделившегося из теста углекислого газа. Тесто после брожения содержит  пузырьки углекислого газа, которые удерживается тестом и обеспечивают увеличение его объема.  

Никакого научного объяснения "правильный ответ" не содержит, так как экспертами PISA не предусмотрено научное обоснование  этого ответа.  

 2. Анализ действий PISA-образного повара. Повар неадекватный, поскольку провел не нужный ему  опыт. Во-первых, исследование брожения теста не входит в должностную инструкцию повара. Согласно пословице:  "Не за свое дело не берись, а за своим делом не ленись".  Во-вторых, опыт весьма примитивный, не дает новой информации и не соответствует современному уровню науки.  Пизовским экспертам следовало бы "поручить" опыт другому персонажу, например "юному химику". 

 

   Вопрос 3


    Дрожжи в тесте в результате химической реакции превращают крахмал и сахар, содержащиеся в муке, в углекислый газ и спирт. Откуда появляются атомы углерода, входящие в состав углекислого газа и спирта? Обведите «Да» или «Нет» для каждого из приведенных ниже возможных объяснений.


Является ли это верным объяснением появления атомов углерода?    Да или Нет?

Некоторые атомы углерода поступают из сахара.                                   Да / Нет

Некоторые атомы углерода входят в состав молекулы соли.                Да / Нет

Некоторые атомы углерода поступают из воды.                                     Да / Нет


ОЦЕНКА ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАДАНИЯ

Ответ принимается полностью – 1 балл.

Процент российских учащихся, набравших данный балл 44,6

Код 1: Три верных ответа: Да, Нет, Нет в указанном порядке.

Ответ не принимается

Код 0: Другие ответы.

Код 9: Ответ отсутствует.

Тип вопроса: комплексный с выбором ответа

Компетенция: научное объяснение явлений

Содержание: физические системы

Область применения: связь естествознания и технологии

Контекст: личностный

 

Анатолий  Краснянский:  анализ вопроса № 3 и ответов на этот вопрос  


  Чтобы ответить на вопрос № 3, достаточно знать, что атомы углерода входят в состав сахара (сахарозы) и не входят в состав поваренной соли и воды. Об этом не могут не знать даже те российские ученики, которым  химия не интересна.

Почему же  55,4 % российских учащихся не ответили на этот вопрос? Наиболее вероятная причина - дефицит времени при ответе на вопросы.  Вероятно, многие учащиеся просто не успели ответить на многие вопросы в заданиях программы PISA. 

Деятели программы PISA устраивают гонку на своих опросах. Каждый ученик должен письменно за 2 часа ответить на 50 - 60 вопросов по чтению, математике и естествознанию.

В тестах используются задания с готовыми ответами, из которых надо  выбрать верный ответ, а также задания со свободными ответами, на которые учащийся должен  дать собственный краткий или развернутый обоснованный ответ. (Смотрите статью Г.С. Ковалевой и др. "Результаты международного сравнительного исследования PISA в России" в журнале "Вопросы образования", 2004. № 1. С. 141.).  

Очевидно, что 2 - 2,4  минуты слишком мало, чтобы прочитать текст, понять что-то и  дать краткий или развернутый ответ, или выбрать готовый ответ.  Если из-за недостатка времени учащийся не успел дать ответ, это не значит, что он не обладал знаниями, умениями и навыками ("компетенциями")  правильно ответить на данный вопрос.  


Вопрос 4


   Когда подошедшее дрожжевое тесто ставят в печь, пузырьки газа и пара в тесте расширяются. Почему газ и пар расширяются при нагревании?

A                   Их молекулы становятся больше.

                 Их молекулы двигаются быстрее.

C                   Число их молекул увеличивается.

                 Их молекулы сталкиваются реже.


ОЦЕНКА ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАДАНИЯ

Ответ принимается полностью – 1 балл.

Процент российских учащихся, набравших данный балл 67,5

Код 1: B. Их молекулы двигаются быстрее.

Ответ не принимается

Код 0: Другие ответы.

Код 9: Ответ отсутствует.

Тип вопроса: с выбором ответа

Компетенция: научное объяснение явлений

Содержание: физические системы

Область применения: связь естествознания и технологии

Контекст: личностный


Анатолий  Краснянский:  анализ вопроса № 4 и ответов на этот вопрос  


  Во
-первых, в тесте не может быть отдельных пузырьков, содержащих только углекислый газ и только водяной пар. Каждый пузырек в тесте содержит и углекислый газ, и водяной пар, и пары спирта (в незначительном количестве). Поэтому в данном контексте суждение: "пузырьки газа и пара в тесте расширяются"  является ложным.  Правильно: "пузырьки в тесте, содержащие в основном углекислый газ и водяной пар, расширяются". 


Во-вторых, ответ В относительно водяного пара является неправильным. Объем пара увеличивается не только из-за того, что молекулы воды двигаются при нагревании быстрее. При нагревании увеличивается давление насыщенного пара,  то есть повышается число  молекул воды в газовой фазе. 

Поэтому при нагревании газо-паровые пузырьки в тесте увеличиваются (при постоянном внешнем давлении)  вследствие того, что  увеличивается не только средняя скорость молекул воды, но и число молекул воды в газовой фазе. 

Следовательно, относительно водяного пара полным правильным ответом являются ответ: "При повышении температуры теста: 1) число молекул воды в газовой фазе увеличивается и  2) эти молекулы двигаются быстрее". 


  

 

 

Приложение № 1

Должностная инструкция повара, должностные обязанности повара, образец должностной инструкции повара

URL:  https://www.rabota.ru/articles/hr/dolzhnostnaja_instruktsija_povara_dolzhnostnye_objazannosti_povara_obrazets_dolzhnostnoj_instruktsii_povara-3929 

 

 Должностная инструкция повара, должностные обязанности повара, образец должностной инструкции повара

URL:  https://www.rabota.ru/articles/hr/dolzhnostnaja_instruktsija_povara_dolzhnostnye_objazannosti_povara_obrazets_dolzhnostnoj_instruktsii_povara-3929

23 декабря 2009 года

 

Должностные обязанности повара зависят от величины и профиля компании: одно дело разогревать сосиски в тесте и самому их продавать, и совсем другое – работать на кухне высококлассного ресторана. Поэтому в образце должностной инструкции повара нередко ставится уточнение – например, «повар гостиницы» или «повар 2-го разряда». Мы постарались сделать достаточно универсальную должностную инструкцию повара, которую вы сможете адаптировать под свою компанию.


Должностная инструкция повара


УТВЕРЖДАЮ

Генеральный директор

Фамилия И.О. ________________

«________»_____________ ____ г.


1. Общие положения


1.1. Повар относится к категории специалистов.

1.2. Повар назначается на должность и освобождается от нее приказом генерального директора по представлению шеф-повара / управляющего.

1.3. Повар подчиняется непосредственно шеф-повару / управляющему.

1.4. На время отсутствия повара его права и обязанности переходят к другому должностному лицу, о чем объявляется в приказе по организации.

1.5. На должность повара назначается лицо, отвечающее следующим требованиям: среднее профессиональное образование, разряд не ниже третьего, стаж работы по специальности от года.

1.6. Повар должен знать:

- законодательство, постановления, распоряжения, приказы, другие руководящие и нормативные документы и материалы, касающиеся организации питания;

- санитарно–эпидемиологические правила и нормативы;

- рецептуру, технологию приготовления, требования к качеству, правила комплектации, сроки и условия хранения блюд;

- виды, свойства и кулинарное назначение продуктов;

- признаки и органолептические методы определения доброкачественности продуктов;

- правила, приемы и последовательность выполнения операций по подготовке продуктов к тепловой обработке;

- назначение, правила использования технологического оборудования, производственного инвентаря, инструмента, весоизмерительных приборов, посуды и правила ухода за ними.

1.7. Повар руководствуется в своей деятельности:

- законодательными актами РФ;

- Уставом компании, Правилами внутреннего трудового распорядка, другими нормативными актами компании;

- приказами и распоряжениями руководства;

- настоящей должностной инструкцией.


2. Должностные обязанности повара


Повар выполняет следующие должностные обязанности:

2.1. Повар непосредственно осуществляет приготовление блюд, в том числе: мойку и бланшировку продуктов, смешивание продуктов, жарку, запекание, варку на пару, приготовление соусов, супов, бульонов, холодных закусок для шведского стола и салатов.

2.2. Декорирует блюда.

2.3. Планирует меню.

2.4. Изучает требования клиентов к обслуживанию и качеству блюд и продуктов.

2.5. Проводит инструктаж метрдотеля и официантов.

2.6. Контролирует работы по уборке, дезинфекции, санитарной обработке служебных и производственных помещений; по стирке и поддержанию в соответствии с действующими санитарными нормами специальной одежды сотрудников.

2.7. Изучает жалобы и претензии гостей (посетителей, клиентов) к качеству блюд и обслуживания, ведет статистический учет жалоб и претензий, готовит предложения по совершенствованию работы.


3. Права повара


Повар имеет право:

3.1. Знакомиться с проектами решений руководства организации, касающимися его деятельности.

3.2. Представлять руководству предложения по совершенствованию своей работы и работы компании.

3.3. Требовать замены поставщика продуктов и расходных материалов при наличии обоснованных претензий к их качеству и годности.

3.4. Сообщать своему непосредственному руководителю о всех выявленных в процессе своей деятельности недостатках и вносить предложения по их устранению.

3.5. Требовать от руководства компании осуществления внеплановых мероприятий по санитарной обработке производственных помещений, полной или частичной замены оборудования/оснащения в случаях несоответствия их нормам гигиены и производственной санитарии, а также в экстренных случаях.


4. Ответственность повара


Повар несет ответственность:

4.1. За невыполнение и/или несвоевременное, халатное выполнение своих должностных обязанностей.

4.2. За несоблюдение действующих инструкций, приказов и распоряжений по сохранению коммерческой тайны и конфиденциальной информации.

4.3. За нарушение правил внутреннего трудового распорядка, трудовой дисциплины, правил техники безопасности и противопожарной безопасности.

 

 

 

 Приложение № 2

https://gufo.me/dict/bse/Брожение

 

 Брожение. Процесс анаэробного расщепления органических веществ, преимущественно углеводов, происходящий под влиянием микроорганизмов или выделенных из них ферментов. В ходе брожения в результате сопряженных окислительно-восстановительных реакций освобождается энергия, необходимая для жизнедеятельности микроорганизмов, и образуются химические соединения, которые микроорганизмы используют для биосинтеза аминокислот, белков, органических кислот, жиров и др. компонентов тела. Одновременно накапливаются конечные продукты брожения. В зависимости от их характера различают брожение спиртовое, молочнокислое, маслянокислое, пропионовокислое, ацетоно-бутиловое, ацетоно-этиловое и другие виды. Характер брожения, его интенсивность, количественные соотношения конечных продуктов, а также направление брожения зависят от особенностей его возбудителя и условий, при которых брожение протекает (pH, аэрация, субстрат и др.).

Спиртовое  брожение. В 1836 французский учёный Каньяр де ла Тур установил, что спиртовое брожение связано с ростом и размножением дрожжей. Химическое уравнение спиртового брожения: C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2 было дано французскими химиками А. Лавуазье (1789) и Ж. Гей-Люссаком (1815).

Л. Пастер пришёл к выводу (1857), что спиртовое Б. могут вызывать только живые дрожжи в анаэробных условиях («брожение — это жизнь без воздуха»). В противовес этому немецкий учёный Ю. Либих упорно настаивал на том, что брожение происходит вне живой клетки. На возможность бесклеточного спиртового брожения впервые (1871) указала русский врач-биохимик М. М. Манассеина. Немецкий химик Э. Бухнер в 1897, отжав под большим давлением дрожжи, растёртые с кварцевым песком, получил бесклеточный сок, сбраживающий сахар с образованием спирта и CO2. При нагревании до 50°C и выше сок утрачивал бродильные свойства. Всё это указывало на ферментативную природу активного начала, содержащегося в дрожжевом соке. Русский химик Л. А. Иванов обнаружил (1905), что добавленные к дрожжевому соку фосфаты в несколько раз повышают скорость брожения. Исследования отечественных биохимиков А. И. Лебедева, С. П. Костычева, Я. О. Парнаса и немецких биохимиков К. Нейберга, Г. Эмбдена, О. Мейергофа и др. подтвердили, что фосфорная кислота участвует в важнейших этапах спиртового брожения.

 

 

 

 Приложение № 2

Примеры заданий по естествознанию 

Группа заданий "Тесто для хлеба"

Скриншоты сделаны 12 ноября 2019 года.  URL:   http://window.edu.ru/resource/350/60350/files/PISA2006_ExampleUnitsScience.pdf

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ещё статьи:
Комментарии:
Автор: Анатолий Краснянский - ответ Коле.
Дата: 18.01.2018 9:06
Согласен с Вами. Спасибо за поддержку.
Автор: Коля
Дата: 9.07.2016 11:53
нельзя давать больше одного правильного утверждения внутри одного ответа. вопросы теста составлены некорректно
Оставить комментарий
Ваше имя
Комментарий
Код защиты

Copyright 2009-2015
При копировании материалов,
ссылка на сайт обязательна