Что же показывают исследования PISA? Доклад Г.С. Ковалевой на семинаре «Актуальные исследования и разработки в области образования», организованном Институтом развития образования ГУ–ВШЭ 21 февраля 2008 года. Приложение: Группа заданий «Кислотные дожди» PISA-2006 является нагромождением ошибок.

Анатолий Краснянский: Галина Ковалева в своем докладе сослалась на задание "Кислотные дожди" как на "образцовую" или "типичную" задачу. Это задание является нагромождением разного рода ошибок (смотрите приложение).

Анатолий Краснянский: Чтобы правильно понять то, о чем говорится в статье, необходимо посмотреть раздел: "Системный анализ заданий программы PISA":   https://avkrasn.ru/category-2.html
 

 

ЧТО ЖЕ ПОКАЗЫВАЮТ РЕЗУЛЬТАТЫ  ИССЛЕДОВАНИЯ PISA?

Доклад Г.С. Ковалевой на семинаре «Актуальные  исследования  и  разработки в  области  образования»,  организованном Институтом  развития  образования  ГУ–ВШЭ 21 февраля 2008 года

URL:  http://ecsocman.hse.ru/data/2011/05/17/1266852815/8.pdf

 

 


Участники  семинара

 

Абанкина  Ирина  Всеволодовна   —  кандидат  экономических наук, заместитель директора Института развития образования ГУ– ВШЭ. 

Абанкина Татьяна Всеволодовна  — кандидат экономических наук, директор Центра прикладных экономических исследований и разработок Института развития образования ГУ–ВШЭ.

Вальдман Игорь Александрович  — консультант по образованию  Московского  представительства  Всемирного  банка.

Гимпельсон  Владимир  Ефимович —  кандидат  экономических наук, директор Центра трудовых исследований ГУ–ВШЭ.

Ковалева Галина Сергеевна — кандидат педагогических наук, заведующая  Центром  оценки  качества  образования  Российской академии образования, заместитель директора Федерального института  педагогических  измерений.

Ленская Елена Анатольевна — кандидат педагогических наук, начальник отдела развития Московской высшей школы социальных и экономических наук.

Нежнов  Петр  Геннадьевич —  кандидат  педагогических  наук,  заведующий  лабораторией  Института  педагогических  инноваций  Российской  академии  образования.

Пинская Марина Александровна   — кандидат педагогических наук,  заместитель  директора  Центра  методики  и  оценки  качества обучения факультета довузовской подготовки ГУ–ВШЭ.

Фрумин  Исак  Давидович  —  доктор  педагогических  наук,  координатор образовательных проектов Московского представительства Всемирного банка, научный руководитель Института развития образования  ГУ–ВШЭ.


Цирульников  Анатолий  Маркович  —  доктор  педагогических наук,  профессор,  заведующий  лабораторией  Института  управления образованием Российской академии образования.

Чечель  Ирина  Дмитриевна  —  доктор  педагогических  наук,  профессор,  первый  проректор  Академии  повышения  квалифика;
ции  и  профессиональной  переподготовки  работников  образования.

Шадриков  Владимир  Дмитриевич  —  доктор  педагогических наук,  научный  руководитель  факультета  психологии,  директор  Института содержания образования ГУ–ВШЭ.

Ведущий — И.Д. Фрумин.

 

И.Д. Фрумин

У нас сегодня очередная встреча семинара «Актуальные исследования и разработки в области образования», и здесь много гостей  из  Академии  повышения  квалификации,  чему  я  особенно  рад. Сегодня  у  нас,  с  моей  точки  зрения,  гвоздь  сезона,  и  когда  мы  по итогам  сезона  будем  выбирать  самый  интересный  семинар,  этот точно будет среди номинантов — это дискуссия о том, что показывают  результаты  исследования  PISA-2006. 

Доклад  сделает  Галина Сергеевна  Ковалева,  руководитель  Центра  оценки  качества  образования  РАО  и  заместитель  директора  Федерального  института педагогических  измерений.

Г.С.  Ковалева

Уважаемые коллеги! Добрый день. Заявленная тема уже в своем названии содержит проблему, поскольку до сих пор непонятно, что же показывают результаты международного исследования PISA.

На прошлом семинаре мы с вами рассматривали результаты международного  исследования  PIRLS  по  грамотности  чтения  четвероклассников. Высокие результаты российских школьников объясняются многими причинами, но какими бы они ни были, факт налицо — российские школьники возглавили международную таблицу с результатами  37  стран  в  области  грамотности  чтения. 

Сегодня  же мы будем говорить об исследовании, которое дало другие результаты,  и  по  качеству,  и  по  содержанию.  Мое  выступление  будет одним  из  первых,  рассказывающих  о  результатах  исследования PISA. И я хотела бы не просто познакомить вас с результатами, но и  показать  проблемные  поля  или  точки  самого  исследования,  которые вызывают в мире широкую дискуссию среди специалистов в области  мониторинговых  исследований  качества  образования.

Начнем  с  того,  что  же  это,  собственно,  за  исследование.  PISA (Programme for International Student Assessment) — это исследование  международной  программы  по  оценке  образовательных  достижений,  осуществляется  оно  Организацией  экономического  сотрудничества  и  развития  ОЭСР;  в  исследовании  PISA;2006  участвовало  57  стран.  Современный  этап  развития  образования многие  специалисты  называют  эрой  отчетности  школы  перед  обществом.

Наконец-то  общество  во  многих  странах  (в  наибольшей степени  —  в  западных,  но  и  в  таких  восточных,  как  Австралия, Новая  Зеландия,  Япония)  задалось  вопросом:  чему  учит  школа  и насколько  она  эффективна.  Результаты  образования  стали  одним из  основных  показателей  конкурентоспособности  страны.  Поэтому  страны  принимают  очень  активное  участие  не  только  в  этом исследовании,  но  и  в  других. 

Например,  в  исследовании  TIMSS 2007 года  участвовали 62 страны.

Что  же  является  основной  целью  и  объектом  исследования?

Это  оценка  функциональной  грамотности  15-летних  учащихся  в области  математики,  чтения  и  естествознания,  т.е.  оценка  их  спо; собности  использовать  знания,  которые  получены  в  школе,  в различных ситуациях, как правило, не связанных напрямую с учебными.  И  в  этом  заключается  инновационный  характер  исследования  PISA.  Все  другие  мониторинговые  исследования  в  мире  строятся на оценке того, чему научила школа, и поэтому их более однозначно  принимают  и  учителя,  и  политики  в  области  образования.

Одна  из  проблем,  обсуждаемых  в  связи  с  исследованием  PISA,  — можно  ли  результаты  этого  исследования  использовать для  оценки  эффективности  системы  образования,  которая,  как  правило, связана  с  тем,  насколько  эффективно  осуществляется  обучение  в школах  в  соответствии  с  целями  и  стандартами  образования. 

На этот вопрос мы ответим позже.

Процесс  отбора  содержания  тестов  в  других  исследованиях можно образно представить так: специалисты-предметники садятся за стол и решают: вот программа США, вот программа России, вот Японии и т.д.; давайте сравним задачки, которые решают в классе, и  отберем:  если  больше  трех  стран  не  изучают  данный  материал, он  не  будет  включаться  в  тест. 

Но  в  исследовании  PISA  была  другая ситуация: страны номинировали своих экспертов, и на форуме, в  котором  участвовали  специалисты  более  50  стран,  решался  вопрос  —  что  должны  знать  15-летние  школьники,  выходя  из  системы обязательного образования, для того чтобы эффективно функционировать  в  современном  обществе.  И  эти  эксперты  определили,  чему  надо  бы  научить  и  что  должны  бы  знать  дети  для  того, чтобы  активно  осваивать  современные  профессии  и  продолжать обучение.  Так  сформировались  задачи  исследования  и  содержание тестов.

Исследование  PISA  проводится  трехлетними  циклами,  в  каждом  цикле  приоритет  отдан  одной  из  трех  областей  грамотности: в  2000  г.  это  было  чтение,  в  2003  —  математика,  в  2006  —  естествознание.  В  2009  году  опять  будет  чтение,  но  концепция  исследования  будет  доработана.  Приоритет  одной  из  трех  областей  грамотности означает, что в каждом цикле одновременно оцениваются  и  две  другие  области,  и  в  тетрадках  у  учащихся  есть  задания  и по математике, и по чтению, и по естествознанию, но более половины заданий отведено приоритетной области.

В  исследовании  PISA;2006  реализовано  несколько  инновационных  идей  в  измерениях:  оценка  функциональной  грамотности, изучение  отношений,  интереса,  мотивации  и  учебных  стратегий.

Как  и  в  предыдущие  циклы,  оценивалось  качество  образования  и равенство  возможностей  в  получении  образования.  Это  еще  одна проблема,  о  которой  ожесточенно  спорят  специалисты  в  области оценки. Но независимо от этого данная цель поставлена, и во всех отчетах  исследования  PISA  дается  разделение  стран  по  тому,  насколько равные возможности предоставляет школа своим учащимся  в  получении  образования,  и  какие  результаты,  то есть  какое  качество при этом обеспечивается.

Итак, первая задача исследования — оценить, владеют ли учащиеся  15;летнего  возраста,  получившие  общее  обязательное  образование,  знаниями  и  умениями,  необходимыми  им  для  полноценного  функционирования  в  обществе,  вторая  задача  —  оценить динамику  результатов,  и  последняя,  очень важная  задача  —  выявить  факторы,  позволяющие  объяснить  результаты.  То  есть  важно не  просто  констатировать,  каковы  результаты  стран,  т.е.  оценить качество,  но  и  понять,  как  улучшить  это  качество  и  определить рычаги,  т.е.  те  факторы,  изменяя  которые,  можно  повлиять  на  результаты  образования.

В  исследовании  PISA  в  2006  году  приняли  участие  около  400  тыссяч учащихся из 57 стран мира, представляющих общую совокупность почти  в  20  млн  учащихся  15-летнего  возраста  из  этих  стран.

30 стран — участниц программы — члены ОЭСР.

Российскую выборку  представляли  6154  учащихся  15-летнего  возраста  из  210  образовательных учреждений 46 регионов страны. Выборка исследования PISA — это учащиеся 15-летнего возраста, которые обучались в  7–11;х  классах,  а  также  в  системе  начального  и  среднего  профессионального  образования. 

Выборка  формируется  по  определенному возрасту. Этот подход используется для сравнения стран по  разным  показателям,  напрямую  не  связанным  с  содержанием образования и учебным процессом.

Учащиеся, обучавшиеся по программе основного общего образования  (7–9-е  классы),  составили  33,5 %  выборки  (в  том  числе учащиеся 9-го класса — 27,2 % ); учащиеся старшей средней школы, обучавшиеся  по  программам  общего  среднего  образования,  —50,5 %  (в  том  числе  учащиеся  10-го  класса  —  49,2%);  студенты профессиональных училищ (начального профессионального образования) — 6,1 %; студенты техникумов и колледжей (среднего профессионального  образования)  —  9,9 %  выборки.  Каждый  из  этих учащихся  имел  свою  образовательную  историю,  но  практически всех  объединяло  то,  что  они  получили  основное  общее  образование  или  на  момент  проведения  тестирования  оканчивали  основную школу. И поэтому полученные результаты позволяют косвенно оценить  действенность  и  мобильность  знаний,  полученных  в  основной школе.

В 2006 г. приоритетной областью исследования была естественно;научная  грамотность.  Под  естественно;научной  грамотностью в исследовании PISA;2006 понимается: 

1) способность  осваивать  и  использовать  естественно-научные знания для распознания и постановки вопросов, для продолжения образования,  то есть освоения  новых  знаний,  для  объяснения  естественнонаучных  явлений;

2) знакомство  с  основными  особенностями  естествознания  как формы познания, способность понимать роль и характер исследования,  проводить  естественно-научные  исследования;

3) понимание  роли  естественных  наук  и  технологий  в  жизни общества  и  последствий,  которые  могут  иметь  для  общества  те или иные открытия или продукты;

4) проявление  активной  гражданской  позиции  при  рассмотрении проблем, связанных с естествознанием. В структуру естественно;научной грамотности, по решению экспертов, были включены четыре составляющие: знания, компетенции, контекст и отношения. Этот инновационный подход к определению  структуры  результатов  образования  отличается  от  используемого  в  России  в  настоящее  время.  Мы,  как  правило,  рассматриваем  в  основном  содержательные  аспекты,  и  даже  в  Едином государственном  экзамене  у  нас  доминируют  знания  (проверяемое  содержание),  а  не  умения.  Но  даже  знания  в  исследовании PISA  представлены  нетрадиционно  для  российских  специалистов.

Мы,  как  правило,  оцениваем  предметные  знания,  а  в  исследовании  PISA,  наряду  с  предметными знаниями  (60 %)  включены  и  знания о науке и ее методологии (40 %).

В  следующей  составляющей  ключевым  является  понятие  компетенции  —  группы  умений,  которые  обеспечивают  эффективное функционирование  или  использование  знаний.  Следует  обратить внимание  на  то,  как  эти  компетенции  определены  в  естественно-научной грамотности. Начнем с более привычного для нас блока — объяснение научных явлений, то есть использование знаний для объяснения.  В  этой  компетенции  проявляется  основная  функция  естествознания — объяснять окружающий мир, ей отведено 35 % среди оцениваемых  компетенций. 

Второй  блок  (25 %)  —  это  умения  распознавать  или  ставить  научные  вопросы,  понимать  отличительные черты  естествознания,  на  какие  вопросы  оно  может  ответить  по сравнению  с  другими  областями  науки  или  человеческого  знания.

Например, если рассматривается проблема глобального потепления,  то  только  естественно-научных  знаний о  причинах  данного явления  недостаточно  для  ее  решения.  Необходимо  в  комплексе учитывать  различные  социальные  аспекты,  включая  экономические. Этот блок компетенций призван оценить, насколько выпускники основной школы выделяют естествознание среди других областей  человеческого  знания.  И  последний  блок  (40 %)  —  это  использование  научных  фактов  в  качестве  обоснования  и  аргументации для принятия различных решений.

Составляющая,  которая  определяется  как  контекст,  связана  с тем, что все задания исследования PISA являются контекстно ориентированными.  Это  означает,  что  они  основаны  не  на  учебных ситуациях,  а  разрабатываются  в  связи  с  ситуациями,  с  которыми могут  встретиться  выпускники  школы  в  реальной  жизни.  Контекст подразделяется на личностный, социальный и глобальный.

И  последняя  составляющая  естественно-научной  грамотности  —  это  отношение  учащихся  к  естествознанию.  Отдельно  выделяются интерес к науке, понимание ценности научного познания и ответственное  отношение  к  ресурсам  и  окружающей  среде. 

В  отличие  от  многих  исследований,  в  которых  отношения  изучались  в ходе анкетирования учащихся, в исследовании PISA впервые задания, оценивающие отношения, включались в канву ситуаций в тесте образовательных достижений. Таким образом, создавалась возможность  более  адекватно  оценить  отношение  учащихся  к  рассматриваемым проблемам дополнительно к анкетированию.

Несколько слов о заданиях. В соответствии со структурой естественно;научной грамотности каждое задание, разработанное для ее оценки, характеризуется проверяемыми содержанием и компетенциями. Для каждого задания определены проблема, ситуация и формат.

В  качестве  примера  рассмотрим  несколько  заданий,  связанных  с  проблемой  кислотных  дождей.  Ученику  давался  небольшой текст.  В  отличие  от  2001  и  2003  гг.  (тогда  тексты  для  оценки  естественно;научной  грамотности  были  достаточно  длинные  и  при  измерениях обнаружилась большая корреляция между результатами по  чтению  и  естествознанию,  т.е.  проявилось  значительное  влияние читательской грамотности на результаты выполнения заданий по  естествознанию)  в  2006  г.  были  разработаны  дополнительные требования  к  текстам. 

Поэтому  тексты  в  2006  г.,  как  правило,  достаточно  короткие  с  явно  или  неявно  выраженной  проблемой  для рассмотрения.  В  данном  примере  исследуется  проблема  влияния кислотных  дождей  на  архитектурные  памятники.  Мраморные  статуи  в  Афинах  разъедаются  кислотными  дождями.  Задания  были направлены  на  оценку  понимания  происходящих  явлений  и  их объяснения,  на  оценку  умений  планировать  и  интерпретировать эксперименты, выясняющие причины разрушения мрамора, а также на оценку отношений к рассматриваемому явлению и интереса к  получению  дополнительной  информации  о  проблеме  кислотных дождей.

В первом задании необходимо было дать объяснение причины возникновения  кислотных  дождей  («Обычный  дождь  слегка  кислотный,  потому  что  он  поглощает  некоторое  количество  диоксида углерода  из  воздуха.  Кислотный  дождь  более  кислотный  по  сравнению  с  обычным  дождем,  потому  что  он  также  поглощает  такие газы, как оксид серы и оксид азота. Откуда эти оксид серы и оксид азота  попадают  в  воздух?»).  Это  задание  относится  к  заданиям среднего  уровня  трудности  по  международной  шкале.  Несмотря на  то  что  российские  школьники  в  отличие  от  многих  их  сверстников изучают отдельный курс химии, только 38,8 % смогли правильно  выполнить  это  задание  (для  сравнения,  средний  результат  по странам  ОЭСР  —  56 %).  Сравнительно  низкий  результат  российских  школьников  может  быть  объяснен  тем,  что  курс  химии  в  российской  школе  достаточно  теоретический  и  при  выполнении  контекстных заданий у школьников возникают затруднения.

Во втором задании нужно было определить, как изменится масса мрамора при проведении эксперимента с уксусом: кусочек мрамора  положили  в  уксус,  и  нужно  узнать,  какова  будет  масса  высушенного  кусочка  мрамора  на  следующий  день,  когда  его  вытащат. 

Проверяемая  компетенция  —  использование  научных  знаний для принятия решения, т.е. решения задачи. Задание низкого уровня  трудности  по  международной  шкале.  Российские  школьники
достаточно  успешно  его  выполняли  (74 %,  в  среднем  по  странам
ОЭСР  —  67 %). 

Еще  одно  задание  —  высокого  уровня  трудности. В задании нужно было объяснить, с какой целью учащиеся, которые проводили  эксперимент,  поместили  на  ночь  кусочки  мрамора  также в чистую (дистиллированную) воду.

Число учащихся, полностью правильно  выполнивших  это  задание,  во  всех  странах  невелико (в России 7,6%, в среднем по странам ОЭСР — 10,4%).

С заданиями такого типа российские школьники встречаются не часто. Для оценки отношений учащихся к рассматриваемой проблеме их спрашивали, насколько им интересно следующее: узнать, какой из  видов  деятельности  человека  более  всего  влияет  на  образование  кислотных  дождей;  узнать  о  технологиях,  которые  сводят  к минимуму выделение газов, являющихся причиной кислотных дождей;  понять  методы,  применяемые  для  восстановлении  зданий, пострадавших  от  воздействия  кислотных  дождей  и  т.д. 

В  следующем вопросе на понимание ценности и значимости научных исследований  учащимся  нужно  было  согласиться  или  не  согласиться  с такими  утверждениями:  «сохранение  древних  развалин  должно быть  основано  на  научных  данных,  касающихся  причин  повреждения», «любые высказывания о причинах кислотных дождей должны быть основаны на научных исследованиях».

Таким  образом,  даже  приведенные  примеры  показывают,  насколько международный тест был непривычен для российских учащихся. Непривычными были содержание (не по отдельным наукам, например,  физике  или  химии),  социальный  аспект  рассматриваемых  явлений,  необычный  формат  заданий.  Все  это  не  могло  не повлиять на результаты российских учащихся.

При анализе результатов стран важно понимать, что использование  современных  математических  моделей  при  шкалировании результатов  тестирования  позволяет  на  основе  полученных  результатов  выстроить  шкалу,  на  которой  можно  отобразить  и  результаты  учащихся  (способность  учащихся  выполнить  предложенные  задания),  и  результаты  выполнения  каждого  конкретного  задания  (его  трудность).  Это  дает  возможность  содержательно интерпретировать результаты учащихся и стран, описывая, например, какие компетенции могут продемонстрировать учащиеся этих стран и на каком уровне.

Стр 196

Опишем кратко полученные результаты. По результатам оценки естественно-научной грамотности российские  учащиеся  15-летнего  возраста  заняли  33–38-е  место  из 57  стран-участниц,  набрав  в  среднем  479  баллов, 

Средний  балл российских  школьников  соответствует  верхней  границе  второго уровня  сформированности  естественно-научной  грамотности  по международной  шкале.  (Всего  статистически  выделено  6  уровней сформированности  естественно-научной  грамотности.) 

 

Для  сравнения:  средней  балл  учащихся  Финляндии,  занявших  1-е  место, составляет 563 балла, что соответствует 4-му уровню.

По математической грамотности результат российских учащихся  практически  такой  же:  476,  32–36-е  место.  А  по  грамотности чтения  или  читательской  компетентности  —  440  баллов,  37– 40-е место.  Причем  если  по  математике  наши  результаты  не  ухудшились  по  сравнению  с  2003  г.,  то  по  чтению  наблюдается  статистически значимое ухудшение по сравнению с 2000 и 2003 гг.

 

Проанализируем  результаты  российских  учащихся  15-летнего возраста,  учитывая  уровень  образовательных  программ,  по  которым  они  обучались  на  момент  тестирования  (апрель  2006  года).  По естественно-научной грамотности самые высокие результаты среди всех российских учащихся продемонстрировали школьники 10 – 11-х  классов  (их  средний  балл  —  506),  т.е.  они  в  среднем  продемонстрировали  результаты,  соответствующие  третьему  уровню сформированности  естественно-научной  грамотности  по  между; народной  шкале,  немного  превысив  средний  международный  результат (табл. 1).

 

Таблица 1.  Результаты  стран  по  естественно/научной  грамотности, математической грамотности и грамотности чтения с указанием результатов групп российских учащихся, различающихся  образовательными  программами. Таблицу смотрите:  http://ecsocman.hse.ru/data/2011/05/17/1266852815/8.pdf

 

Стр. 198

Студенты  системы  среднего  профессионального  образования показали  средний  результат  в  490  баллов.  Затем  следуют  15-летние  учащиеся  7 – 9-х  классов  (их  средний  результат  —  450  баллов, самые  низкие  результаты  (419  баллов)  продемонстрировали  учащиеся системы начального профессионального образования.

 

 

 

 

 

 По  математике  результаты  школьников  10–11;х  классов  тоже выше  среднего  —  507  баллов.  Дальше  следуют  учащиеся  СПО  — 479  баллов,  учащиеся  7–9;х  классов  —  441  баллов  и  учащиеся НПО — 419.

  По чтению учащиеся 10–11;х классов показали достаточно низкие  результаты  —  469  баллов,  значительно  ниже  среднего  международного  показателя.  Ну,  а  учащиеся  системы  НПО  —  382  балла, опередив только 6 стран из 57, включая Азербайджан и Киргизию.

 

 


Приведенные  данные  показывают,  что  по  всем  направлениям, которые  эксперты (пока  не  школа,  а  эксперты) признали главными  для  формирования  функциональной  грамотности, российские  учащиеся  15 летнего  возраста  значительно  отстают  от  своих  сверстников  из  большинства  развитых  стран мира.

 

Помимо средних результатов очень важно знать, как распределяются  школьники  по  уровням  грамотности,  т.е.  уровням  овладения содержательными аспектами и компетенциями, составляющими  естественно;научную  грамотность.

Среди  выпускников  основной  школы  России  процент  учащихся,  показывающих  самый  высокий  уровень  в  овладении  функциональной  грамотностью,  сильно  отличается  от  всех  лидирующих  в исследовании стран. И по чтению, и по естественно;математической  грамотности  он  составляет  0,5–1,7 %,  в  то  время  как,  например, в Финляндии, лидирующей практически по всем направлениям,  он  составляет  3,9–16,7 %.  Это  означает,  что  процент  наиболее  подготовленных  учащихся  нашей  страны,  которые  могут применить  полученные  в  школе  знания  в  различных  сложных ситуациях, дать объяснения и аргументацию на основе критического анализа рассматриваемой проблемы; связать информацию  и  объяснения  из  различных  источников  и  использовать  их  для  обоснования  различных  решений,  в  сравнении  с другими странами очень незначительный, причем с 2000 г. он статистически значимо падает по всем направлениям.

Базовым  уровнем  грамотности  (2-й  уровень  естественно-научной, математической грамотности и грамотности чтения), при достижении  которого  учащиеся  начинают  демонстрировать наличие  умений,  обеспечивающих  им  возможность  активно использовать  полученные  в  школе  знания,  овладело  существенно меньшее число российских учащихся  (естествознание — 77,8 %, математика — 73 %, чтение — 64,3 %) в сравнении с лидирующими странами  (90–97% по всем предметам).

Следует  обратить  внимание  на  то,  что  достаточно  большой процент  российских  учащихся  не  овладел  базовым  уровнем  функциональной грамотности, например, 22,2 % по естествознанию. Это означает, что, окончив основную школу, они имеют только ограниченный  запас  естественно;научных  знаний,  которые  могут  применять  только  в  знакомых  ситуациях.  Они  могут  давать  в  основном очевидные объяснения, которые явно следуют из имеющихся данных. В Финляндии таких учащихся — 4,1 %, а в Японии — 12 %.

По  математике  27 %  российских  учащихся  15-летнего  возраста  не  овладели  базовым  уровнем,  выделенным  профессиональным  сообществом  и  отраженным  в  международных  тестах,  а  по чтению — 35,7 %. Это означает, что  уровень овладения российскими выпускниками основной школы читательской грамотностью как средством для обучения низок, причем данный уровень падает по сравнению с 2000 года.


Анализируя  эти  данные,  ряд  специалистов  скажет,  что  результаты  исследования  PISА  не  должны  нас  слишком  настораживать, ведь  проверяется  знание  того,  чему  в  школах  не  учат.  Но  что  скажут эти же специалисты, анализируя результаты Единого государственного  экзамена,  который  ежегодно  фиксирует  значительные проблемы,  выявленные  у  выпускников  средней  школы  при  работе с  текстами,  а  именно  низкий  уровень  понимания  содержания  текста  и  инструкций,  неумение  аргументировать  свою  точку  зрения и др.

Если  проанализировать  результаты  ЕГЭ  по  уровням  усвоения проверяемого  содержания  среднего  образования  (%  выпускников получивших  разные  отметки),  то  по  математике  в  2007  г.  было выставлено 21 % двоек, 42 % троек, четверок — 29,6 %, а пятерок — 7,6 % (рис. 1).

Несмотря на различные подходы к оценке образовательных достижений, картина получается схожая. В  исследовании  PISA  оценивались  разные  предметные  и  межпредметные  умения,  что  позволило  создать  профиль  образовательных  достижений  выпускников  основной  школы. 

Чем  же  отличается  профиль  российских  школьников? 

В  профиле  образовательных достижений российских выпускников основной школы выделяются  умения  воспроизводить  и  применять  предметные  знания  (лучше  всего  по  биологии),  в  основном  на  уровне использования  алгоритмов,  в  сравнении  с  умениями  применять  методологические  знания,  например,  связанные  с  проведением экспериментов.

Существенно ниже уровень сформированности  интеллектуальных  умений  (higher  order  skills),  например, анализировать, обобщать, прогнозировать, работать с данными и др.

 Подобные факты мы наблюдаем и на ЕГЭ. В чем проблема?

Рис. 1. Распределение школьных отметок по отдельным предметам по результатам ЕГЭ 2007 года. Рис 1: смотрите:  http://ecsocman.hse.ru/data/2011/05/17/1266852815/8.pdf

Стр. 201

Ответ  на  этот  вопрос  нужно  искать  в  особенностях  учебного процесса в российской школе (в ориентации на передачу знаний, а не  на  освоение  способа  деятельности).  Проблема  и  в  образовательных стандартах, в которых приоритет отдается освоению предметного  содержания  образования.  Проблема  и  в  сложившемся  у специалистов понимании, что же представляет собой базовый уровень  образования.  До  сих  пор  специалисты  по  аттестационным процедурам считают, что базовый уровень освоения предмета (на тройку)  достигнут,  если  школьник  может  воспроизвести  простые знания (факты, определения, формулы и др.), выполнив задания с
выбором  ответа.  От  ученика  не  требуется  решить  самостоятельно и  привести  решение  даже  простых  задач  или  высказаться  самостоятельно по какой;либо проблеме.

В  международном  отчете  по  результатам  исследования  PISA 2006  г.,  представлены  данные  Массачусетского  университета (США) об изменении структуры квалификаций, востребованных на рынке  труда  за  последние  40  лет.  Исследование  показало,  что увеличивается  спрос  на  квалификации,  в  которых  преобладают  не рутинные  интерактивные  умения  (разделение  квалификаций  осуществлялось по характеру труда: ручной — не ручной труд, интеллектуальный — не интеллектуальный), а меньше всего востребованы рутинные когнитивные умения, подразумевающие воспроизведение  известных  алгоритмов,  так  как  такой  труд  легче  всего заменяется  компьютерами  и  роботами. 

Международные  эксперты делают вывод о том, что страны, которые ориентируют свое образование на воспроизведение знаний и алгоритмов, в основном готовят свое подрастающее поколение не к будущему, а к прошлому, потому что эти умения становятся все менее востребованными.

Проблема  содержания  образования  и  образовательных  стандартов  сложная.  Вряд  ли  целесообразно  призывать  страну  отказаться  от  ЗУНов  и  переориентироваться  на  компетенции.  В  данном  случае  могут  возникнуть  проблемы,  известные  как  «скандинавский  эффект»,  когда  в  школах  Норвегии  и  Швеции  учителя  увлеклись  различными  аспектами  образования  за  счет  освоения предметных знаний и умений.

Через 5–8 лет результаты международного  исследования  качества  математического  и  естественно-научного образования  (TIMSS)  показали  резкое  снижение  рейтинга  этих  стран  по  качеству  освоения  основ  математики  и  естествознания.  Должен  быть  некоторый  баланс  между  освоением  знаний и развитием интеллектуальных и межпредметных умений, которые необходимы  для  овладения  универсальными  действиями,  более востребованными в будущем.

Для  объяснения  полученных  результатов  тестирования  в  любом мониторинговом исследовании проводится анкетирование учащихся  и  директоров  образовательных  учреждений  с  целью  выявления  информации  о  факторах,  которые  влияют  на  образовательные результаты. К большому нашему сожалению,  для российских учащихся  не  выделяются  доминирующие  факторы,  определяющие те или иные достижения.

Для большинства стран такие факторы  выявляются.  Например,  для  Финляндии  выявлены  два фактора,  объясняющие  их  успех  по  чтению.  Это  —  развитие  интереса к чтению и вовлеченность учащихся в школе и дома в чтение, т.е.  обеспечение  возможности  для  всех  учащихся  получить  доступ к книгам и другим средствам информации. Для России самый сильный  по  влиянию  фактор  —  социально;экономический  статус  семьи, но он не считается статистически значимым.

По  выводам  международного  отчета,  Россия  в  связи  со сформированностью естественно научной грамотности относится к странам с низким качеством образования, но с достаточным уровнем равенства возможностей.
 
Международные эксперты  разделили  все  страны  на  четыре  группы  по  качеству  образования и обеспечению равенства возможностей (степени дифференциации  учащихся).

На примере, который взят из международной презентации, рассмотрим данные о различии в результатах учащихся стран (рис. 2). Именно на основе анализа этих данных делается вывод об обеспечении  страной  равенства  возможностей  в  получении  образования. На диаграмме над горизонтальной осью представлены различия  в  результатах  стран,  которые  наблюдаются  внутри  их  образовательных учреждений, а под осью — различия в результатах между образовательными учреждениями.

Рис. 2. Различие в результатах учащихся стран/участниц исследования PISA-2006 . Рис. 2 смотрите: http://ecsocman.hse.ru/data/2011/05/17/1266852815/8.pdf

 Данный подход иллюстрирует  равенство  возможностей  и  показывает  разброс  результатов  по каждой  стране.  Чем  больше  отличаются  результаты  между  школами,  тем  меньше  равенство  возможностей,  создаваемое  системой образования  для  учащихся.  Например,  одна  школа  дает  очень  хороший уровень образования, но отбирает детей, а другая — очень низкий уровень образования и обучает всех, кто пришел в эту школу.  Сильная  дифференциация  в  образовании  значительно  связана с социально;экономическим статусом семей учащихся. К странам, в  которых  проявляется  сильная  дифференциация  учащихся,  относятся  Германия,  Чехия,  Австрия,  Венгрия,  Нидерланды,  Бельгия, Япония.  В  Японии  интенсивная  дифференциация  происходит  в старшей школе, а в основной школе политика направлена на обеспечение  равных  возможностей,  даже  директора  школ  и  учителя ротируются  по  школам  для  того,  чтобы  это  равенство  обеспечить.

К  странам,  которые  эффективно  проводят  политику  социального равенства, относятся в первую очередь Финляндия, Исландия, Норвегия и Швеция.

Россия  на  диаграмме  находится  в  середине;  следующая  за Россией  справа  —  Великобритания,  левее  через  две  страны  — США с большим разбросом результатов между самыми слабыми и самыми  сильными  учащимися  внутри  школы.  Как  видно  из  диаграммы, в России различия проявляются в большей степени внутри школ,  т.е.  большинство  школ  принимает  почти  всех  желающих,  а потом  они  уже  распределяются  по  классам  (иногда  с  учетом  их подготовки  или  интересов),  но  все  это  происходит  внутри  одной школы,  в  одном  социуме.  Это  означает,  что  у  нас  относительное равенство  образовательных  возможностей.

Полученные  международными  экспертами  выводы  о  качестве образования нельзя переносить на всю российскую систему образования.  Например,  если  для  оценки  качества  образования  мы возьмем результаты российских учащихся начальной школы по чтению  в  международном  исследовании  PIRLS  (1-е  место  среди 37 стран)  или  результаты  российских  школьников,  изучавших  углубленные курсы математики и физики (2–3;е место, TIMSS;1995), то  по  этим  направлениям  качество  российского  образования  достаточно  высокое.  Все  зависит  от  того,  что  понимать  под  качеством образования, чем его измерять и по отношению к чему.

Приведенные  примеры  показывают,  как  важно  при  интерпретации  результатов  международных  исследований  использовать дополнительную информацию, позволяющую адекватно использовать  полученные  результаты.  В  последнее  время  во  многих  странах мира развернулась широкая дискуссия о том, что же оценивается  в  исследовании  PISA,  какова  его  методология,  можно  ли  использовать  результаты  данного  исследования  для  оценки  эффективности  образования.  Советую  познакомиться  с  книгой,  которая называется  «PISA  according  to  PISA.  Does  PISA  keep,  what  it promises?»

Стр. 203 стр.

  где  рассматриваются  проблемы  содержания  исследования, методологии и интерпретации результатов. Я считаю, что для России результаты исследования PISA дополняют  традиционные  исследования,  которые  показывают,  что
российские  школы  нормально  функционируют,  выполняя  поставленные  перед  ними  задачи,  например,  передачу  глубоких  и  прочных знаний.

Результаты российских школьников в международном исследовании  TIMSS  по  освоению  предметных  знаний  по  математике и естествознанию с 1995 г. превышают средние международные  результаты.  Результаты  инновационного  исследования  PISA позволяют оценить другие стороны образования, а именно, сформированность  функциональной  грамотности  и  компетенций,  и  показать  проблемные  области  в  российском  образовании,  на  которые  необходимо  обратить  внимание  для  повышения  конкурентоспособности нашей страны.

Ну и последнее. Я хотела показать, насколько важен вторичный анализ полученных результатов. Наша команда на протяжении многих  лет  проводит  исследования,  и  наша  задача  —  дать  надежные данные,  чтобы  специалисты  страны  могли  бы  их  дальше  анализировать.  На  серьезный  вторичный  анализ  у  нас,  как  правило,  не хватает времени, потому что сейчас, едва закончив это исследование,  мы  готовим  тесты  к  следующему  циклу  исследования  PISA-2009, которое оценивает качество чтения электронных текстов. Но тем  не  менее,  дополнительный  анализ  мы  проводим.  Приведу  несколько  примеров.

Анализ ответов учащихся на вопросы по отношению учащихся к естествознанию  и  их  интересу  к  изучению  отдельных  вопросов  в связи  с  естествознанием  показывает,  что  не  более  20 %  учащихся 15л-етнего возраста готовы изучать абстрактный материал, не связанный  с  проблемами,  которые  интересуют  учащихся  (например, проблемами их здоровья). Возможно, эти учащиеся просто рождены  учеными.  Остальные  80 %  детей,  отвечая  на  вопрос  «а  тебе интересно  это?»  или  «интересно  то?»  (например,  вопросы  о  никотине и курении табака, вопросы о глобальном потеплении или кислотных дождях), в итоге говорят, что им будет интересно только то, что  касается  их  лично  и  их  семей. 

Подобные  результаты  дают  основание  задуматься,  как  же  надо  отбирать  содержание  образования  и  организовывать  учебный  процесс,  чтобы  мотивировать 15-летних учащихся к обучению.

Пример  из  другой  области  по  изучению  влияния  мотивации  на выполнение  международных  тестов.  Учащихся  спрашивали:  будут ли они больше стараться, если им за выполнение международного теста  ставили  бы  отметки.  40%  детей  сказали,  что  нет,  как  они старались, так и будут стараться. Причем усилия детей практически не зависят от балла, полученного за выполнение теста.
1
 PISA согласно PISA. Выполняет ли PISA свои обещания? (Англ.: PISA according to PISA. Does PISA keep,
what is promises? / S.T. Hopmann, G. Brinek, M. Retzl (eds.). Wien: LIT, 2007.

Стр 205


За  20  лет  проведения  международных  исследований  в  России накоплен большой материал. Все базы данных международных исследований открыты, и анализ может проводить любой желающий. Я уверена, что дополнительный анализ результатов позволит ответить  на  наболевшие  вопросы,  а  также  сформулировать  новые  гипотезы.

И.Д. Фрумин

Спасибо  большое,  Галина  Сергеевна,  за  очень  интересное  выступление.  Я  в  начале  семинара  нарушил правило,  по  которому надо  специально  представлять  докладчика.  Просто  потому,  что Галина  Сергеевна  не нуждается  в  представлении.  Но  тем  не  менее,  это  важный  момент.  Я  думаю,  что  когда  будет  писаться  история  постсоветского  образования,  имя  Галины  Сергеевны  Ковалевой будет вписано туда золотыми буквами, как и имя Елены Анатольевны Ленской, потому что эти две женщины открыли российское образование миру.

И Галина Сергеевна открыла его содержательно, вовлекая нас в глобальную рефлексию. Обидно, что до сих пор это не очень востребовано, но думаю, что в перспективе это будет востребовано  все  больше  и  больше.  Большое  спасибо.  У  нас  сейчас дискуссия, и мы заранее попросили высказаться Петра Геннадьевича  Нежнова,  ведущего  научного  сотрудника  Института  педагогических  инноваций  РАО.  Он  как  раз  в  прошлом  году  принимал участие  в  проекте  по  вторичному  анализу  результатов  PISA,  о  необходимости которого говорила Галина Сергеевна.

П.Г. Нежнов

Я постараюсь не очень длинно, потому что интереснее дискуссия и идеи людей, которые в этом не принимали близкого участия.

А мы с Галиной Сергеевной уже и сегодня достаточно много говорили,  и  в  других  компаниях.  Мой  первый  тезис состоит  в  том,  что из  всех  событий  в  образовательном  пространстве  за  последние годы  PISA  мне  кажется  наиболее  выдающимся,  и  значение  этого мониторинга трудно переоценить. Волна влияния этих мониторингов еще будет сказываться. Фактически впервые в истории страны посмотрели друг на друга (в смысле «образованцы» разных стран), пригляделись, получили в руки основание для каких-то сравнений, и задумались, соответственно, про себя.

Я  сразу  же  был  сторонником  PISA  (хотя  вообще  в  России  была тенденция неприятия его результатов — как это мы оказались черт-те на каком месте?), я не сомневался, что это серьезное исследование,  к  которому  надо  очень  внимательно  отнестись.  Эти  исследования  затронули  патриотические  струнки  во  всех  странах,  и  для нас  это,  по-моему,  тоже  очень  важный  фактор,  потому  что  у  нас власть обращает внимание на образование, только когда думает о войне или о престиже, то  есть  опять же о войне. И вот этот мотив был вброшен  во  властные  структуры  и  продолжает  жить,  и  это  радует.

Надеюсь, то, чем вы, Галина Сергеевна, занимаетесь, будет набирать силу.

Еще  один,  чисто  научный  момент:  фактически  PISA  впервые рельефно  предъявила  образовательному  сообществу  новый  педагогический  объект  —  компетенции.  Раньше  разговоры  о  компетенциях  носили  расплывчатый  беспредметный  характер,  теперь же  у  нас  есть  твердые  основания  присматриваться  и  спорить  о том,  что  это  такое,  и  пытаться  давать  психологическую  интерпретацию.

И последнее. Если смотреть на PISA профессионально в плане психолого-педагогической  диагностики,  это  очень  продвинутый  и содержательный инструмент, приятно видеть его на фоне предшествующей традиции. При такой положительной ауре к PISA предъявляются очень большие ожидания, т.е. фактически мы уже все наши надежды  на PISA  возлагаем  и  хотим  этим  инструментом  решать вообще  все  управленческие  проблемы  в  сфере образования.  Тем не  менее  PISA,  как  и  все  в  этом  мире,  имеет  свои  границы,  и  я призываю  к  тому,  чтобы  осознать  эти  границы  и  подпереть  PISA другими исследованиями. Не нужно требовать от этого исследования чего-то,  чего  оно  не  может  дать.  Потому  что  оно  выполнено все-таки  в  традициях  эмпирической  стратегии, там важен  консенсус, надо было договориться с кучей стран.

Когда  начинают  договариваться  по  содержанию,  оно  всегда начинает  плыть.  Мы  добиваемся  высокой объективности  фиксации,  но  мы  утрачиваем  определенное  содержание.  Содержание держится  теорией. Теоретики  никогда  не  сходятся,  потому  что надо стоять на какой-то позиции, теории не любят друг друга, они друг друга  поглощают.  Но  здесь  сам  замысел  этой  работы  состоял  в  том,  чтобы  добиться  консенсуса  и  координированных  усилий.  И  то,  что,  несмотря  на  эмпирический  принцип  работы,  исследование  все-таки очень  содержательно,  —  огромное  достижение.

Но  в  данных,  которые  дает  PISA,  получился  все;таки  достаточно  сильный  спортивный  момент.  То  есть  мы имеем  очень  объективную регистрацию, и определенный дефицит интерпретации. Мы не  всегда  знаем,  что,  собственно,  означает  эта  разница  в  баллах, или выстроенная шкала, скажем, в том же естествознании. На уровне здравого смысла выглядит она симпатично, но когда пытаешься выстроить  достаточно  глубокую содержательную картинку,  понимаешь,  что  вопрос  стоит  ребром,  надо  искать  какую-то  интерпретацию. 

Я  считаю,  что  надо  на  фоне  PISA  активизировать  исследования, которые реализуют не эмпирическую стратегию, а теоретико-экспериментальную.  В  каждой  стране  имеется  несколько педагогических  и  психолого-педагогических  школ,  и  к  ним  сейчас запрос, чтобы, не потеряв все ценное, что дает сегодня PISA, дать интерпретации с разных позиций.

И.Д. Фрумин

Спасибо. Пожалуйста, коллеги, вопросы.

И.В. Абанкина

Можно я начну с уточняющего вопроса Галине Сергеевне? Данные  по  средним  баллам,  по  местам  малоизменились.  Было  впечатление,  что  в  PISA-2000  у  нас  была  существенно  большая  дифференциация  между  школами,  я  могу  ошибаться.  Мы  еще  тогда делали вывод о достаточно высоком неравенстве. То есть эти данные так и остались?

Г.С.  Ковалева

По результатам исследования 2006 г. мы в том же самом квадрате стран с низким качеством образования и достаточно высоким равенством  возможностей,  хотя  зафиксированный  уровень  дифференциации  учащихся  15-летнего  возраста  в  2000  г.  был  выше  и структура  выборки  2000  г.  отличалась  от  выборки  2006  г.  Например,  в  2000  г.  учащиеся  системы  начального  и  среднего  профессионального  образования  составили  27 %,  а  в  2006  г.  —  только 16 %.  С  точки  зрения  социально-экономического  статуса  родителей  получилось,  что  для  России  это  самый  сильный  фактор,  который дифференцирует результаты школ, хотя по сравнению со многими странами его влияние незначительно.

Т.В. Абанкина

Галина  Сергеевна,  а  можете  ли  Вы  сказать,  есть  ли  все-таки  у нас  школы,  которые,  вопреки  общей  тенденции  либо  ухудшения, либо, в лучшем случае, стагнации, участвовали во всех трех PISA и улучшили  результаты?  У  которых  именно  позитивная  динамика  за 3  года?  Вот  Троицкий  лицей…  Как  оценивается  динамика  по  циклам,  это  бывают  те  же  самые  учреждения,  или  все-таки  происходит смена?

Г.С.  Ковалева

Таких  школ  в  нашей  выборке  нет,  так  как  выборка  для  каждого цикла  исследования  формируется  независимо  и  школы,  как  правило,  каждый  раз  выбираются  другие.  Если  выборка  учащихся  выстроена по определенным правилам (используется принятая международная  методика,  не  менее  85 %  отобранных  учащихся  участвуют  в тестировании  и  др.),  то  выборка  считается  представительной и результаты исследования, полученные на этой выборке, можно перенести на генеральную совокупность. То есть те результаты,  которые  мы  получаем,  можно интерпретировать  как  результаты  всех  детей  15-летнего  возраста,  обучающихся  в  России.

И  каждый  цикл  мы  можем  соотнести  эти  результаты  со  всей  генеральной  совокупностью  15;летних  учащихся.

А.М.  Цирульников

У  меня  вопрос,  но  перед  этим  маленькая  реплика,  чтобы  было понятно,  почему  такой  вопрос.  Исследование, конечно,  замечательное,  все  очень  интересно  и  важно.  Мне  кажется,  что  один  из Ваших выводов — когда, кивая на Россию, говорят, что она в прошлое  свое  образование  проецирует  и  т.д.  — закономерен,  потому что  есть  социальная  тенденция  обращаться  к  прошлому  и  этому прошлому нужен соответствующий человек и соответствующий тип образования. Образование здесь просто диагностирует общую ситуацию.  Кроме  того,  те  изменения  в  содержании  образования,  и вообще в устройстве системы образования, которые шли в последние  годы,  не  принципиальны,  они  не  меняют  этой  обращенности.

И  времени  еще  мало  прошло  после  этих  изменений,  и  сам  тип изменений  принципиально  не  выходит  за  рамки  этого  феномена. Мне кажется, это естественно.

С другой стороны, остается вот какого рода вопрос. Я занимаюсь  регионами  и,  в  частности,  теми,  где  есть какая-то  культурно-национальная  подкладка,  и  для  меня  живое  в  сегодняшней  ситуации почему;то проявляется там, где есть культурно-национальные начала.

И в этом смысле есть точки по России — неважно, Якутия, Башкирия, Бурятия или еще какие-то другие точки, — где наряду с общими процессами в рамках модернизации идут некоторые свои, часто  не  афишируемые  изменения,  подчас  перпендикулярные  общим тенденциям и общим изменениям, которые зафиксированы в среднем по России. Я не говорю, что везде, но в некоторых точках наблюдается  очевидный  культурно-национальный  образовательный подъем.

Если говорить о более частных вещах, связанных с содержанием  образования,  с  устройством  школы  и  т.д.,  то  даже  построение содержания  образования  в  некоторых  из  этих  точек  идет  совершенно по-другому, например, не предметным образом, а по типам и  способам  мышления  и  деятельности,  свойственным  разным  этносам.  В  частности,  сравнение  кочевой  школы  со  стационарной показывает, что в этих, казалось бы, примитивных кочевых школах результаты  образования  и  развития  детей  намного  выше,  чем  в центральных поселках, где они сидят в интернатной системе и т.д.

Поэтому  у  меня  такой  вопрос:  не  проводился  ли  в  рамках  вашего исследования выборочный диагностический анализ ситуаций в определенных  точках,  которые  связаны  с  некоторой  социокультурной  особенностью?  Или ваши  результаты  показали,  что  эти  тенденции характерны для всех?

Г.С.  Ковалева

Исследования,  результаты  которых  мы  обсуждаем,  проводятся  на  федеральном  уровне,  и  в  них  не  ставится задача  сравнения отдельных  регионов  и  изучение  их  социокультурных  особенностей.  Только  один  раз  по инициативе  Республики  Татарстан  параллельно  российской  выборке  учащихся  8-х  классов  проводилось обследование татарских школьников по материалам, переведенным на татарский язык. Результаты татарских школьников оказались  выше,  чем  в  России.  Но  специального  социокультурного анализа  не  проводилось.  Поднятая  Вами  проблема  очень  важна для  выстраивания  общероссийской  системы  оценки  качества  образования.

И.Д. Фрумин

Спасибо. Я хочу представить, у нас Анатолий Маркович первый раз выступает на семинаре, это был известный историк образования  Анатолий  Маркович  Цирульников.  Теперь  Владимир  Ефимович,  пожалуйста.

В.Е.  Гимпельсон

Я,  прежде  всего,  хотел  бы  присоединиться  к  хору  голосов,  говорящих «большое спасибо», все это страшно интересно и страшно  важно.  Я  не  хочу  сейчас  вдаваться  в  дискуссию,  а  ограничусь одним  вопросом.  Когда  мы  строим  выборку  для  таких  международных  исследований,  естественно,  мы  пытаемся  находить  типических  учеников,  типические  школы  для  того,  чтобы  иметь  среднюю наиболее представительную картину по стране. Но нас может интересовать и вариация внутри страны. Не пытались ли Вы смотреть  на  края  выборки:  при  каких условиях  школы  или  ученики  оказываются в самом хвосте, а при каких — в самом верху? Что влияет на  то,  что  мы  движемся  вверх?  И  может  быть,  этой  выборки  недостаточно, и должны быть какие-то свои исследования вне PISA?

Г.С.  Ковалева

Во-первых,  мы,  конечно,  это  делаем  время  от  времени,  когда есть возможность. Мы берем школы с низкими и высокими результатами и сравниваем особенности этих образовательных учреждений.  Однако  такой  подход  не  очень  корректен.  Ведь  мы  сравниваем  абсолютные  показатели,  а  если  рассматривать  эффективность образования, нужно учитывать определенные факторы. Как правило,  школы,  которые  дают  наиболее  высокие  результаты,  имеют  и родителей  с  высоким  уровнем  образования,  и  более  высокий  социально-экономический статус. Поэтому чаще всего это школы, на результаты которых в большей степени влияет не учебный процесс или методики, а социальные факторы.

В 2003 г. была сделана первая попытка использовать методику эффективных школ при анализе результатов. Был определен балл, который  могла  бы  показать  школа  с  учетом  социально-экономического  статуса  ее  детей,  и  проведено  сравнение  с  баллом,  который эта школа дала в реальном исследовании. По данной методике  были  выделены  эффективные  школы,  реальные  результаты  которых превысили те, которые можно было ожидать в соответствии с их социально-экономическим статусом. Например, в список этих школ  вошел  Троицкий  лицей  Московской  области.  Далее  изучались  факторы,  отличающие  более  эффективные  школы  от  менее эффективных.

В  результате  анализа  все  основные  факторы,  которые  были известны  в  США  как  факторы  эффективных  школ  еще  в  1970-х годах,  были  выявлены  и  в  нашем  исследовании.  Среди  этих  факторов:  профессиональное  лидерство  директора  школы,  мотивированные  и  уверенные  в  своих  успехах  учащиеся,  стимулирующая  к обучению  образовательная  среда  в  школе  и  др.  Для  проведения данных  аналитических  работ  необходимы  специально  подготовленные  кадры,  не  говоря  о  том,  что  должен  быть  создан  аналитический  центр,  способный  «перерабатывать»  богатейшую  информацию,  накопленную  не  только  в  международных  исследованиях, но  и  в  рамках  единого  государственного  экзамена  и  ряда  мониторинговых  исследований,  которые  проводились  и  проводятся  в  настоящее время. Специалисты из других стран уже защитили немало  диссертаций  на  основе  наших  данных,  а  своих  диссертаций  на эту тему у нас практически нет.

И.Д. Фрумин

Зато у нас есть всякие другие диссертации. Пожалуйста, Елена Анатольевна  Ленская.

Е.А.  Ленская

Галина  Сергеевна,  была  ли  когда-нибудь  попытка  связать  динамику наших результатов в PISA за прошедшие 6 лет с теми образовательными  изменениями,  которые  у  нас  происходят?  Я  выскажу  одну  гипотезу,  можете  с  ней  соглашаться  или  нет,  но  так  оно  и есть:  профильность  в  том  понимании,  в  котором  она  реально  пошла  в  школе  (возврат  к  знанию  и  парадигме)  могла  привести  к реальному снижению показателей. Поскольку нынешние профильные стандарты вам хорошо известны: за редким исключением все они построены на знаниях.

Как раз тот возраст, когда проверяется PISA, это момент вбрасывания в профильные классы, соответственно  дети  ориентированы  на  то,  чтобы  продемонстрировать  максимум  знаний  в  противовес  всему  остальному.  Это  гипотеза.  Есть  и другие магистральные изменения, ЕГЭ и т.д. Есть ли у нас потребность измерить, повлияли они или нет?

Г.С.  Ковалева

Несмотря  на  то  что  исследование  PISA  ставит  своей  целью исследовать  различные  факторы  и  даже  использует  для  этого  методы  многоуровнего  иерархического  моделирования,  ответить  на Ваш вопрос нельзя без специально спланированного эксперимента. В исследовании PISA выявлены факторы, которые могут влиять на  результаты.  Часть  из  них  связана  с  материально-технической базой школы, с числом часов на изучение предмета, с интересом к предмету. Но это не те факторы, о которых Вы говорите.

И.Д.  Чечель

У  меня  вопрос  из  той  же  оперы,  что  у  Елены  Анатольевны.  Во-первых, Галина Сергеевна, спасибо Вам большое, как всегда, очень интересно.  Скажите,  вот  Вы  видите,  что  у  нас  в  принципе  за  9  лет значительных  изменений  не  было  —  ну,  в  1998  г.  были  стандарты, перешли  на  стандарт  2004  г.,  и  то  не  везде.  А  динамика  отрицательная.  Что  с  нами  происходит?  Почему?  Хотя  бы  на  уровне  Вашего большого опыта, не задумывались?

Г.С.  Ковалева

По  поводу  отрицательной  динамики  могу  сказать  следующее.

Переломный момент настал. Международные исследования PIRLS 2006  г.  и  TIMSS  2007  г.  дают  уже  более  высокие  результаты.  Они связаны с общим улучшением в стране и в системе образования. Что  касается  обсуждаемых  результатов,  то  необходимо  отметить,  что  в  целом,  по  данным  наших  исследований,  российская школа  малоэффективна:  ориентация  на  воспроизведение,  большая потеря времени на уроке за счет неэффективного опроса или контрольных работ (российские школьники контролируются учителями  чаще,  чем  школьники  большинства  стран  мира),  большой груз  домашних  заданий  (российские  школьники  самые  перегруженные  домашними  заданиями  школьники  мира),  уровень  подготовки  учителей  недостаточен  для  ведения  интенсивного  обучения на уроках с учетом интересов и способностей детей, учебно-методические  комплекты  во  многом  не  соответствуют  возрастным  познавательным  потребностям  современных  подростков.

И  в  самих  стандартах  требования  к  результатам  сформулированы не в форме освоения интеллектуальных и иных способов деятельности, в них доминирует репродуктивная часть: освоить большой объем содержания, и дальше — воспроизвести.

В контрольных измерительных  материалах  КИМ  ЕГЭ  более  30–40 %  заданий  на воспроизведение  знаний.  Это,  с  моей  точки  зрения,  непозволительно  много.  Мы  пытаемся  совершенствовать  КИМ.  Но  они  соответствуют  нашим  стандартам.

И.Д. Фрумин

Я  позволю  себе,  как  отец  девятиклассника,  сказать,  что  я  сейчас вынужден читать учебники — в них всех, в том числе в замечательном учебнике биологии, не к чему придраться. Я смотрел ваши данные  исследования  —  откуда  у  детей  появится  умение  ставить вопросы,  если  не  к  чему  прицепиться,  если  изложение  идет  так, что к нему нельзя поставить вопрос? А по истории я недавно видел очередное  чудное  обсуждение  одного  профессора  из  ВШЭ,  которые  пишет:  ну,  да,  конечно,  мы  требуем  от  учителей  развивать критическое  мышление,  но  надо  реалистично  признать,  что  это сделать  невозможно,  потому  что  важнее  знать  даты  и  места.  Прошу прощения, Татьяна.

Т.В. Абанкина

Еще раз спасибо большое, Галина Сергеевна, за очень плотное по  содержанию,  как  всегда,  интересное  выступление.  А  я  в  продолжение  хочу  спросить:  как  показывает  Ваш  экспертно-профессиональный  опыт,  что  у  нас  сегодня  слабейшее  звено  в  основной школе? 

  Мы  видим,  по  PIRLS,  как  Галина  Анатольевна  в  прошлый раз  докладывала,  у  нас  довольно  высокий  результат,  все  чувствуют, что провал происходит именно в основной школе. За что можно  потянуть?  Попытаться  прежде  всего  подготовить  учителей  или измерительные  материалы,  раз  Вы  говорите,  что  контроль  выполняет  такую  важную  функцию?  Или  учебно-методические  материалы? Что сейчас важнее всего и нуждается в первоочередном изменении? Что сможет вытянуть всю цепочку?

Г.С.  Ковалева

Это  все,  в  общем;то,  системно,  но  первое  —  основная  школа перестает  работать  с  текстами.  Учителя  основной  школы  считают, что  детей  уже  научили  читать,  и  дальше  им  дают  большой  массив знаний,  совершенно  не  развивая  навыки  чтения  для  различных целей.  Следующее  —  это,  конечно,  подготовка  учителей,  потому что  они  совершенно  не  готовы  к  эффективному  обучению,  ориентированному  на  результат,  на  динамику  развития  индивидуального  прогресса,  на  развитие  интересов  и  способностей  учащихся.

Потом,  как  мы  уже  говорили,  выхолощено  само  содержание,  оно, как  правило,  не  мотивирует  детей,  оно  очень  академично.  Значит, безусловно,  надо  переписывать  учебники,  менять  методики.  Это не  только  мое  мнение,  так  считают  многие  эксперты.  В  России доминируют  методы  обучения,  ориентированные  на  память  (запомнить,  пересказать,  решить  задачу  по  образцу  и  др.). 

В  исследовании PISA были вопросы по стратегии изучения нового материала,  и  было  показано,  что  у  российских  школьников  доминирует именно  стратегия запоминания,  а  не  активная  работа  с  учебным материалом. Здесь, наверно, сказывается наша традиция, мы всегда гордились энциклопедичностью образования. Я не говорю, что это плохо, но можно ли все запомнить…

Т.В. Абанкина

Я  знаю,  что  при  подготовке  к  поступлению  в  университет  были общеобразовательные  тесты,  в  частности,  по  географии,  и  там были  замечательные  педагоги,  которые  использовали  такую  форму обучения: они просили детей к каждому занятию самостоятельно  составлять  тесты.  В  результате  они  по  15  раз  штудировали материал, чтобы  выбрать  какой;то  факт,  который  можно  было  бы представить  в  тестах.  И  эти  ребята  показали  очень  высокие  результаты по запоминанию. Они активно работают с учебным материалом,  они  должны  сами  выбрать  основные  понятия,  которые нужно освоить, под них составить специальные задания.

И.Д. Фрумин

Приходится  признать,  что  методика  преподавания,  которой мы  так  долго  пренебрегали,  остается  в  лучшем  случае  на  уровне 1960-х  годов.  То,  о  чем  вы  сейчас  говорите  —  построение  детьми оценок и оценивание собственного действия в процессе освоения нового  знания,  —  это  огромная  культура,  получившая  развитие  на Западе  в  1980-х  годах.  Она  в  отдельных  элементах  и  у  нас  существовала, но речь-то идет о доминирующих традициях. А у нас, как совершенно  верно  сказала  Галина  Сергеевна,  до  сих  пор,  это  и  в новом стандарте так, базовым считается уровень знания, и с этим трудно  поспорить.  Из  стандарта  фактически  исключаются  требования к обработке знаний, критическому анализу.

И.А. Вальдман

Те вопросы, которые задавались, мне кажется, по большей части крутятся вокруг такой темы — как бы не оставить без внимания тот  богатый  набор  данных,  который  есть  у  PISA  и  других  международных исследований. И возникает вопрос: какого рода вторичные исследования  еще  можно  было  бы  проводить  на  базе  материаловтаких  исследований  или  поставить  рядом,  чтобы  они  помогли  нам объяснять  эти  факторы  и  причины?  У  меня  есть  предложение  и короткий вопрос. Думаю, один из семинаров в четверг можно было бы  посвятить  теме:  какого  рода  исследования  в  образовании  в ближайшее  время  были  бы  актуальны  и  интересны?  А  вопрос  у меня  следующий:  Галина  Сергеевна,  скажите,  пожалуйста,  вот  Вы же  знаете,  в  мире  гигантский  и  очень  интересный  набор  исследований  на  базе  вот  этих  международных,  от  очень  маленьких  до самых серьезных. Нет ли какого-то международного обзора, какого  рода  исследования  по  поводу  вторичного  анализа  PISA,  TIMSS, PIRLS  и  т. д.  вообще  страны  проводят?  Вот  мы  сидим,  у  нас  кроме группы  Каспржака  и  вот  Вашей  группы  ничего  не  делается,  а  в мире происходят интереснейшие вещи. Нет ли обзора, что в мире делают по поводу таких данных?

Г.С.  Ковалева

Ну, надо сказать, что лет пять тому назад Международная ассоциация  IEA  специально  организовала  международные  конференции  для  обсуждения  результатов  и  проводит  их  раз  в  2  года.  И  в этом году будет конференция на Тайване, посвященная вторичному анализу международных исследований.

Причем рассматриваться будут результаты по направлениям: PISA, PIRLS, TIMSS. В прошлом году я была одним из экспертов, которые отбирали работы на подобную  конференцию.  Работы  очень  зависят  от  того,  в  какой стране они делаются, т.е. от того, каковы специалисты и запросы в области  образования.  Специалисты  из  Литвы  просто  анализировали,  насколько  их  математическое  образование  изменилось,  насколько  оно  релевантно  по  отношению  к  содержанию  исследования  TIMSS,  и  как  это  влияет  на  программы.  Скандинавы  занимались  многоуровневым  иерархическим  моделированием,  т.е.  вычленяли  факторы.  Они  брали  все  200–500  факторов,  по  которым собирались данные об учебном процессе, учащихся, их родителях, учителях  и  школе,  —  вначале  устанавливали  бинарные  связи,  потом  рассматривали  их  в  системе,  т.е.  разными  статистическими методами выстраивали иерархию или модель взаимодействия факторов в системе.

Организаторы исследования PISA также планирует  новый  форум  по  обсуждению  результатов  научных  исследований.  Кроме  того,  в  рамках  конференций,  проводимых  всевозможными  европейскими  и  другими  ассоциациями,  постоянно  обсуждаются  результаты  международных  исследований.

В.Е.  Гимпельсон

Я  не  специалист  по  образованию,  я  экономист,  а  экономисты  —  империалисты,  они  лезут  во  все.  И  тематика, связанная  с образованием,  давно  находится  в  фокусе  внимания  экономистов-трудовиков.  Есть  такой европейский  Центр  IZA  в  Бонне,  они  издают массу всего, www.iza.org. Там если набрать «ТIMSS» или «PISA», будут  десятки  и  десятки  работ,  очень  интересных  и  серьезных. Совсем  недавно  там  была  опубликована  работа,  я  ее  не  читал, просто мне запомнилось название «Что показывает PISA?». То есть там много всего.

В.Д.  Шадриков

Я  буквально  несколько  слов  хочу  сказать.  Мне,  во-первых,  конечно, приятно то, что сказала Галина Сергеевна, я очень доволен комментарием,  который  сделал  г-н  Нежнов,  очень  глубокий  и  содержательный  комментарий.  Но  я  хочу  сказать,  что  здесь  присутствуют  люди,  которые  заинтересованы  в  результатах  этого  исследования, но не обладают властью, чтобы принять решение. Поэтому  такое  лучезарное  настроение,  конечно,  хорошо,  когда  мы сидим за этим круглым столом, но, насколько я знаю, Галина Сергеевна  с  большим  трудом  пробивала  финансирование  той  части исследования,  которая  была  проведена  сейчас.  По-моему,  были сложности.

Г.С.  Ковалева

Да, в 2000 г. у нас вообще не было специального финансирования на проведение международных исследований, кроме бюджетной  зарплаты  10  сотрудников  РАО,  в  рамках  которой  мы  вели  и другие  работы.

В.Д.  Шадриков

Так  вот,  на  фоне  миллиардных  средств,  которые  имеются  у министерства,  это  исследование  финансировалось  буквально  как капля  в  море,  и  это  показывает  заинтересованность  управляющего органа в исследованиях подобного рода. А они просто-напросто бесценны. Лет 15 или 20 назад меня спрашивали: «Владимир Дмитриевич, какого качества образование советской системы?» Я говорил — я не знаю, у нас нет ни одного международного исследования  и,  смотря  только  сами  в  себя,  мы  не  можем  сказать,  какое  у нас  качество  образования.  И  вот  когда  Галина  Сергеевна  пришла ко  мне  и  говорит:  «Владимир  Дмитриевич,  помогите  поучаствовать», я с удовольствием это сделал.

С тех пор она этим и занимается. Но, к сожалению, нет заинтересованности в использовании результатов.  У  нас  есть  такая  прекрасная  организационная  структура,  как  Российская  академия  образования,  которая  должна  была бы ухватиться за все эти исследования — и PIRLS, и ТIMSS, и PISA и  т.д.  —  и  провести  системный  анализ.

  Вместо  этого  никакого системного  анализа  нет,  а  пишется  очередная  толстая  бумага  на 10  печатных  листов  об  очередном  реформировании  общеобразовательной школы. Хотя в принципе, конечно, в плане эффективного управления системой образования эти данные бесценны. Потому  что,  правильно  Галина  Сергеевна  говорила,  различные  исследования  дают  разные  результаты  и  по-разному  характеризуют систему  образования.  Мы  не  знаем,  куда  движется  наша  система образования. 

В  высшей  школе  в  свое  время  мы  попробовали  использовать  систему  распознавания  образов  и  посмотреть,  куда движется наша система по отношению к европейской и американской. Получилось достаточно интересное исследование: дрейф тогда,  в  1990-е  годы,  шел  в  сторону  американской  системы  высшего образования.  И  этот  результат  был  получен  с  помощью  нормального научного метода, а не просто «а мне кажется». Допустим, сегодня прозвучало, что по биологии у нас неплохие результаты.  В  советском  периоде  биология  была  самым  западающим  предметом  в  общеобразовательной  средней  школе.  Значит, сделаны реальные шаги. Когда в 1992 г. мы с Днепровым пробовали  поработать  над  стандартом  общего  образования,  биологи  оказались  самыми  продвинутыми,  и,  может  быть,  теперешние  успехи — следствие того изменения, которое они внесли в содержание образовательных  программ.  А  вот  химиков  мы  4  месяца  утюжили: скажите,  где  можно  применить  ваши  знания?  За  3  месяца  жестокого прессинга они так и не нашлись, что ответить. Потом какие-то страшилки  придумали:  если  вот  это  сделаешь,  то  отравишься, а если это сделаешь, то взорвешься и т.д., т.е. достаточно юмористическое  применение.

И  действительно,  здесь  уже  говорилось,  что  эти  бесценные результаты  могут  пропасть  совершенно  зазря,  если  не  будет  проведен  второй  уровень  анализа  на  уровне  сопоставления  разных исследований с социальными процессами, которые идут в стране, исследованиями,  которые  идут  в  образовании,  и  т.д.  И  я  думаю, что  если  мы  это  можем  сделать,  то  нужно  внести  такое  предложение.  В  противном  случае  все  пойдет  прахом,  ведь  PISA  уже  не первый  раз  проходит.  После  предыдущего  раза  кто-то  волосы  на себе порвал, кто-то в грудь постучал, но это было очень кулуарно и не имело никакого воздействия на систему.

И.Д. Фрумин

Владимир  Дмитриевич,  большое  Вам  спасибо  за  то,  что  Вы когда-то помогли Галине Сергеевне.

Г.С.  Ковалева

Я  хочу  поблагодарить  Владимира  Дмитриевича,  он  был  первым, кто реально помог.

И.Д. Фрумин

По  поводу  предложения  —  мы,  конечно,  можем  сделать  предложение,  но  это  не  тот  случай,  когда  они  не  смогут  от  него  отказаться, знаете, как в известном фильме. Мне кажется, что выступление  Владимира  Дмитриевича  поставило  логическую  запятую  в нашей  дискуссии.  Может  быть,  мы  действительно  последуем  совету  Игоря  Александровича  и  на  одном  из  весенних  семинаров послушаем  более  детальный  анализ  результатов,  чтобы  понять  и лучшие методы, и выводы, и т.д. Большое всем спасибо.

Anti-PISA

Анатолий Краснянский

Безграмотные задания программы  PISA-2006

 

 

Системный анализ группы заданий «Кислотные дожди»  PISA-2006

 

1. Введение   (статья не закончена)

 Задание 1

   На фотографии, приведенной ниже, изображены статуи, называемые Кариатидами, которые были возведены в Акрополе в Афинах более 2500 лет назад. Статуи были изваяны из горной породы, которая называется мрамором. Мрамор состоит из карбоната кальция. 

 

   В 1980 году подлинные статуи были перенесены в музей Акрополя, а их заменили копиями. Подлинные статуи были разъедены кислотными дождями.

 

 

 Вопрос 1                             

    Обычный дождь слегка кислотный, потому что он поглощает некоторое количество диоксида углерода из воздуха. Кислотный дождь более кислый по сравнению с обычным дождем, потому что он поглощает также такие газы, как оксид серы и оксид азота. Откуда эти оксид серы и оксид азота попадают в воздух?


ОЦЕНКА ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАДАНИЯ
Ответ принимается полностью (трудность – 506) – 1 балл.



Код 1: Из газов, которые попадают в воздух вследствие выхлопов автомобильного транспорта, выбросов фабрик, сжигания ископаемого топлива, такого как нефть и уголь, из газов вулканов и другими подобными способами.
№ 1:  Сжигание угля и газа.
№ 2:  Оксиды в воздухе появляются из-за загрязнения окружающей среды от заводов и других промышленных предприятий.
№ 3:  От вулканов.
№ 4:  Из дыма электростанций. [“Электростанции” включены в ответ, т.к. они включают тепловые электростанции, на которых сжигается ископаемое топливо.]
№ 5:  Они берутся от сгорания материалов, которые содержат серу и азот.

Учащиеся дают неправильный источник загрязнения окружающей среды наряду с правильным.
№ 6:  Ископаемое топливо и атомные электростанции. [Атомные электростанции не являются источником кислотных дождей.]
№ 7:  Оксиды берутся из озона атмосферы и метеоритов, которые падают на Землю. А также от сгорания топлива.
Загрязнение окружающей среды. Учащиеся указывают на загрязнение окружающей среды, но фактически не называют его источник.
№ 8:  Загрязнение окружающей среды.
№ 9:  Окружающая среда в целом, атмосфера, в которой мы живем, – например, загрязнение.
№ 10:  Загазованность, загрязнение, пожары, сигареты. [Не ясно, что имеется в виду под «загазованностью»; ответ «пожары» – недостаточно
определенный; дым сигарет не является значительной причиной кислотных дождей.]
№ 11: Загрязнение, такое как от атомных электростанций.

Ответ не принимается
Код 0: Другие ответы.

№ 12:  Они выделяются из пластмасс.
№ 13:  Они являются естественными составляющими воздуха.
№ 14:  Уголь и нефть. [Ответ недостаточный, т.к. не говорится о «сгорании».]
№ 15:  Атомные электростанции.
№ 16:  Промышленные отходы. [Ответ недостаточный.]
Код 9: Ответ отсутствует.

Тип вопроса:  со свободно-конструируемым ответом
Компетенция:  научное объяснение явлений  
Содержание:  физические системы (естественнонаучные знания)
Область применения:  источники опасности и риски
Контекст:  социальный

 

3. Анализ первого задания

3.1. Анализ фрагмента: «В 1980 году подлинные статуи были перенесены в музей Акрополя, а их заменили копиями. Подлинные статуи были разъедены кислотными дождями». Авторы  задания  утверждают, что мраморные статуи были разъедены кислотными (pH < 5) дождями. Однако обычные дожди, как указывают сами авторы, «слегка кислотные». Поэтому за 2500 лет  поверхность этих  статуй была  изрядно разрушена не только кислотными дождями, но и под  действием многих других  факторов, в том числе обычными дождями, содержащих углекислый газ (pH = 5,6):  

CaCO3(твердая  фаза) + H2O + CO2 <–> Ca(HCO3)2 (водный раствор)

Суждение: «Подлинные статуи были разъедены кислотными дождями» содержит ложную информацию (в неявном виде), поскольку в нем подразумевается, что кислотные дожди – единственный фактор, приводящий к разрушению камня. Деятели программы PISA,  вероятно, знают только об одном факторе,    разрушающим памятники культуры, созданные из горных пород. Основные факторы негативного воздействия на камень, определяющие его долговечность [1,2]:  1) атмосферно-климатические (физико-химические) воздействия (воздух, влага, цикличное замораживание, инсоляция и др.); 3) биодеструкция (бактерии, водоросли, грибы, лишайники, мхи и др.); 4)  механические воздействия (например, абразивное действие ветра, несущего песчаные частицы); 5)  техногенные факторы (физические – вибрации, химические – загрязнение воздуха оксидами серы и азота). Поэтому кислотные дожди – только один из многих факторов, разрушающих каменные сооружения и статуи.  Следует отметить, что взаимодействие карбонатных горных пород с природными водами довольно подробно обсуждалось в советских  [3]  и обсуждается в российских учебниках [4 – 6].    

3.2. Анализ фрагмента: "Откуда эти оксид серы и оксид азота попадают в воздух?"

Во-первых, предпосылкой этого вопроса является ложное суждение: "В воздух попадают только один оксид серы и только один оксид азота". На самом деле  в атмосферу попадают два оксида серы: оксид серы(IV) и оксид серы(VI). Так, доля оксида серы(VI) может достигать 3 %.  Техногенные выбросы содержат в основном оксид азота(II), который затем окисляется до  азота(IV) и азотной кислоты. Следовательно, вопрос: "Откуда эти оксид серы и оксид азота попадают в воздух?" является логически некорректным вопросом.

Во-вторых, этот вопрос — сложный вопрос и его следовало бы разделить на два простых вопроса: один вопрос об оксидах серы, другой вопрос — об оксидах азота.

4. Анализ ответов на  первое задание

4.1. Первое задание: «Обычный дождь слегка кислотный, потому что он поглощает некоторое количество диоксида углерода из воздуха. Кислотный дождь более кислый по сравнению с обычным дождем, потому что он поглощает также такие газы, как оксид серы и оксид азота.  Откуда эти оксид серы и оксид азота попадают в воздух?»

4.2. Анализ правильных (по мнению авторов задания) ответов на первое задание.

4.2.1  Анализ «правильного» ответа № 2. Ответ № 2: «Оксиды в воздухе появляются из-за загрязнения окружающей среды от заводов и других промышленных предприятий». Как известно, по степени точности ответы могут быть определенными и неопределенными.  Этот ответ – неопределенный, поскольку не указано, какие именно предприятия выбрасывают в атмосферу оксиды серы и азота. Хорошо известно, что большинство промышленных предприятий не являются источниками ни оксидов серы, ни оксидов азота.

4.2.2.  . Анализ «правильного» ответа № 3.  Ответ № 3:  «От вулканов». Главными составляющими вулканических газов являются вода (водяной пар) и углекислый газ.  В вулканических  газах (1200 оС), выделяющихся непосредственно из лавового озера  вулкана Килауэа (Гавайские острова) обнаружены [7]:  N2, Ar,  H2 ,  CO,   SO2, SO3,  S2 ,  Cl2 . В других вулканах обнаружены также HCl,  HF и  H2S [7А].  Если оксиды азота и входят в состав вулканических газов, то их  концентрации так малы, что не имеет смысла обсуждать вулканы как источники азотной кислоты в атмосферных осадках.  Таким образом, ответ «От вулканов» является правильным относительно оксидов серы и неправильным относительно оксидов азота.

4.2.2. Анализ «правильного» ответа № 4.  Ответ № 4: «Из дыма электростанций». Что такое дым? Дым – устойчивая дисперсная система, состоящая из мелких твёрдых частиц, находящихся во взвешенном состоянии в газах. Дым  — типичный аэрозоль с размерами твёрдых частиц от 10-7 до 10-5  м.   Дым  образуется, в частности, при сгорании горючих веществ, например в топках тепловых электростанций, различных промышленных установок, при пожарах, особенно лесных. Такие дымы  могут содержать крупные частицы несгоревшего топлива и золы, оксидов металлов, сажи, смолы [8]. Правильно:  «Из дымовых газов тепловых электростанций».  Термин «дымовые газы» используется  в учебной  ([8А], стр.103) и технической  [9] литературе.

4.2.3. Анализ «правильного» ответа № 6. Ответ № 6: «Ископаемое топливо и атомные электростанции". [Комментарий авторов задания: «Атомные электростанции не являются источником кислотных дождей».]   Ответ, полностью устраняющий познавательную неопределенность, называется сильным, не полностью – слабым.  Из двух слабых ответов один может быть более сильным, чем другой ([10], стр. 66).  Слабый ответ:  «Оксиды серы  азота попадают в воздух из ископаемого топлива».  Более сильный: «Оксиды серы  и азота попадают в воздух при сжигании ископаемого топлива». Ответ:  «Ископаемое топливо и атомные электростанции» состоит из слабого ответа   –  «ископаемое топливо» и ложного –  «атомные электростанции».

4.2.4. Анализ «правильного ответа № 8. Ответ № 8:  «Загрязнение окружающей среды». В логике такой ответ  называют нерелевантным –  ответом не на поставленный вопрос, а ответом на какой-то другой вопрос [10].  Ответ: «Загрязнение окружающей среды» –  это ответ на вопрос: «Что происходит при попадании  оксидов серы и азота в атмосферу?» Следовательно, ответ: «Загрязнение окружающей среды»   никак нельзя признать правильным ответом на вопрос: "Откуда эти оксид серы и оксид азота попадают в воздух?".

4.2.5.  Анализ «правильного» ответа № 9. Ответ № 9: «Окружающая среда в целом, атмосфера, в которой мы живем, – например, загрязнение». Учащегося спрашивают: «Откуда  оксиды серы и азота попадают в воздух (в атмосферу)?», а он отвечает: «Атмосфера, в которой мы живем, например, – загрязнение». Неясно, что хотел сказать учащийся.  Предположим, что он хотел сказать, что эти оксиды попадают  в атмосферу из окружающей среды, из атмосферы. В этом случае это тавтологичный ответ.  Такой ответ не несет фактической информации и в силу этого не  снижает познавательную неопределенность ([10], стр. 66).

4.2.6. .  Анализ «правильного» ответа № 11. Ответ № 11:  «Загрязнение, такое как от атомных электростанций». Во-первых, это нерелевантный ответ. Учащегося спрашивают: «Откуда  оксиды серы и азота попадают в воздух?»  А он отвечает: «Загрязнение…». «Загрязнение…»  – это  ответ на другой вопрос:  «Что происходит при попадании  оксидов серы и азота в атмосферу?» Во-вторых,  атомные электростанции не загрязняют атмосферу оксидами серы и азота. Оксиды азота образуются  при действии ионизирующей радиации на воздух и  при ядерных взрывах в атмосфере, но атомные электростанции не являются значительными источниками оксидов азота.

4.3. Сравнение правильных и неправильных (по мнению составителей задачи) ответов

 «Правильный» ответ № 6: «Ископаемое топливо и атомные электростанции. [Комментарий авторов задания: «Атомные электростанции не являются источником кислотных дождей».] «Неправильный» ответ № 14:  «Уголь и нефть». [Комментарий авторов задания: «Ответ недостаточный, т.к. не говорится о «сгорании».]  Неясно, почему ответ № 6 признают правильным, хотя в нем так же, как и в ответе № 14, не говорится о сгорании топлива. Кроме того, в «правильном» ответе № 6 есть ложная информация о том, что атомные электростанции являются источниками оксидов серы и азота, а в "неправильном" нет ложной информации.

4.4. Что такое «научное объяснение явлений»?

Научное объяснение – раскрытие связей между какими-либо  фактами, явлениями и  процессами – объектами научного объяснения – и другими, уже известными и объясненными или же более общими и фундаментальными  фактами, явлениями и процессами.  В некоторых случаях объяснить явление – это значит указать его причину, при этом явление становится ясным и понятным.  Объяснение – одна из важнейших функций науки.    В настоящее время именно наука делает понятными факты, явления и процессы, поэтому научное объяснение служит образцом для всех сфер человеческой деятельности, в которых возникает потребность объяснения [11, 11А].

4.5. Какие ответы  на вопрос: «Откуда  оксиды серы и азота попадают в воздух?», являются научными объяснениями?

Пример 1. «Известно, что сера (простое вещество) горит с образованием оксида серы (IV): S + O2 = SO2.  На многих электростанциях в качестве топлива используют уголь. Уголь содержит серу в различных химических формах, в том числе в виде простого вещества.  Поэтому электростанции, в которых применяется уголь, являются источниками SO2». Пример 2. «Известно, что при высоких температурах азот и кислород реагируют с образованием оксида азота (II): N2 + O2 = NO.     При горении природного газа, нефти, нефтепродуктов и угля в избытке воздуха (основные компоненты воздуха – азот и кислород) развиваются высокие температуры. Поэтому теплоэлектростанции и котельные являются источниками  NO.  Из этих примеров видно, что ни один ответ из представленных в группе заданий «Кислотные дожди»,  не является научным объяснением.

4.6. О «правильных» ответах и научном объяснении явлений.   
Авторы первого задания  задают учащимся вопрос: «Откуда оксиды серы и азота попадают в воздух?» И принимают в качестве «научного объяснения», например, такой ответ: «Оксиды в воздухе появляются из-за загрязнения окружающей среды от заводов и других промышленных предприятий» (см. ответ № 2). В сущности, ответ учащегося сводится к следующему суждению: «Источником оксидов являются какие-то промышленные предприятия». Этот ответ ничего не объясняет и, следовательно, не имеет никакого отношения к научному объяснению.  Остальные ответы тоже не являются научными объяснениями.

5. Второе задание

   Действие кислотных дождей на мрамор может быть смоделировано путем помещения кусочков мрамора в уксус на ночь. Уксус и кислотный дождь обладают примерно одинаковым уровнем кислотности. Когда кусочек мрамора помещают в уксус, то наблюдается процесс образования пузырьков газа. Масса сухого кусочка мрамора определяется до и после эксперимента.

Вопрос 2                                                                                     
    До погружения на ночь в уксус кусочек мрамора имел массу 2,0 г. На следующий день этот кусочек вынимают из уксуса и высушивают. Какова будет масса высушенного кусочка мрамора?

 A          Меньше, чем 2,0 г
 B          Точно 2,0 г
 C          Между 2,0 г и 2,4 г
 D          Больше, чем 2,4 г

ОЦЕНКА ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАДАНИЯ
Ответ принимается полностью (трудность – 460) – 1 балл.

 

 

Код 1: А. Меньше, чем 2,0 г
Ответ не принимается
Код 0: Другие ответы.
Код 9: Ответ отсутствует.
Тип вопроса: с выбором ответа
Компетенция: использование научных доказательств
Содержание: физические системы (естественнонаучные знания)
Область применения: источники опасности и риски
Контекст: личностный

6.  Анализ второго задания

Внимание!

Правильный ответ: "Кусочек мрамора (карбоната кальция), всю ночь находившийся в растворе уксусной кислоты, взятой в избытке (осталась после реакции) полностью растворится, то есть масса мрамора будет равна нулю".

 "Кусочек мрамора" утром "вынули" из уксуса — раствора уксусной кислоты. Следовательно, уксусная кислота была в избытке.  А если кислота была в избытке, то мрамор должен был полностью раствориться.

Пизовцы утверждают, что кусочек мрамора, всю ночь пролежавший в растворе уксусной кислоты, взятой в избытке, полностью не растворился.

Следовательно, пизовцы сделали эпохальное открытие: днем мрамор реагирует с уксусом, а ночью — нет. 

Среди ответов, предложенных пизовцами, нет правильного ответа!

6.1.  Фрагмент № 1 второго задания:  "Действие кислотных дождей на мрамор может быть смоделировано путем помещения кусочков мрамора в уксус на ночь; уксус и кислотный дождь обладают примерно одинаковым уровнем кислотности".  Вероятно, что под «уровнем кислотности» авторы задания понимают концентрацию (моль/л) ионов водорода [H+]   или водородный показатель pH (pH =  –lg[H+]).  Кислотные дожди в основном содержат сильные кислоты: серную и азотную.   Уксус   –   водный раствор  (3 – 15%) пищевой уксусной кислоты [12]. Уксусная кислота –  слабая кислота.  Поэтому «одинаковый уровень кислотности» (равенство концентраций ионов водорода, равенство pH) растворов уксусной кислоты и, например, азотной кислоты достигается при разных концентрациях этих кислот: концентрация уксусной кислоты приблизительно в 100 раз выше концентрации азотной кислоты.  Следовательно, в уксусе («модель» кислотного дождя) концентрация кислоты в 100 раз больше, чем в кислотном дожде!  

   Отметим, что в задании указана масса мрамора, но не указан объем (масса) уксуса и массовая доля уксусной кислоты в уксусе. Опыт в задании 2 повторить невозможно. Опыты должны описываться таким образом, чтобы другие исследователи могли его повторить. Конечно,  при проведении  опытов  учащимися  младших классов это требование выполнить невозможно. Однако нельзя описывать  опыты для восьмиклассников, девятиклассников и десятиклассников на уровне 3 класса.  Например,  в учебнике для 3 класса обсуждаются свойства известняка и мрамора ([12А], стр. 99 – 100). Задание на стр. 99: «Капни из пипетки на образцы гранита, известняка, мрамора несколько капель пищевого уксуса. Что ты увидел?» Текст на стр. 100: «Известняк – плотная горная порода. Известняки бывают чаще всего белого, встречаются серого и желтоватого цвета. Эту горную породу легко отличить от других. Если на нее налить немного кислоты (например, уксусной), то послышится шипение и на поверхности камня появятся пузырьки углекислого газа (такой ли результат ты получил в практической работе?).

6.2. Фрагмент № 2 второго задания: «До погружения на ночь в уксус кусочек мрамора имел массу 2,0 г. На следующий день этот кусочек вынимают из уксуса и высушивают».

Во-первых, после того, как кусочек мрамора вынули из раствора, его следовало промыть дистиллированной водой, чтобы смыть раствор, содержащий ацетат кальция. Без этой операции часть ацетата кальция  может остаться на поверхности и в порах исследуемого образца. В этом случае масса образца после высушивания будет равна массе мрамора плюс масса ацетата кальция.  Во-вторых, авторы не указали массу уксуса. Расчеты показывают,  что кусочек мрамора массой 2,0 г  полностью растворится в 80 мл 3 % уксуса или в 16 мл 15 % уксуса;  0,2 г (10  % от массы) мрамора растворится в 8,0 мл 3 % уксуса или в 1,6 мл (!) 15 %  уксуса. Следовательно, если взять  80 мл 3 %  (или более),  16 мл 15 % уксуса (или более), то  от кусочка мрамора массой 2,0 г  ничего не останется.  

В-третьих, выражение «этот кусочек вынимают из уксуса» содержит логическую ошибку: «отождествление разных понятий» [14].  На ночь  кусочек мрамора погрузили в уксус, но утром  вынули уже не из уксуса, а из водного раствора ацетата кальция. В задании подразумевается, что реакция прошла до полного израсходования кислоты: ведь кусочек мрамора был в контакте с «уксусом» целую ночь:

CaCO3(избыток)  +   2СН3СООН   =   Ca(СН3СОО)2  +   H2O  +  CO2      (1)

Уксус (водный раствор уксусной кислоты) и водный раствор ацетата кальция – разные понятия.  Ошибка  «отождествление разных понятий» в химии (а также в любой отрасли науки и техники)  может привести к тяжелым последствиям. Предположим, что вместо кусочка мрамора (кальцита) в опыте использовали кусочек минерала церуссита PbCO3 (карбоната свинца):

PbCO3(избыток)  +   2СН3СООН   =   Pb(СН3СОО)2  +   H2O  +  CO2    (2)

и полученный водный раствор ацетата свинца тоже назвали уксусом. Уксус, как известно, применяется для приготовления приправ, маринадов, консервов.  Ацетат свинца, как и любая растворимая в воде соль свинца, является сильным ядом: смертельная  доза  для  человека 5 – 30 г [15].  Впрочем, карбонат свинца тоже ядовит [16 ].

Необходимо еще раз обратить внимание на то,  что "эксперты" PISA сделали "эпохальное открытие": днем мрамор (карбонат кальция) реагирует с уксусом (раствором уксусной кислоты), а ночью реакция не идет.  

   Следует отметить, что опыты по «моделированию» кислотных дождей 3 – 15 % уксусом некорректны не только из-за высокой концентрации уксусной кислоты в уксусе. Ацетат кальция хорошо растворим в воде и поэтому при растворении мрамора масса образца  действительно будет непрерывно уменьшаться. Однако при взаимодействии мрамора с разбавленной серной кислотой на поверхности мрамора может образоваться слой («корочка»), состоящая из малорастворимого дигидрата сульфата кальция. В этом случае масса образца при протекании реакции может сначала уменьшиться, а затем увеличиться вследствие образования гирса на поверхности мрамора. Дело в том, что из 1 моля карбоната кальция образуется 1 моль дигидрата сульфата кальция, но масса 1 моля дигидрата сульфата кальция больше массы 1 моля карбоната кальция.

7. Третье задание


Вопрос 3                                                                                                
   Учащиеся, которые проводили этот эксперимент, поместили на ночь  кусочки мрамора также в чистую (дистиллированную) воду.   Объясните, для чего учащиеся включили этот опыт в свой эксперимент.

ОЦЕНКА ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАДАНИЯ
Ответ принимается полностью (трудность – 717) – 2 балла.



  Доля учащихся, набравших данный балл: Россия — 34,2 %;  Средний по ОЭСР — 35,5 %;  Максимальный — 47,1 %  (Новая Зеландия)



 

Код 2: Показать, что кислота (уксус) является обязательным условием для протекания реакции.
№ 1:  Убедиться в том, что для этой реакции дождевая вода должна быть кислотной (как в кислотном дожде), и что с обычной водой реакции не будет.
№ 2:  Посмотреть, есть ли другие причины для образования изъянов в кусочках мрамора.
№ 3:  Потому что он показывает, что кусочки мрамора не реагируют с любой жидкостью, т.к. вода является нейтральной.
Ответ принимается частично (трудность – 513) – 1 балл.
  Доля учащихся, набравших данный балл: Россия — 53,1 %; Средний по ОЭСР — 43,0 %; Максимальный балл — 63,7 %  (Эстония).

 

 Код 1: Сравнить с опытом между уксусом и мрамором, но из ответа не ясно, что это сделано для того, чтобы показать что кислота (уксус) является обязательным условием для протекания реакции.
№ 4:  Сравнить с результатом в другой колбе.
№ 5:  Посмотреть, изменятся ли кусочки мрамора в чистой воде.
№ 6:  Учащиеся включили этот опыт, чтобы показать, что происходит, если нормальный дождь попадает на мрамор.
№ 7: Потому что дистиллированная вода не является кислотой.
№ 8:  Для контроля.
№ 9:  Чтобы посмотреть на разницу между обычной водой и водой, содержащей кислоту (уксус).
Ответ не принимается
Код 0: Другие ответы.

№ 10:  Показать, что дистиллированная вода не является кислотой.
Код 9: Ответ отсутствует.
Тип вопроса: со свободно-конструируемым ответом
Компетенция: распознавание и постановка научных вопросов
Содержание: естественнонаучные исследования (знание о науке)
Область применения: источники опасности и риски
Контекст: личностный

8. Анализ третьего задания

8.1. Дополнительная информация, необходимая для анализа третьего задания.

8.1.1.  Что такое дистиллированная вода?  Несмотря на широко распространенное мнение, что в дистиллированной воде [H+] = [OH] = 1.10-7 моль/л  (pH 7), это неверно. Чтобы получить  чистую (ультрачистую)  воду с pH 7, ее нужно долго и упорно очищать, при этом не должно быть  контакта воды с воздухом [17,18]. При контакте с атмосферой находящийся в ней углекислый газ (парциальное давление CO2 в воздухе 3,4.10-4 атм) растворяется в дистиллированной воде, при этом  образуется угольная кислота и продукты ее диссоциации:

CO2 + H2O  <>  H2CO3     (3)

H2CO3  <>  + H+  + HCO3   (4)

HCO3 <> H+ + CO32-  (5)

   При 25 оС pH  дистиллированной воды, находящейся в газовом равновесии с воздухом, равен 5,63 [19]  Водный раствор углекислого газа обладает буферными свойствами (карбонатная буферная система) [19,20].   

8.1.2. Взаимодействие дистиллированной воды, содержащей CO2, с карбонатами кальция и магния.  При длительном контакте карбонатов кальция и магния с водой, содержащей углекислый газ, наступает равновесие:

CaCO3(твердая фаза) + H2O + CO2 <–> Ca(HCO3)2(водный раствор)    (6)

MgCO3(твердая фаза)  + H2O + CO2 <–> Mg(HCO3)2(водный раствор)    (7)

Процессы (3) –  (7) имеют огромное значение в круговороте кальция, магния и углерода и вообще для жизни на Земле. Расчет реакции среды для системы Н2О –  СО2 (0,034%) –  СаСО3 дает значение рН 8,4 (Латыпова, [19]).  Благодаря присутствию углекислого газа в воздухе и в воде, ионов кальция в воде (карбонатно-кальциевая система) действует буферный механизм, обеспечивающий стабильность pH океанической (и не только океанической)  воды и, следовательно, устойчивость условий жизни морских организмов ([19, 20] и [21], стр. 77).  Буферные свойства почвенных растворов также обусловлены в значительной степени карбонатно-кальциевой системой.   В природных водах кальций присутствует  основном в виде гидрокарбоната кальция и в этой  форме поступает    в моря и океаны. Ежегодный вынос кальция в океан равен 480 млн. тонн. [21]. Образование пещер в карбонатных породах и другие карстовые явления также обусловлены растворением карбонатов кальция и магния   в воде, насыщенной углекислым газом.  

8.2. Третье задание:  «Учащиеся, которые  проводили этот эксперимент, поместили на ночь  кусочки мрамора также в чистую (дистиллированную) воду.   Объясните, для чего учащиеся включили этот опыт в свой эксперимент».

8.3. Характеристика третьего задания. Из ответов на второе задание: «Меньше, чем 2,0 г, точно 2,0 г,  между 2,0 г и 2,4 г, больше, чем, 2,4 г» следует, что учащиеся использовали весы с ценой деления 0,1 г. В случае однократного измерения в качестве приборной погрешности (в данном случае погрешности весов) берется половина наименьшего деления шкалы [22].  Следовательно, можно ожидать, что массы кусочков мрамора были измерены с погрешность плюс-минус 0,05 г.   Рассмотрим пример. Ученик взвесил кусочек мрамора  (масса его составила, например, 1,8 г плюс-минус 0,05 г),  поместил в дистиллированную воду на ночь, вынул, высушил и  снова взвесил. Предположим, что  после этих операций  масса кусочка мрамора снова оказалась равной 1,8 г (плюс-минус 0,5 г).  Значит ли это, что мрамор не взаимодействует с дистиллированной водой? Нет, не значит. Во-первых, одно измерение не имеет никакой научной ценности. Во-вторых, на основании одного опыта можно предполагать, что  если мрамор реагирует с дистиллированной водой или растворяется (без химической реакции), то эффект этого взаимодействия меньше, чем 0,05 г. Следует отметить, что при определении растворимости вещества в каком-либо растворителе необходимо указывать объем (массу) растворителя и его температуру. Авторы задания этого не сделали. В третьих, «научные» эксперименты» деятелей программы PISA со взвешиванием кусочков мрамора до и после контакта с дистиллированной водой напоминают анекдот о том, как определяли вес капитана: взвешивали пароход с капитаном на борту и пароход без капитана. Можно ли доказать, без сложных экспериментов, что мрамор взаимодействует с дистиллированной водой, находящейся в равновесии (речь идет, конечно, о газах) с атмосферой? Можно. Достаточно  использовать универсальную индикаторную бумагу, по окраске которой можно оценить pH раствора. До реакции с мрамором pH такой воды должен быть в интервале 5 – 6, а после наступления равновесия в системе CO2   H2O –  СаCO3  pH  будет в интервале  8 –  9.

8.4. Анализ правильных (по мнению авторов задания) ответов.

Ответ № 1 («правильный»):   Убедиться в том, что для этой реакции дождевая вода должна быть кислотной (как в кислотном дожде), и что с обычной водой реакции не будет.

   В задании не сказано,  что дистиллированная вода была изолирована от воздуха.   Таким образом, учащийся с помощью деятелей программы PISA «доказал», что вода,  насыщенная углекислым газом (парциальное давление углекислого газа 3,4.10-4 атм) не разрушает карбонатные породы. На самом деле разрушение мрамора и известняка происходит (медленно) под действием не только кислотных дождей (pH <5), но и дождей, содержащих только диоксид углерода и продукты его взаимодействия с водой (pH = 5,6):

CaCO3(твердая фаза) + H2O + CO2 <–> Ca(HCO3)2(водный раствор)    (6)

Конечно, известняк и мрамор в этой реакции не разрушается так быстро, как в случае «модели» кислотных дождей – уксуса (3 %   – 15 %  водного раствора уксусной кислоты), но ведь и концентрация кислоты в этой «модели» кислотного дождя  как минимум в 100 раз больше, чем в самом кислом кислотном дожде.  

Ответ № 2 («правильный»):  «Посмотреть, есть ли другие причины для образования изъянов в кусочках мрамора. 

По мнению  авторы задания, это правильный ответ –  то есть мрамор (кальцит) разрушается только кислотными дождями (pH < 5);  дожди с pH = 5,6 мрамор не разрушают.    

   Ответ № 3 («правильный»): «Потому что он показывает, что кусочки мрамора не реагируют с любой жидкостью, т.к. вода является нейтральной».

  Как уже указывалось,  в задании не сказано,  что дистиллированная вода была изолирована от воздуха.  Дистиллированная вода, если ее специально не изолировать от воздуха, имеет слабокислую реакцию, то есть не является «нейтральной» средой,  pH этой воды  около 5,6. 

Вода не является "нейтральной жидкостью" (по отношению к карбонату кальция) даже при отсутствии углекислого газа).

Доказательство:

 

СаCO3 В ЧИСТОЙ ВОДЕ

(гидролиз карбоната кальция)

 

Из книги "Растворы, минералы, равновесия".  Р. М. Гаррелс, Ч. Л. Крайст
Издательство "МИР", МОСКВА 1968, УДК 550.84.    Solutions, Minerals and Equilibria Robert M.Garrels, Charles L.Christ HARPER & ROW, NEW YORK 1965
(http://twt.mpei.ru/ochkov/trenager/Garrels/ch03.htm)

 

 

Опыт: избыток чистого СаСО3 помещен в чистую воду (используемая в опытах вода осовобождается от реакционноспособных газов, например CO2, путем пропускания через нее инертных газов — азота или гелия). Последующий процесс можно представить себе следующим образом: ионы кальция и карбонат-ионы диссоциируют в воде. При этом происходит частичная гидратация ионов Са2+, что существенной роли не играет; вместе с тем взаимодействие карбонат-ионов с водой выражается такой последовательностью реакций:

CO2—3 водн + H2Oжидк = HCO3 водн + OHводн,(3.6a)
HCO3 водн + H2Oжидк = H2CO3 водн + OHводн.(3.6б)

Раствор становится щелочным, поскольку освобождаются ионы ОН. Существенное значение имеет и третья реакция:

Н2СО3 водн = СО2 газ + Н2Ожидк.

Теоретический анализ системы "Карбонат  кальция — вода" показал, что образуется щелочной раствор, в частности равновесное значение рН лежит между 9,9 и 10 . Эти  значения хорошо совпадают с экспериментальными данными. При измерении равновесного значения рН по отношению к измельченному кальциту в дистиллированно и деаэрированной воде в трех опытах Гаррелс и Сивер получили результаты, равные 9,88; 9,92 и 9,96.

Пизовцы с помощью весов с ценой деления 0,05 г установили, что карбонат кальция не реагирует с водой и, следовательно, вода является "нейтральной жидкостью". Поскольку 

 

 

8.5. Сравнение правильных и неправильных (по мнению составителей задачи) ответов

Из двух ответов на вопрос: «Объясните, для чего учащиеся включили этот опыт в свой эксперимент» один ответ (№ 7): «Потому что дистиллированная вода не является кислотой» авторы задания определили как «частично правильный» (1 балл), другой ответ (№ 10):  «Показать, что дистиллированная вода не является кислотой» назвали неправильным (ноль баллов). Получается, что из двух фактически одинаковых ответов один, по мнению деятелей программы PISA, «частично правильный» (1 балл), другой – неправильный (ноль баллов). 

 

9. Выводы

1. Группа заданий «Кислотные дожди» международной программы PISA-2006 является нагромождением различного рода ошибок.

2. Результаты тестирования учащихся на основании группы заданий «Кислотные дожди» не имеют никакой ценности (следствие пункта 1).

3. Этот опус может использоваться в учебных целях  в следующей формулировке: «Найдите ошибки в группе заданий «Кислотные дожди» международной программы PISA-2006».

  Источники информации

[1] Разработка и внедрение методов экспресс-оценки состояний  зданий и сооружений с каменной облицовкой, http://www.stroinauka.ru/d18dr10439m0.html
[2] Натуральный камень для отделки фасадов и ландшафтных работ:  http://www.nestor.minsk.by/sn/2004/36/sn43601.html
 [3] Ю.В. Ходаков, Д.А. Эпштейн, П.А. Глориозов. Неорганическая химия.  Учебник для 9 класса средней школы. Утверждено Министерством просвещения СССР. Издание семнадцатое. Москва. «Просвещение». 1988.
[4] Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. Химия. Учебник для 9 класса общеобразовательных учреждений. Рекомендовано Министерством общего и профессионального образования Российской Федерации. 7 издание, исправленное и дополненное. Москва. «Просвещение». АО «Московские учебники». 1999.  
[5] О.С. Габриелян. Химия. Учебник для 9 класса общеобразовательных учреждений. Рекомендовано Министерством образования Российской Федерации. 4 издание, переработанное. Москва. «Дрофа». 2001.  
[6] Л.С. Гузей, В.В. Сорокин, Р.П. Суровцева. Химия.  9 класс. Учебник для  общеобразовательных учебных заведений. Рекомендовано Министерством образования Российской Федерации. 4 издание, исправленное. Москва. «Дрофа». 2000.  
[7]  Г.В. Войткевич, В.В. Закруткин. Основы геохимии. Москва. «Высшая школа». 1976.
[7А]       Н.В.Короновский, А.Ф.Якушова.  Основы геологии. http://geo.web.ru/db/msg.html?mid=1163814&uri=part11-03-1.htm
[8 ] Статья Н. Ю. Тарасенко  «Дым» в  Большой Советской энциклопедии (3 издание): http://bse.sci-lib.com/article035368.html
[8А]  С.Б. Шустов, Л.В. Шустова. Химические основы экологии». Учебное пособие для учащихся школ, гимназий с углубленным изучением химии, биологии и экологии. Рекомендовано Главным управлением содержания общего среднего образования Министерства образования Российской Федерации. Москва. «Просвещение». 1955.
[9]  Состав дымовых газов при сжигании газообразного топлива в газовом котле: http://www.domotronika.ua/ru/articles/4492/
[10] Ю.В. Ивлев. Логика. Издание третье, переработанное и дополненное. Москва. «Проспект». 2004.
[11 ] А.А. Ивин, А.Л. Никифоров. Словарь по логике.  «Владос». Москва. 1997. С. 239 – 243.
[11А]  Философская энциклопедия. Главный редактор Ф.В. Константинов. Том 4. С. 125-126.  Издательство «Советская энциклопедия». Москва. 1967.
[12]   Большой энциклопедический словарь.  Главный редактор А.М. Прохоров. Том 2.  Москва. «Советская энциклопедия». 1991.
[12A]  Н.Ф. Виноградова, Г.Г. Ивченкова, И.В. Потапов. Окружающий мир. Учебник для 3 класса четырехлетней начальной школы. Рекомендовано Министерством общего и профессионального образования Российской Федерации. Москва. «Просвещение». 1997.
[13]  Н.Ф. Виноградова, Г.Г. Ивченкова, И.В. Потапов.  Окружающий мир. Учебник для 3 класса четырехлетней начальной школы. Рекомендовано Министерством общего и профессионального образования Российской Федерации.  Москва. «Просвещение». 1997.
[14] Е.А. Иванов. Логика. 2-е издание. Москва. Издательство БЕК. (С. 238).
[15]  http://chemister.da.ru/Toxicology/toxic_dose.htm    (Смертельная доза ацетата свинца для человека 5 – 30 г.)
[16] http://www.bastion.net.ua/tersprav/doc5/g16_10.htm    (Смертельная доза свинцовых белил для человека 50 г.)  
[17] Ф.Ю. Рачинский, М.Ф. Рачинская. Техника лабораторных работ. Ленинград. "Химия". 1982. (Глава 6. Стр. 96 — 97).
[18] В.А. Шапошник. Чистая вода. Соросовский Образовательный журнал, http://www.pereplet.ru/obrazovanie/stsoros/628.html
 [19] В.З. Латыпова. Факторы формирования кислотно-основных свойств природной среды. Соросовский  Образовательный журнал,     http://www.pereplet.ru/obrazovanie/stsoros/1055.html  http://www.pereplet.ru/nauka/Soros/pdf/0007_047.pdf
[20]  Г.А. Богдановский. Химическая экология. Москва. Издательство Московского университета. 1994.
[21]В.В. Добровольский. Химия Земли. Книга для учащихся 9 – 10 классов средней школы. 2-е издание, переработанное. Москва. «Просвещение». 1988.
[22] Метрология,  http://domino.novsu.ac.ru/do/fizika/metrologia.pdf

 Статья не закончена!

 Приложение 1

Приложение 1 из отчета  "Основные результаты международного исследования образовательных достижений учащихся

PISA-2006 " (Москва. 2007):
                                                                             Список российских участников исследования PISA-2006

Министерство образования и науки РФ: Фурсенко А.А., Калина И.И., Реморенко И.М., Тараданова И.И., Самылкина Н.Н.
Федеральная служба по надзору в сфере образования и науки:
Болотов В.А., Шаулин В.Н.., Бархатова Т.А., Соловьев Б.Б.
Институт содержания и методов обучения РАО: Рыжаков М.В., Калинова Г.С., Корощенко А.С., Резникова В.З., Страут Е.К., Нурминский И.И., Логинова О.Б., Барабанов В.В., Дюкова С.Е.
Центр оценки качества образования ИСМО РАО: Ковалева Г.С., Краснокутская Л.П., Краснянская К.А., Красновский Э.А., Смирнова Е.С., Баранова В.Ю., Мельник И.Г., Кошеленко Н.Г., Нурминская Н.В., Воробьева Н.В. В работе также участвовали 45 региональных координаторов.

 

 

Статья не закончена!


 

Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: