Анатолий Краснянский
Программа PISA — международный лохотрон? Аргумент 14:
Ошибки в группе заданий "Парниковый эффект"
Предварительная информация
Лохотрон – это действия или мероприятия, направленные на получение какой-либо выгоды путем обмана. Исходя из этого определения, можно указать два существенных признака лохотрона: 1) получение какой-либо выгоды; 2) наличие обмана.
PISA – Международное тестирование учащихся (PISA, Programme for International Student Assessment) осуществляется Организацией Экономического Сотрудничества и Развития ОЭСР (OECD – Organization for International Cooperation and Development). Испытания проводятся раз в три года, начиная с 2000 года: в 2000, 2003, 2006, 2009, 2012, 2015 и 2018 годах.
Например, программа ПИЗА-2003 осуществлялась консорциумом, состоящим из ведущих международных научных организаций при участии национальных центров и организации ОЭСР.
Руководил работой в 2003 году консорциум Австралийский Совет педагогических исследований (The Australian Council for Educational Research – ACER). В Консорциум входили также следующие организации:
Нидерландский Национальный институт измерений в области образования (Netherlands National Institute for Educational Measurement – CITO);
Служба педагогического тестирования США (Educational Testing Service, ETS);
Японский Национальный институт исследований в области образования (National Institute for Educational Research, NIER);
Американская организация ВЕСТАТ (WESTAT), выполняющая различные исследования по сбору статистической информации [1].
Российский филиал PISA (2003 год):
Министерство образования РФ: Филиппов В.М., Болотов В.А., Киселев А.Ф., Баранников А.В., Иванова С.В., Суматохин С.В., Разумовская О.В.
Институт средств и методов обучения РАО: Рыжаков М.В., Суворова С.Б., Кузнецова Л.В., Корощенко А.С., Резникова В.З., Дюкова С.В., Цыбулько И.П., Нурминский И.И., Нурминский А.И.
Центр оценки качества образования ИСМО РАО: Ковалева Г.С., Красновский Э.А., Краснокутская Л.П., Краснянская К.А., Баранова В.Ю., Кошеленко Н.Г., Нурминская Н.В., Смирнова Е.С.
В 2003 г приняло участие более 250 тысяч 15-летних подростков из 41 страны; в России почти 6 тысяч человек (212 школ) из 46 районов. Каждый ученик должен был за 2 часа письменно ответить на 50-60 вопросов по математике, чтению, естествознанию и решению проблем. Российские школьники заняли 29-31 место по математике, 24 по естественным наукам и по грамотности чтения 32 место [1].
Цель работы. Целью данной и последующих работ является доказательство тезиса: "PISA — международный лохотрон".
Актуальность работы. В течение последних десяти лет в системе образования проводят радикальные реформы ("модернизацию"). "Модернизация" — это разрушение советской системы образования. Для разрушения системы было необходимо убедительное обоснование. Для этого использовали данные программы PISA. Это программа "показала", что наши пятнадцатилетние учащиеся якобы не умеют применять свои знания.
Очень важно, что "модернизаторы", начиная ломать советскую систему образования, проигнорировали факт:
десятки, сотни тысяч наших соотечественников устраивались в странах Западной Европы, в США и в Канаде по специальности. То есть наша (советская) система образования была конкурентноспособной.
Зачем же ее надо было разрушать? Советскую систему образования не надо было уничтожать, ее надо было развивать, совершенствовать.
Следует обратить внимание на то, что руководители в области образования проигнорировали факт, но поверили результатам программы PISA. Объективных (не зависящих от воли и желания) способов "измерения" знаний и умений нет и быть не может (смотрите, например, https://avkrasn.ru/article-192.html ).
Программа PISA является единственным обоснованием для разрушения советской системы образования. В связи с этим очень важно показать, что Программа дает недостоверные результаты по оценке знаний и умений учащихся.
Ректор МГУ имени М.В. Ломоносова академик РАН Виктор Антонович Садовничий и академик РАН Виктор Анатольевич Васильев рассмотрели несколько заданий по математике и естествознанию программы PISA-2003 и подвергли их жесткой критике.
Структура доказательства. Ранее были указны два существенных признака лохотрона: 1) получение какой-либо выгоды; 2) наличие обмана. Обман — умышленное введение в заблуждение. Получение выгоды доказывать не нужно, поскольку работа в программе PISA хорошо оплачивается, недаром в ней (всегда?) участвует верхушка министерства и видные (в смысле — "все время на виду") ученые.
Следовательно, чтобы доказать тезис: "PISA — международный лохотрон" необходимо:
1. Доказать, что программа PISA вводит в заблуждение, то есть не дает объективную информацию о знаниях и умениях учащихся. Для этого достаточно доказать, что 30 % заданий содержат ошибки.
2. Доказать, что деятели программы PISA умышленно ввели в заблуждение сотни миллионов людей, то есть имеет место обман
Анатолий Владимирович Краснянский, кандидат химических наук, старший научный сотрудник МГУ имени М.В. Ломоносова
Системный анализ группы заданий "Парниковый эффект" международной программы PISA-2006
1. Введение
В статье проведен анализ двух заданий из трех группы заданий «Парниковый эффект». (Эта часть статьи не закончена).
2. Что такое парниковый эффект?
2.1. Источник информации: http://www.potomy.ru/school/1403.html
Основным источником энергии, поддерживающим жизнь на Земле, является солнечная радиация — электромагнитное излу¬чение Солнца, проникающее в земную атмосферу. Солнечная энергия поддерживает также и все атмосферные процессы, которые определяют смену сезонов: весна-лето-осень-зима, а также изменения погодных условий.
Около половины солнечной энергии приходится на видимую часть спектра, которую мы воспринимаем как солнечный свет. Эта радиация достаточно свободно проходит через земную атмосферу и поглощается поверхностью суши и океанов, нагревая их. Но ведь солнечная радиация поступает на Землю ежедневно в течение многих тысячелетий, почему же в таком случае Земля не перегревается и не превращается в маленькое Солнце?
Дело в том, что и земля, и водная поверхность, и атмосфера в свою очередь тоже испускают энергию, только уже в несколько иной форме — как невидимое инфракрасное, или тепловое, излучение. [Часть инфракрасного излучения уходит в Космос, а часть остается в климатической системе Земли – Анатолий Краснянский]
В среднем же за достаточно длительное время в космическое пространство уходит ровно столько энергии в виде инфракрасного излучения, сколько ее поступает в виде солнечного света. Таким образом, устанавливается тепловое равновесие нашей планеты. Весь вопрос в том, при какой температуре установится это равновесие. Если бы атмосферы не было, средняя температура поверхности Земли составляла бы минус 23 градуса. Защитное действие атмосферы, поглощающей часть инфракрасного излучения земной поверхности, приводит к тому, что в действительности эта температура (температура поверхности Земли — А.К.) составляет плюс 15 градусов. Повышение температуры — суть следствие парникового эффекта в атмосфере, который усиливается с увеличением количества углекислого газа и водяного пара в атмосфере. Эти газы лучше всего поглощают инфракрасную радиацию.
Похожий процесс в миниатюре происходит в обычной огородной теплице. Роль поглощающих газов здесь выполняет покрывающая ее пленка, прозрачная для солнечного света, но малопрозрачная для направленного вверх теплового излучения почвы.
В последние десятилетия в атмосфере все больше и больше увеличивается концентрация углекислого газа. Это происходит оттого, что с каждым годом увеличиваются объемы сжигания ископаемого топлива и древесины. Вследствие этого средняя температура воздуха у поверхности Земли повышается примерно на 0,5 градуса за столетие. (Это всего лишь гипотеза — А.В. Краснянский). Если нынешние темпы сжигания топлива, а значит, и повышение концентрации парниковых газов сохранятся и в дальнейшем, то, по некоторым прогнозам, в следующем столетии ожидается еще большее потепление климата. (Это тоже гипотеза, основанные на физических моделях климата Земли — А.В. Краснянский).
2.2. Источник информации: Большая Советская Энциклопедия, http://bse.sci-lib.com/article087081.html
Парниковый эффект (оранжерейный эффект) атмосферы, свойство атмосферы пропускать солнечную радиацию, но задерживать земное излучение и тем самым способствовать аккумуляции тепла Землёй. Земная атмосфера сравнительно хорошо пропускает коротковолновую солнечную радиацию, которая почти полностью поглощается земной поверхностью, так как альбедо земной поверхности в общем мало. Нагреваясь за счёт поглощения солнечной радиации, земная поверхность становится источником земного, в основном длинноволнового, излучения, прозрачность атмосферы для которого мала и которое почти полностью поглощается в атмосфере. Благодаря парниковому эффекту при ясном небе только 10 – 20% земного излучения может, проникая сквозь атмосферу, уходить в космическое пространство.
[Альбедо — величина, характеризующая способность тела отражать падающий на него свет. Вычисляется как отношение потока отраженного и рассеянного света к потоку падающего излучения. Альбедо совершенно черного тела равно нулю, альбедо совершенно белого тела равно единице – А.К.].
2.3. Источник информации: В.В. Авдин. Математическое моделирование экосистем. Учебное пособие. Челябинск. Издательство ЮУрГУ. 2004
Механизм парникового эффекта. Атмосфера хорошо пропускает идущее от Солнца коротковолновое излучение [в оптическом диапазоне – А.К.]. Земля, нагреваясь, излучает энергию в длинноволновом инфракрасном диапазоне (длина волны 5 – 100 мкм). В этом диапазоне происходит интенсивное поглощение излучения молекулами воды и углекислого газа, что вызывает разогрев, называемый парниковым эффектом. Молекулы углекислого газа поглощают излучение в диапазоне 12 – 18 мкм. [Молекулы азота (молярная доля в воздухе 0,78) и кислорода (молярная доля 0,21), атомы аргона (молярная доля 0,01) не поглощают излучение с длиной волны 5 – 100 мкм – А.К. ].
2.4. Источник информации: Большая Советская Энциклопедия, http://bse.sci-lib.com/article056216.html
Инфракрасное излучение (фрагменты статьи). Проходя через земную атмосферу, инфракрасное излучение (ИК-излучение) ослабляется в результате рассеяния и поглощения; азот и кислород воздуха не поглощают ИК- излучение и ослабляют его лишь в результате рассеяния, которое, однако, для него значительно меньше, чем для видимого света. Пары воды, углекислый газ, метан, озон и другие примеси, имеющиеся в атмосфере, селективно поглощают ИК-излучение. Особенно сильно поглощает ИК-излучение вода, полосы поглощения которой расположены почти во всей инфракрасной области спектра, а в средней инфракрасной области — углекислый газ.
3. Фрагмент № 1 группы заданий "Парниковый эффект"
Прочитайте текст и ответьте на вопросы
ПАРНИКОВЫЙ ЭФФЕКТ: ДЕЙСТВИТЕЛЬНОСТЬ ИЛИ ВЫМЫСЕЛ?
Живым организмам необходима энергия для жизни. Энергия, поддерживающая жизнь на Земле, приходит от Солнца, которое излучает энергию в космос, так как оно очень горячее. Крошечная часть этой энергии достигает Земли. Атмосфера Земли действует как защитное одеяло, покрывающее поверхность планеты, и защищает ее от перепадов температуры, которые существовали бы в безвоздушном пространстве.
Большая часть излучаемой Солнцем энергии проходит через земную атмосферу. Земля поглощает некоторую часть этой энергии, а другая часть отражается обратно от земной поверхности. Часть этой отраженной энергии поглощается атмосферой. В результате этого средняя температура над земной поверхностью выше, чем она могла бы быть, если бы атмосферы не существовало. Атмосфера Земли действует как парник, отсюда и произошел термин «парниковый эффект». Считают, что парниковый эффект в течение двадцатого века стал более заметным. То, что средняя температура атмосферы Земли увеличилась, является фактом. В газетах и другой периодической печати основной причиной повышения температуры в двадцатом веке часто называют увеличение выброса углекислого газа в атмосферу.
4. Анализ фрагмента № 1
1. Анализ заглавия текста: «Парниковый эффект: действительность или вымысел?» В заглавии сделана ошибка. Парниковый эффект – это научный факт и здесь никаких сомнений быть не может. Есть различия во взглядах ученых на механизм парникового эффекта. В группе заданий «Парниковый эффект» обсуждают гипотезу: «Техногенные выбросы углекислого газа приводят к увеличению средней температуры атмосферы Земли».
2. Анализ фрагмента: "Большая часть излучаемой Солнцем энергии проходит через земную атмосферу. Земля поглощает некоторую часть этой энергии, а другая часть отражается обратно от земной поверхности. Часть этой отраженной энергии поглощается атмосферой. В результате этого средняя температура над земной поверхностью выше, чем она могла бы быть, если бы атмосферы не существовало».
Авторы не поняли суть парникового эффекта. Отражается излучение, которое обладает энергией. Во-первых, в данном случае можно говорить о логической ошибке: подмена понятия: вместо понятия «энергия отраженного излучения» используется неясное понятие «отраженная энергия». Во-вторых, парниковый эффект, по-определению, это нагрев внутренних слоев атмосферы Земли, обусловленный прозрачностью атмосферы для основной части излучения Солнца (в оптическом диапазоне) и поглощением атмосферой теплового (инфракрасного) излучения поверхности Земли, нагретой Солнцем. Отраженное земной поверхностью солнечное излучение практически не поглощается атмосферой. Поэтому при обсуждении парникового эффекта не рассматривается поглощение атмосферой отраженного поверхностью Земли солнечного излучения. Что же рассматривается? Рассматривается поглощение атмосферой инфракрасного излучения, источником которого является нагретая Солнцем поверхность Земли, причем атмосфера не только поглощает инфракрасное излучение, но и сама является источником этого излучения: переизлучает его и вверх (в Космос) и вниз (на Землю) [http://www.boinc.ru/doc/CPDN/CPDN_cl-intro.htm#top]. В-третьих, выражение: «В результате этого средняя температура над земной поверхностью выше, чем она могла бы быть, если бы атмосферы не существовало» содержит логическую ошибку: подмена одного понятия другим. Вместо понятия «средняя температура поверхности Земли» используется понятие «средняя температура над земной поверхностью». Правильно: «В результате этого средняя температура земной поверхности выше, чем она могла бы быть, если бы атмосферы не существовало». Температура – это мера средней энергии частиц, составляющих физическое тело (систему). Если нет тела (атмосферы), то о температуре каких частиц может идти речь? Если бы атмосферы не существовало, то над поверхностью Земли можно было бы найти в основном частицы, входящие в солнечный ветер. Солнечный ветер — непрерывный поток плазмы солнечного происхождения. В состав солнечного ветра в основном входят: протоны (около 6 протонов в кубическом сантиметре с температурой 50000 К) и электроны с температурой 150000 К. Следовательно, если бы не было атмосферы, то над поверхностью Земли были бы частицы с температурой от 50 до 150 тысяч градусов. [Физическая энциклопедия. Том 4. Москва. Научное издательство "Большая Российская энциклопедия". 1994. С. 586 (Статья "Солнечный ветер"].
Авторы группы заданий «Парниковый эффект» не поняли (или не смогли объяснить), что такое парниковый эффект. Естественно, что и учащиеся, прочитав дефектный текст, тоже не поняли суть парникового эффекта. Поэтому при всем желании они не могли понять, почему углекислый газ, которого в воздухе всего 0,035 % (по объему), играет большую роль в парниковом эффекте. По воле авторов задания "Парниковый эффект" учащимся, которым не объяснили суть парникового эффекта, дали задание обсуждать гипотезу: «Техногенные выбросы углекислого газа приводят к увеличению средней температуры атмосферы Земли».
5. Фрагмент № 2 группы заданий "Парниковый эффект"
Школьник по имени Андрей заинтересовался возможной связью между средней температурой атмосферы Земли и выбросами углекислого газа в атмосферу Земли. В библиотеке он нашел следующие два графика. На основе этих двух графиков Андрей сделал вывод, что повышение средней температуры атмосферы Земли действительно происходит за счет увеличения [ежегодных, см. графики – А.К.] выбросов углекислого газа.
6. Анализ фрагмента № 2
С научной точки зрения имеет смысл анализировать связь между средней годовой температурой атмосферы Земли (Тср) и концентрацией углекислого газа в атмосфере. Можно (но не нужно) сопоставлять Тср с суммарным техногенным выбросом CO2 при предположении (которое еще нужно обосновать), что концентрация CO2 в атмосфере в определенный момент времени пропорциональна суммарному техногенному выбросу CO2 на данный момент. Но зачем это делать, когда концентрации углекислого газа (по годам) известны, поскольку измеряются уже в течение 100 лет? Однако сопоставлять среднюю температуру атмосферы Земли и ежегодный (см. графики) выброс техногенного диоксида углерода не имеет смысла. Почему? Потому что такое сопоставление основано на ложной предпосылке: на среднюю температуру атмосферы Земли (Тср) в данном году влияет только выброс газа в данном году. А куда пропал углекислый газ, выпущенный в атмосферу за прошлые годы? Получается так: углекислый газ, поступивший в атмосферу, например, в 1970 году, влияет на Тср в 1970, но не влияет на Тср в 1971 и последующие годы. Следовательно, нет смысла обсуждать вывод Андрея о том, что повышение средней температуры атмосферы Земли происходит за счет увеличения ежегодных (см. графики) выбросов углекислого газа. Более или менее обосновано с точки зрения физики (но не климатологии) другое предположение: причиной увеличения средней температуры атмосферы Земли является повышение концентрации диоксида углерода в атмосфере.
7. Фрагмент № 3 группы заданий "Парниковый эффект"
Вопрос 1.
Каким образом графики подтверждают вывод Андрея?
ОЦЕНКА ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАДАНИЯ
Ответ принимается полностью (трудность – 529) – 1 балл.
Процент учащихся, набравших данный балл: Россия — 49,0; Средний по ОЭСР — 54,0; Максимальный — 75,4 (Гонконг)
Код 11: Указывается на увеличение и (средней) температуры, и выбросов углекислого газа.
1. При увеличении выбросов увеличивается температура.
2. Оба графика идут вверх.
3. Потому что с 1910 г. оба графика начинают возрастать.
4. Температура возрастает при увеличении выбросов CO2.
5. Линии на графиках одновременно идут вверх.
6. Все увеличивается.
7. Чем больше выброс CO2, тем выше температура.
Код 12: Указывается на положительную связь (в общих словах) между температурой и выбросом углекислого газа. [Примечание: Данный код предназначен для определения ответов, в которых учащиеся используют следующую терминологию: «положительная связь», «одинаковая форма» или «прямо пропорциональный»; хотя следующий ниже вариант ответа не является правильным в строгом смысле, он показывает достаточное понимание явления для того, чтобы оценить ответ положительно].
8. Количество CO2 и средняя температура Земли прямо пропорциональны.
9. Они имеют одинаковую форму, что указывает на взаимосвязь.
Ответ не принимается
Код 01 и код 0 (неправильные ответы) не рассматриваются, полный текст заданий смотрите в приложении 1.
Тип вопроса: со свободно-конструируемым ответом
Компетенция: использование научных доказательств
Содержание: естественнонаучные объяснения (знание о науке)
Область применения: окружающая среда
Контекст: глобальный
8. Анализ фрагмента 3
8.1. Анализ вопроса 1. Вопрос 1 основан на ложной предпосылке: «Графики подтверждают, что повышение средней температуры атмосферы Земли происходит за счет увеличения ежегодных выбросов углекислого газа». Не может быть никаких объективных данных, подтверждающих ложную мысль, может быть только неправильная интерпретация этих данных. Поскольку базис первого вопроса – ложное суждение, то вопрос, по определению, является логически некорректным вопросом. А логически некорректный вопрос не имеет правильных ответов. Однако имеет смысл на время отвлечься от этой истины и провести анализ одного правильного (с точки зрения авторов вопроса 1) ответа, который на самом деле являются неправильным.
8.2. Анализ одного из «правильных» ответов. «Правильный» ответ № 8: «Количество CO2 и средняя температура Земли прямо пропорциональны». Про этот ответ авторы пишут (код 12): «Хотя следующий ниже вариант ответа не является правильным в строгом смысле, он показывает достаточное понимание явления для того, чтобы оценить ответ положительно». Ответ «не правильный в строгом смысле», но «он показывает достаточное понимание явления». Согласно авторам заданий международной программы PISA-2006 есть «не правильные в строгом смысле» ответы, но которые они принимают в качестве правильных.
На основании графиков (см. фрагмент № 2) можно построить график, в котором на оси y указаны средние температуры атмосферы Земли, а на оси x – ежегодные выбросы техногенного углекислого газа.
Из этого графика следует, что нет оснований говорить о прямо пропорциональной зависимости между средней температуры атмосферы Земли и ежегодного поступления техногенного диоксида углерода. Ранее уже говорилось, что не имеет смысла сопоставлять Тср и ежегодное поступление диоксида углерода. Этот график сделан только для того, чтобы указать на неприемлемую для современного общества ошибку тех, кто принял ответ № 8 в качестве правильного. Ошибки деятелей программы PISA приучают учащихся к безответственности. Учащиеся, которые утверждали о прямо пропорциональной зависимости, не имели никаких оснований для этого, поскольку «в уме», без конкретных расчетов, за две минуты, отведенные на ответ, невозможно сопоставить Тср и ежегодные выбросы парникового газа, имея в распоряжении только графики, указанные во фрагменте 2. Необходимо учить детей точному мышлению и ответственности за свои ответы. Почему? В науке и в производстве за ответами на вопросы следуют конкретные действия. Безответственность в ответах на вопросы приводит к безответственности в делах. В условиях современного общества это будет приводить к техногенным катастрофам.
9. Фрагмент № 4 группы заданий "Парниковый эффект"
Вопрос 2
Другая школьница, Вика, не согласна с выводом Андрея. Она сравнивает два графика и говорит, что некоторые части графиков не подтверждают его вывод. Какие части графиков не подтверждают вывод Андрея? Приведите пример и объясните свой ответ.
ОЦЕНКА ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАДАНИЯ
Ответ принимается полностью (трудность – 659) – 2 балла.
Процент учащихся, Россия Средний по ОЭСР Максимальный
набравших данный балл 32,9 34,5 54,4 (Япония)
Код 2: Указывается на одну часть обоих графиков, на которых не отмечается одновременного возрастания или убывания. Даются соответствующие пояснения.
10. С 1900 г. по 1910 г. (приблизительно) CO2 увеличивалось, в то время как температура уменьшалась.
11. С 1980 г. по 1983 г. углекислый газ уменьшался, а температура возрастала.
12. Температура в 1880 годы почти не изменяется, а первый график увеличивается.
13. Между 1950 г. и 1980 г. температура не увеличивалась, а выбросы CO2 возрастали.
14. С 1940 г. по 1975 г. температура почти не изменяется, а выбросы углекислого газа резко возрастают.
15. В 1940 г. температура намного выше, чем в 1920 г., а выбросы углекислого газа одинаковые.
Код 1 и код 0 не рассматриваются; полный текст заданий смотрите в приложении 1.
Тип вопроса: со свободно-конструируемым ответом
Компетенция: распознавание и постановка научных вопросов
Содержание: естественнонаучные объяснения (знание о науке)
Область применения: окружающая среда
Контекст: глобальный
10. Анализ фрагмента 4
10.1. Анализ вопроса 2. Необходимо повторить еще раз, что искать связь между средней температурой атмосферы Земли (Тср) и ежегодным выбросом техногенного диоксида углерода не имеет смысла, так как такое сопоставление основано на ложной предпосылке: на Тср в данном году влияет только выброс CO2 в данном году. Получается, что углекислый газ, выпущенный в атмосферу за прошлые годы, либо полностью исчез из атмосферы, либо потерял свои «парниковые» свойства. Ни то, ни другое невозможно. Следовательно, вывод Андрея – ложное суждение.
Вика утверждает, что некоторые части графиков не подтверждают вывод Андрея. Из этого следует, что Вика считает, что есть части графиков, которые подтверждают вывод Андрея, и есть части графиков, которые не подтверждают вывод Андрея.
На основании одних и те же графиков делаются противоречащие друг другу выводы: «правильные» ответы на вопрос 1 (№ 1 – № 9) противоречат «правильным» ответам на вопрос 2 (№ 10 – № 15).
«Правильные» ответы на первый вопрос:
1. При увеличении выбросов увеличивается температура.
2. Оба графика идут вверх.
3. Потому что с 1910 г. оба графика начинают возрастать.
4. Температура возрастает при увеличении выбросов CO2.
5. Линии на графиках одновременно идут вверх.
6. Все увеличивается.
7. Чем больше выброс CO2, тем выше температура.
8. Количество CO2 и средняя температура Земли прямо пропорциональны.
9. Они имеют одинаковую форму, что указывает на взаимосвязь.
«Правильные» ответы на второй вопрос:
10. С 1900 г. по 1910 г. (приблизительно) CO2 увеличивалось, в то время как температура уменьшалась.
11. С 1980 г. по 1983 г. углекислый газ уменьшался, а температура возрастала.
12. Температура в 1880 годы почти не изменяется, а первый график увеличивается.
13. Между 1950 г. и 1980 г. температура не увеличивалась, а выбросы CO2 возрастали.
14. С 1940 г. по 1975 г. температура почти не изменяется, а выбросы углекислого газа резко возрастают.
15. В 1940 г. температура намного выше, чем в 1920 г., а выбросы углекислого газа одинаковые.
Например, рассматривая графики, учащийся делает вывод: «При увеличении выбросов увеличивается температура» (ответ на первый вопрос), а потом, глядя на те же графики, делает другой вывод (ответ на второй вопрос): Между 1950 г. и 1980 г. температура не увеличивалась, а выбросы CO2 возрастали.
11. Фрагмент № 5 группы заданий "Парниковый эффект"
Вопрос 3
Андрей настаивает на своем выводе о том, что повышение средней температуры атмосферы Земли вызывается увеличением выбросов углекислого газа. Но Вика думает, что его вывод чересчур поспешный. Она говорит: «Прежде, чем сделать окончательный вывод, ты должен убедиться в том, что другие факторы, влияющие на парниковый эффект, остаются постоянными». Назовите один из факторов, которые имела в виду Вика.
Тип вопроса: со свободно-конструируемым ответом
Компетенция: естественнонаучные объяснения явлений
Содержание: системы, связанные с Землей и Вселенной (естественнонаучные знания)
Область применения: окружающая среда
Контекст: глобальный
12. Анализ фрагмента 5
Как уже говорилось, не имеет никакого смысла обсуждать связь между средней температурой атмосферы Земли и ежегодным поступлением углекислого газа в атмосферу.
13. Выводы
1. Группа заданий «Парниковый эффект» международной программы PISA-2006 является нагромождением различного рода ошибок.
2. Результаты тестирования учащихся на основании группы заданий "Парниковый эффект" международной программы PISA-2006 не имеют никакой ценности (следствие из пункта 1).
3. Этот опус можно использовать в учебных целях только в следующей формулировке: "Найдите ошибки в группе заданий "Парниковый эффект" (следствие из пункта 1).
Дополнение
О логически некорректных вопросах остроумно высказался немецкий философ И. Кант: «Умение ставить разумные вопросы есть уже важный и необходимый признак ума и проницательности. Если вопрос сам по себе бессмыслен и требует бесполезных ответов, то кроме стыда для спрашивающего, он имеет иногда тот недостаток, что побуждает неосторожного слушателя к нелепым ответам и создает смешное зрелище: один (по выражению древних) козла доит, а другой держит под ним решето».
Анализ заданий международной программы PISA позволяет уточнить выражение древних мудрецов применительно к современности: «Одни козлов доят, других заставляют держать под козлами решето, и весь мир обсуждает результаты этого доения».
Статья не закончена!
Приложение 1
Игорь Мазурин, руководитель отделения “Энергоресурсосбережение” ОКБ-1 Энергетического института им. Г.М. Кржижановского, к.т.н.
Евгений Уткин, помощник руководителя Росгидромета, ответственный секретарь Межведомственной комиссии РФ по проблемам изменения климата
Анатолий Королев, учёный секретарь физического факультета МГУ, к. ф.-м. н.
МРАКОБЕСИЕ ПО КИОТСКОМУ ПРОТОКОЛУ
Источник информации: http://promved.ru/sep_2001_01.shtml (Промышленные ведомости. № 16 — 17. Сентябрь 2001.)
Монреальский протокол по защите озонового слоя оказался пилотной моделью, на которой отрабатывался современный вариант заботы о будущем всего человечества — защите от парникового эффекта.
В постановочной части озоновой проблемы, изложенной в Венской конвенции 1985 г., фреоны были указаны в числе пяти вероятных причин гибели озона. Всего один эксперимент, расписанный в виде вестерна Шароном Роуном в книге “Озоновый кризис”, дал такой “блестящий” результат по поиску виновников. Ими оказались хлорсодержащие фреоны. В первую очередь фреон-12. Увы, этот непонятно как выполненный эксперимент и никем больше не подтверждённый и явился фундаментом Монреальского протокола выпуска 1986 года. Последующие четырнадцать лет мы наблюдаем PR-акцию или информационную агрессию по проблеме, которая нормальной, не политизированной наукой изложена в виде довольно простых зависимостей ещё в 1989 году без всякого упоминания фреонов в качестве причины “дырявости” озонового слоя.
Свыше 10 лет финансовый потенциал стран — участниц Монреальского протокола использовался исключительно для поддержания идеи виновности фреонов в образовании “озоновых дыр”. В 1998 году стало ясно, что это заблуждение мирового масштаба, т. к. стратосферный озон по концентрации неожиданно вернулся на домонреальский уровень и двинулся на дальнейшее увеличение, полностью лишив достоверности версию о влиянии фреонов на образование озоновых дыр. Однако запреты на производство фреонов остались без изменений. Status quo поддерживается уже несколько лет с помощью тех же СМИ, но теперь уже на деньги заинтересованных монополистов — производителей безфреоновых хладагентов, так как средств стран – участниц протокола едва хватает на организационные мероприятия. Понятно, что финансовая поддержка ряженых защитников озона никогда не афишировалась.
Интересна судьба национальных законов в отношении массового применения новых веществ взамен фреонов. Эти ядовитые и взрывоопасные “озонобезопасные” соединения стали очень широко использоваться в качестве рабочих сред для бытовых холодильников и в качестве пропеллентов (спреев). По законам домонреальского периода, по крайней мере в России, это были и есть уголовно наказуемые деяния. После 1987 года за них никого не судили, да и вряд ли смогут, поскольку международные договорённости политиков объявлены выше национальных законов и нормативов по безопасности веществ. В итоге законы по охране прав потребителей и их здоровья не соблюдаются. Для примера: опасные для человека хладагенты с кодом 24-1240 выведены из-под обязательной сертификации постановлением Госстандарта № 5 от 01.10.1998 г. (код хладагентов по Общероссийскому классификатору продукции). Что явилось основанием для такого “смелого” шага и почему сделано это без согласия органов санэпидемнадзора? Взрыв в переходе на Пушкинской площади в Москве со следами интенсивного горения углеводородов является иллюстрацией детонации баллончиков с “озонобезопасными спреями”, а на самом деле заправленными обыкновенным пропан-бутаном. К кому теперь предъявлять претензии? В Монреальский протокол Росссия вступила добровольно, но выйти из него даже при наличии человеческих жертв практически невозможно! Заклюют.
Теперь попробуем посмотреть на Монреальский протокол как на первую ласточку идеи глобализации экономики. Основная цель этого мероприятия – под страхом мировой катастрофы захватить рынки и уничтожить производство хладагентов в странах, конкурирующих с лидером. В качестве иллюстрации: за десять послемонреальских лет выпуск холодильных компрессоров в США вырос на 60%, а в Европе сократился ровно на столько же. Россия ежегодно выпускала около 100 тыс. тонн хладагентов. Теперь она их не выпускает. Результаты впечатляющие.
По схеме Монреальского протокола теперь успешно раскручивается Киотский протокол. Только цель при этом иная: под прикрытием борьбы с парниковым эффектом налаживание торговли виртуальным товаром – выбросами углекислоты. Она образуется, в частности, при выработке электроэнергии (при сжигании углеводородного топлива) в известном соотношении: на 1 кВт.час электроэнергии выбрасывается 0,6 кг углекислоты. Считается, что углекислота якобы и виновна в потеплении климата и только она обеспечивает парниковый эффект. Поэтому, мол, мировой потоп неизбежен, если эту углекислоту мы будем по-прежнему выбрасывать в атмосферу. Перемножив количество углекислоты, выделяемой на каждый кВт.час электроэнергии, получили данные, которые средства массовой информации связывают с темпами роста концентрации СО2 в атмосфере и потепления за последние 100 лет. Результат налицо и прогноз “очевиден”: глобальное потепление и потоп. Причину обозначили через СМИ под видом последних научных открытий. Затем установили размеры санкций за увеличение выбросов СО2 от сжигания углеводородов аналогично запретам Монреальского протокола. Однако версия парника в её модернизированном варианте не выдерживает критики по следующим причинам.
1. Водяных паров в атмосфере Земли в пять — десять раз больше углекислого газа, но удельное поглощение ими энергии Солнца практически идентично. Почему же ни слова о водяных парах в официальной версии Киотского протокола? Это станет ясно чуть позже.
2. Как можно в 2001 году достичь предписанного протоколом уровня выбросов парниковых газов на 5% меньше в сравнении с уровнем 1990 года? Ведь для промышленно развитых стран за 15 лет производство электроэнергии удваивается только потому, что это условие роста валового продукта на уровне лишь 2-3% в год. Это мировая аксиома. Поэтому ни Китай, ни Индия, а теперь и США Киотский протокол не признают.
3. Что такое парниковые газы и каков уровень их воздействия на климат всей планеты? Разве 10 — 500 тыс. тонн любого химически инертного фреона идут в сравнение (а их десятитысячные доли процента) с влагой или углекислотой атмосферы, которых на 7-8 порядков больше? Чтобы уменьшить неприличный разрыв в порядках величин, ввели “расширенное” понятие “времени жизни” газа.
4. Что означает понятие “время жизни” газа в атмосфере, на котором построена вся фискальная часть Киотского протола в отношении промышленно важных газов? Увы, это совсем не то, что подразумевается по здравому смыслу. Это время жизни молекулы на высоте 20-30 км при температуре –70оС, если бы она туда была кем-нибудь занесена. Но туда антропогенная молекула может попасть либо с поверхности Земли, либо из двигателей самолёта. И пока она доберётся до высоты 20-30 км, с ней многократно прореагируют другие, “непромышленные” молекулы, что прекрасно изучено химией атмосферы. И уж если она туда попала и поглощает солнечное тепло, то почему в этой зоне холоднее, чем под и над ней? Но подробной расшифровки понятия “времени жизни” ни в России, ни за рубежом вы не найдёте, как и не существовало в природе методики расчёта потенциала озоновой опасности. Эти величины виртуальные, согласованные с политиками.
Вывод очевиден. Ни в парниковой, ни в озоновой проблемах нет и не может появиться в ближайшее время строгих доказательств истинных причин наблюдаемых эффектов. Ясно, что они не однозначны. А пока эти вероятностные предположения утверждаются голосованием “участников” под прессингом заинтересованных монополистов, т. е. налицо одна только вульгарная политика. Её цели просты: примитивный захват рынков под предлогом заботы о “счастливой жизни будущих поколений”.
Единственным защитным механизмом здесь остаются национальные академии наук и службы санитарного, радиационного и пожарного надзора, которые могут хоть как-то противостоять напору чужого мракобесия, развиваемого по стандартному сценарию: малоизученный физический феномен средствами массовой информации раздувается до уровня мировой катастрофы, которая, по словам принца Чарльза, должна была неминуемо произойти через две исторические минуты. Мощнейший прессинг, в котором участвовали и Маргарет Тэтчер, и Джордж Буш-старший, закончился подписанием Монреальского протокола. Дальнейшие действия по потрошению кошельков стран – участниц протокола ничем не отличаются от обыкновенного грабежа на церковной паперти. Вроде и рядом со святым храмом, и во имя светлого будущего, но — грабёж.
Что может противопоставить аферам государство, не имеющее академии наук, когда речь идёт о научном подлоге? Только мнение парламента, поскольку большинство стран мирового сообщества теперь демократические. При каждом парламентарии есть учёные-эксперты. Однако более 150 стран ратифицировали Монреальский протокол. Парламент каждой страны был первым барьером, но он был блестяще пройден озоновой мафией благодаря СМИ. Наличие учёных-экспертов не гарантировало от принятия ложных решений. Второй барьер крылся в законах, регламентирующих санитарное благополучие населения. В России таких законов было несколько. Но М. Горбачёв ввел расширенное понятие экологии, которое всё запутало до абсурда. Всё это вместе привело к печальным результатам: Монреальский протокол мы подписали, в России третья по объёму выпуска хладагентов в мире отрасль была уничтожена, рабочие места были утрачены, рынки захвачены, политическая игра проиграна. Можно считать убытки и прогнозировать социальный взрыв по Чижевскому.
Значит, парламент для мистификации — не преграда. Поэтому нужен закон, который ещё до парламента поставит преграду аферам типа монреальской. Суть его может кратко сводиться к простой мысли – предотвращение климатических изменений на планете на современном этапе знаний о климате может быть пока только предметом международных деклараций, но не договоров с обязательственной частью, т. к. договор при заблуждениях любого из партнёров бессмыслен, а климатические расчёты принципиально недостоверны и во всех случаях носят только вероятностный характер из-за больших погрешностей и наших скромных знаний.
Основной задачей любого государства является защита своей конституции, гражданского и трудового права. На примере Монреальского протокола отчётливо видно, что первой мишенью глобализации является взламывание основ суверенитета той или иной страны через принятие ею международных обязательств, противоречащих национальному законодательству. В частности, речь идёт о замене в Конституции России приоритета человека на приоритет озонового слоя. Это свершившийся факт. Его последствия выражаются в отмене запретов на использование ядовитых веществ в промышленности и в быту. Кроме того, налицо многомиллиардные финансовые потери России из-за утраты внутренних и внешних рынков и потери рабочих мест по причине уничтожения целых отраслей промышленности. Такова экономическая цена глобализации, полученная благодаря раскручиванию маховика Монреальского протокола, научным фундаментом которого стала ошибочная гипотеза, обернувшаяся глобальной аферой.
Сегодня вместо озоновой “опасности” миру навязывается парниковая, которую также ставят выше приоритета человека. Под угрозой мирового потопа обывателю через средства массовой информации уже надёжно вбита идея о вреде парниковых газов. Наука безмолвствует по причине своей нищеты и отсутствия собственных СМИ. В этом случае если международные обязательства вновь ставятся выше национальных законов, то далее всё будет как при Монреальском протоколе, но уже с запретом выработки электроэнергии на тепловых электростанциях.
В итоге Россия по Киотскому протоколу зимой будет вырабатывать электроэнергию прямым преобразованием солнечной энергии или энергии ветра в условиях своих приполярных районов и полярной ночи. Этот абсурд вполне соответствует целям уменьшения выбросов СО2. Однако мало кто вспоминает о реальном потенциале этих видов энергии. В общем объёме вырабатываемой сегодня энергии их доля не превышает 2%. Поэтому рекомендации по поводу этих “чистых” видов энергии пока не более чем шутка.
Итак, если бы удалось вернуться к 1987 году, какие условия надо было оговорить России при заключении Монреальского протокола, учитывая, что принятие обязательств по международному договору не должно противоречить Конституции России и приоритет человека безусловен?
Для договоров о глобальных изменениях климата необходимы три условия.
1. Наличие строгой научной доказанности конкретного вида техногенного влияния человека на климат в масштабе планеты, т. е. при гарантированном условии отсутствия заблуждения.
2. Наличие международного законодательства по порядку ответственности за последствия от ложных доктрин климатического характера или целевого введения в заблуждение партнёра или всего мирового сообщества.
3. Научные доказательства должны быть получены каждой страной (или группой стран) самостоятельно за счёт собственных научных исследований, опять же чтобы исключить заблуждения.
В климатологии эпоха получения достоверных данных в XXI столетии вряд ли наступит, несмотря на потрясающие успехи информационных технологий. Достоверная картина климата Земли пока ещё не по карману мировому сообществу. Государства, не имеющие собственной научной школы по обсуждаемым вопросам, могут быть только наблюдателями климатологических договоров или участниками деклараций. Поэтому действия договоров могут распространяться только на территории стран в исследованных регионах Земли, причем только на основе их добровольного согласия. Любые экономические санкции стран-участниц за невыполнение договоров могут распространяться только на непосредственных их участников.
Законодательные основы ответственности за ущерб, наносимый лжепророками от климатологии, требуют разработки. Их сложность заключается в том, что каждый конкретный человек живёт в законодательных рамках своего государства, которое по экологическим вопросам имеет законодательную базу, не противоречащую международному праву (в России — в соответствии со ст.15 Конституции). Однако не следует исключать и тот факт, что экология как понятие по российскому законодательству входит в раздел санитарного благополучия населения.
Поэтому озонобезопасные, но при этом ядовитые или взрывоопасные вещества можно всё-таки запретить после их взрыва или отравления ими и затем не пускать в Россию в соответствии с реакцией общественного мнения. Но до момента “наглядной иллюстрации” возможностей углеводородов или новых “озонобезопасных” хладагентов, особенно фторпроизводных трёхкомпонентных смесей, не регламентированных по значениям предельно допустимой концентрации в них вредных веществ и почему-то по решению Госстандарта выведенных в категорию несертифицируемых, пока непонятно, к кому направлять иск частного пользователя кондиционера или холодильника, содержащих подобные хладагенты.
Обратная связь утрачена и человек беззащитен, а транснациональные монополии никогда в России ни за что не отвечали, т. к. пока даже нет законодательства на этот счёт. Эти законы ещё надо создать, чтобы однозначно связать риск за последствия от климатических ошибок с авторами и виновниками ошибочных версий и проводниками этих милых “заблуждений”.
Позиция России по отношению к Киотскому протоколу пока не отличается самостоятельностью, характерной для периода до 1989 года, когда глава советской делегации проф. В. М. Захаров усомнился в научной состоятельности хлорной версии озонового кризиса. Английская газета “Дейли Стар” 7.3.89 заявила, что “СССР отказался сократить на 100% выпуск своих ХФУ(хлорфторуглеродов) и надеется на новые научные обсуждения в августе”. Тогда “зелёный” принц Чарльз и “железная леди” Маргарет Тэтчер принудили Советский Союз подписать монреальские документы по запретам на производство ХФУ. Это при том, что климатолог проф. В. М. Захаров хотел немногого: “Мы готовы предпринимать любые совместные шаги, которые будут научно обоснованными”. Сегодня в роли В. М. Захарова по Киотскому протоколу оказался Дж. Буш-младший. В своём письме от 13 марта 2001 года он довольно просто аргументировал несостоятельность этого договора:
— договор не имеет характера глобального документа, т. к. государства, не принимающие его обязательств, занимают 80% территории Земли;
— сенат США проголосовал против подписания договора (голосование 95:0), который экономике страны может принести серьёзные убытки;
— СО2 по закону США не является загрязнителем воздуха;
— произойдёт повышение отпускной цены электроэнергии, и пострадают интересы американских граждан;
— данные по предмету договора находятся в “состоянии незавершённого научного знания о причинах потепления”.
Пока ответная реакция Европейского сообщества аналогична реакции 1989 года, однако есть и существенное отличие. Сейчас Евросоюз готов и без США, но с Россией и Японией ввести в действие Киотский договор. И дело здесь не в потеплении, а в деньгах, которые потекут из России и развивающихся стран в Евросоюз. Если по состоянию на 1997 год суммарные убытки США от запрета фреонов составили 150—200 млрд. долларов, то убытки Европы оценивались в 45—50 млрд. долларов.
Прогноз убытков по Киотскому протоколу также известен. За уменьшение выбросов в размере 310—390 млн. тонн СО2 (от “превышающей” выработки электроэнергии) дополнительные ежегодные инвестиции США должны составить 50—90 млрд. долларов. Налицо более высокий уровень расходов на “заботу” о будущих поколениях. Выбор таков: либо плати, либо замораживай производство электроэнергии. Последствия такого замораживания для стран с нехолодным и нежарким климатом могут оказаться ничтожными, особенно для стран со значительной долей выработки электроэнергии на атомных станциях. В первую очередь для Франции. Атомные электростанции углекислоты не выбрасывают, но в равной мере с тепловыми станциями загрязняют атмосферу излишним водяным паром из бассейнов-охладителей. Вот почему среди парниковых газов не упоминают пары воды, хотя есть и другие причины.
Приполярные или тропические страны, расположенные на больших территориях, по Киотскому протоколу в этой климатической рулетке могут оказаться в ловушке из-за непрогнозируемого изменения погоды, вызванного очередным изменением активности Солнца. Поэтому Китай и Индия отказались играть в Киотскую рулетку, поскольку за каждые 1000 кВт.час электроэнергии, выработанной сверх обязательств десятилетней давности, придётся платить 50 долларов на поддержание армии международных чиновников. Для России, производящей на АЭС и ГЭС около 33% электроэнергии, вступление в Киотский протокол может обернуться удвоением её отпускной цены в самое ближайшее время.
В добавление к аргументам Дж. Буша-младшего, прозвучавшим 13 марта 2001 года, с учётом условий России можно добавить ещё и такие:
— в Киотском протоколе не предусмотрен механизм ответственности за последствия международных ограничений при производстве тепла централизованными системами теплоснабжения России, работающми в экстремальных условиях Севера и Дальнего Востока, энергетику территорий которых нельзя приравнивать к европейским системам;
— система учёта и составления энергетических балансов быстро окажется инструментом экономической и военной разведки других государств, поскольку данные по энергетике наиболее полно характеризуют потенциал любой страны, и предоставлять их во вне в неискажённом виде может только ребёнок или иностранный агент — разведчик;
— в условиях нашей страны, территориально на 60% расположенной за Полярным кругом и имеющей несколько крупных городов и промышленных предприятий в зоне вечной мерзлоты и полярной ночи, подписание Киотского протокола будет означать снятие с обязанности государства конституционных гарантий по обеспечению жизненных условий для миллионов граждан России и перепоручение этих обязанностей “мировому сообществу”. А оно, судя по тексту протокола, очень хочет торговать квотами на выбросы СО2 и совсем не намерено заботиться об участи жителей северных районов России;
— при любом развитии событий необходимо обозначить предельно допустимую величину удорожания электроэнергии за счёт неизбежных нарушений правил игры в “парниковую опасность” и штрафов для России, поскольку иных экономических целей у Киотского протокола нет. При этом величина удорожания должна быть выражена в доле от среднестатистической зарплаты потребителя каждой страны-участника Киотского протокола.
Киотский протокол, если он будет подписан Россией, потребует изменения энергетической политики государства в сторону увеличения доли атомной энергетики и гидроэнергетики, не связанных с выбросами СО2. Но самое главное последствие подписания Киотского соглашения для России будет состоять в необходимости быстрого перевода теплоснабжения от централизованного к автономному. Объём затрат при этом окажется колоссальным.
В отношении логики Монреальского и Киотского протоколов очевидно противоречие, состоящее в том, что мировое сообщество пошло на замену фреона-12 “озонобезопасным” фреоном-134а, совершенно не обратив внимания на энергетическую неэффективность замены: энергопотребление фреона-134а в сравнении с фреоном-12 на 15—25 % больше. К чести разработчиков новых холодильных машин с “озонобезопасным” фреоном им удалось сгладить в них потери и практически сравнять энергопотребление старых и новых холодильных агрегатов.
Но если учесть невиновность фреона-12 в озоновом “эффекте”, прояснившуюся после 1998 года, то возврат реабилитированного фреона-12 в новые конструкции холодильных агрегатов даст гарантированную экономию энергопотребления не менее 10—15%. Для официальной цели Киотского протокола это гигантский шанс. Для России этот ход будет означать возврат рабочих мест и восстановление прежнего производства хладагентов, а для мирового сообщества — окончание озонового мракобесия, которое длилось около 15 лет. Итак, в любом случае пришло время смены декораций.
Игорь МАЗУРИН, руководитель отделения “Энергоресурсосбережение” ОКБ-1 Энергетического института им. Г.М. Кржижановского, к.т.н.
Евгений УТКИН, помощник руководителя Росгидромета, ответственный секретарь Межведомственной комиссии РФ по проблемам изменения климата
Анатолий Королев, учёный секретарь физического факультета МГУ, к. ф.-м. н.
Приложение 2
(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.