2.2 Методические рекомендации и инструкции по решению заданий международного исследования PISA
Естественнонаучная грамотность

Пример 1. Группа заданий «ПАРНИКОВЫЙ ЭФФЕКТ»
Прочитаите 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 существовала. 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.
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 выбросов углекислого газа.
Вопрос 4: 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:
1) ответ принимается полностью:
Указывается на одну часть обоих графиков, на которых не отмечается одновременного возрастания или убывания. Даются соответствующие пояснения.
•	 1900 г. по 1910 г. (приблизительно) CO2 увеличивалось, в то время как температура уменьшалась.
•	С 1980 г. по 1983 г. углекислый газ уменьшался, а температура возрастала.
•	Температура в 1880 годы почти не изменяется, а первый график увеличивается.
•	Между 1950 г. и 1980 г. температура не увеличивалась, а выбросы CO2 возрастали.
•	С 1940 г. по 1975 г. температура почти не изменяется, а выбросы углекислого газа резко возрастают.
•	В 1940 г. температура намного выше, чем в 1920 г., а выбросы углекислого газа одинаковые.
2) ответ принимается частично:
Называется правильный интервал времени, но пояснения не даются.
•	 1930-1933.
•	 до 1910 г.
Называется только один год (а не период времени), дается приемлемое пояснение.
•	 В 1980 г. выбросы уменьшились, а температура продолжала возрастать.
Указывается на различие между двумя кривыми без упоминания периода времени.
•	 В некоторых частях температура возрастает даже при уменьшении выбросов.
•	 Раньше были незначительные выбросы, но тем не менее была высокая температура.
•	 Когда график 1 постоянно возрастает, а график 2 не возрастает, он остается без изменений.
•	 Потому что вначале температура все же высокая, а выбросы углекислого газа очень низкие.
Указывается на неровность одного из графиков.
•	 Около 1910 г. температура вначале уменьшилась, а затем в определенное время увеличивалась.
•	 На втором графике наблюдается уменьшение температуры атмосферы Земли в течение небольшого периода до 1910 г.
Указывается на различие в графиках, но пояснения недостаточные.
•	В 40-х годах была жара, а углекислого газа было немного.
Тип вопроса: Свободно-конструируемый ответ.
Компетенция: Использование научных доказательств.
Содержание: Научное объяснение (Знания о науке).
Область применения: Окружающая среда.
Контекст: Глобальный.
Уровень сложности: 4 и 5 уровень.

Вопрос 5: 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.

Оценка выполнения:
Ответ принимается полностью:
Указывается фактор, связанный с энергией или излучением Солнца.
•	Тепловое излучение Солнца или возможное изменение положения Земли.
•	Энергия, отраженная от Земли (предполагается, что под словом «Земля» ученик понимает поверхность земли, а не саму планету).
Указывается фактор, связанный с отдельными компонентами природы земли или с загрязнением окружающей среды.
•	Водяные пары в воздухе.
•	Облака.
•	Вулканические извержения.
•	Загрязнение атмосферы (газ, топливо).
•	Количество выхлопных газов.
•	Фреоны.
•	Количество автомобилей.
Тип вопроса: Свободно-конструируемый ответ.
Компетенция: Научное объяснение явлений.
Содержание: Системы, связанные с Землей и Вселенной (естественнонаучные знания).
Область применения: Окружающая среда.
Контекст: Глобальный.
Уровень сложности: 6 уровень.

Пример 2. Задание «ОДЕЖДА»
Прочтите текст и ответьте на вопросы.
Группа британских ученых разрабатывает «умную» одежду, которая поможет детям с отклонениями в развитии «заговорить». Ребенка, одетого в жилет из уникального электротекстиля, который подсоединен к синтезатору речи, можно будет понять просто по его постукиванию по чувствительной к прикосновению ткани.
Материал сделан из обычной ткани, переплетенной содержащими уголь волокнами, которые могут проводить электрический ток. При надавливании на ткань, сигнал, проходящий через волокна-проводники, усиливается, и компьютерный элемент может определить место прикосновения на ткани. Этот элемент может управлять любым подсоединенным к нему электронным устройством, размеры которого не превысят двух спичечных коробков.
«Главное заключается в том, как мы переплетаем ткань и передаем через нее сигналы: мы можем вплести специальные волокна в уже существующие рисунки тканей так, что вы этого не заметите», - говорит один из ученых.
Не повредив материал, его можно стирать, наматывать вокруг предметов или складывать. Ученый говорит также, что материал можно запустить в дешевое массовое производство.

Вопрос 1: Можно ли качества материала, о которых говорилось в тексте, проверить с помощью научного эксперимента в лаборатории?
Обведите «Да» или «Нет».

Материал можно	Может ли качество материала быть проверено с помощью научного эксперимента в лаборатории?	

стирать, не повредив его 	Да / Нет	
наматывать вокруг предметов, не повредив его 	Да / Нет	
складывать, не повредив его 	Да / Нет	
запустить в дешевое массовое производство 	Да / Нет	

Тип вопроса: Комплексный выбор ответа.
Компетенция: Распознавание и постановка научных вопросов.
Содержание: Естественнонаучные исследования (знания о науке).
Область применения: «Связь естествознания и технологии».
Контекст: Социальный.
Уровень сложности: 4 уровень.

Пример 3. Группа заданий «МЭРИ МОНТЕГЮ»
Прочитайте газетную статью и ответьте на следующие за ней вопросы
ИСТОРИЯ ВАКЦИНАЦИИ
Мэри Монтегю была красивой женщиной. Она выжила после заболевания натуральной оспой в 1715 году, но вся ее кожа была покрыта рубцами. В 1717 году, когда она жила в Турции, она наблюдала метод, названный прививкой, который там обычно использовался. Он состоял в том, что на коже здоровых молодых людей делали царапину и вносили в нее слабую форму вируса натуральной оспы, после чего они заболевали, но в большинстве случаев болезнь протекала в легкой форме.
Мэри Монтегю была так убеждена в безопасности прививки, что она разрешила сделать прививку своим сыну и дочери.
В 1796 году Эдвард Дженнер использовал прививки родственной болезни, коровьей оспы, чтобы вырабатывать антитела против натуральной оспы. По сравнению с прививкой от натуральной оспы эта прививка имела меньшие побочные эффекты, и человек после прививки не заражал других. Этот способ стали называть вакцинацией.
Вопрос 2: От какого рода заболеваний можно делать людям вакцинацию?
A) От наследственных заболеваний, как гемофилия.
B) *От заболеваний, которые вызываются вирусами, как полиомиелит.
C) От заболеваний, связанных с нарушениями функций организма, как диабет.
D) От любых заболеваний, от которых нет лекарства.
Тип вопроса: С выбором краткого ответа.
Компетенция: Научное объяснение явлений.
Содержание: Системы, связанные с Землей и Вселенной (естественнонаучные знания).
Область применения: Здоровье.
Контекст: Социальный.
Уровень сложности: 2 уровень.

Вопрос 4: По какой причине детям и пожилым людям особенно рекомендуется делать прививки против гриппа? Укажите одну из причин.
Оценка выполнения:
Ответ принимается полностью:
Ответы, в которых упоминается, что у детей и/или пожилых людей более слабая иммунная система по сравнению с другими людьми, или что-то подобное.
•	У этих людей меньшая сопротивляемость к заболеванию.
•	Молодые и пожилые не могут побороть болезнь так же легко, как остальные.
•	Они, скорее всего, подхватят грипп.
•	Если они заболеют гриппом, то у этих людей последствия будут хуже.
•	Потому что организмы детей и пожилых людей слабее.
•	Старые люди чаще заболевают.
Тип вопроса: Свободно-конструируемый ответ.
Компетенция: Научное объяснение явлений.
Содержание: Системы, связанные с Землей и Вселенной (естественнонаучные знания).
Область применения: Здоровье.
Контекст: Социальный.            Уровень сложности: 3 уровень.

Пример 4. Задание «ФИЗИЧЕСКИЕ УПРАЖНЕНИЯ»
Систематические, но умеренные физические упражнения полезны для нашего здоровья.

Вопрос 3: В чем польза систематических физических упражнений? Обведите «Да» или «Нет» для каждого утверждения.

Полезны ли систематические физические упражнения?	Да или Нет	
Физические упражнения полезны для профилактики заболеваний сердца и сосудистой системы 	Да / Нет	
Физические упражнения приводят к правильному питанию 	Да / Нет	
Физические упражнения помогают избежать лишнего веса 	Да / Нет	
Тип вопроса: С выбором ответа «Да/Нет».
Компетенция: Научное объяснение явлений.
Содержание: Системы, связанные с Землей и Вселенной (естественнонаучные знания)
Область применения: Здоровье.
Контекст: Личностный.
Уровень сложности: 1 уровень.

Пример 5. Группа заданий «ВЫМИРАНИЕ ДИНОЗАВРОВ»
Для объяснения вымирания динозавров, которое произошло примерно 65 миллионов лет назад, были выдвинуты две гипотезы.

Гипотеза A (столкновение с астероидом) 	Гипотеза B (извержения вулканов) 	
Динозавры исчезли, потому что громадный астероид столкнулся с Землей. В результате столкновения начались пожары и выбросы облаков пыли и сажи. Затем последовал длительный период темноты, который привел к тому, что существование растений стало практически невозможным. 	Динозавры исчезли потому, что произошло много сильных извержений вулканов. В результате извержений начались пожары, и выбросы облаков пыли и сажи. Затем последовал длительный период темноты, который привел к тому, что существование растений стало практически невозможным 	

Ученые, проводя исследования по этим двум гипотезам, обнаружили три следующих факта.

Факт 1	Факт 2	Факт 3	
От удара астероида около 65 миллионов лет назад вблизи Мехико образовался огромный кратер. 	В горных породах, образовавшихся 65 миллионов лет назад, очень высокий уровень содержания иридия. Элемент иридий редко встречается на поверхности Земли, но в то же время находится ниже поверхности Земли, в ее мантии. Также его находят в астероидах. 	Около 65 миллионов лет назад образовались слои сажи. Эти слои обнаружили на Земле в разных местах. Сажа образуется, когда горят леса. 	

Вопрос 1: Какую из гипотез подтверждает каждый из этих трех фактов? Обведите «А» (Столкновение с астероидом), «В» (Извержения вулканов) или «Обе» (обе гипотезы) в каждой строке.

Факт	Какую гипотезу подтверждает этот факт? 	
1. Образование кратера	А / В / Обе	
2. Иридий в горных породах	А / В / Обе	
3. Слои сажи	А / В / Обе	

Тип вопроса: С выбором краткого ответа.
Компетенция: Использование научных доказательств.
Содержание: Знания о науке.
Область применения: Связь естествознания и технологии.
Контекст: Глобальный.
Уровень сложности: 3 уровень.
Вопрос 3: Так как динозавры вымерли, их можно обнаружить только в виде ископаемых остатков. Верны или неверны следующие утверждения об ископаемых остатках? Обведите «Верное» или «Неверное» напротив каждого утверждения.

Верны ли следующие утверждения об ископаемых остатках?	Верное или Неверное	
Были найдены остатки ископаемых растений, которые жили до вымирания динозавров 	Верное / Неверное	
Можно найти ископаемые остатки видов, которые живут в настоящее время 	Верное / Неверное	
Процесс формирования на Земле ископаемых остатков в настоящее время не происходит 	Верное / Неверное	

Тип вопроса: С выбором ответа «Да/Нет».
Компетенция: Использование научных доказательств Содержание: Естественнонаучные знания.
Область применения: Связь естествознания и технологии.
Контекст: Глобальный.
Уровень сложности: 3 уровень.

Вопрос 4: Чтобы получить более точное представление о среде обитания и экологии Земли в прошлом, геологи изучают горные породы и ископаемые остатки. Некоторые из возможных находок ученых и сделанных ими выводов приведены ниже в таблице.
Следует ли каждый вывод из соответствующих находок? Обведите «Да» или «Нет» для каждого вывода.

Находки	Можно ли сделать следующие выводы?	Да или Нет?	
В осадочных породах прибрежных зон найдены отпечатки следов разных видов динозавров 	Когда-то на этой территории жили разные виды динозавров 	Да / Нет	
На территории были обнаружены нефть и каменный уголь 	В прошлом на этой территории проходила интенсивная вулканическая деятельность 	Да / Нет	
На вершинах горной системы найдены окаменелые остатки морских моллюсков 	Горы возникли в результате поднятия дна моря, вызванного движениями плит земной коры 	Да / Нет	

Тип вопроса: С выбором ответа «Да/Нет».
Компетенция: Распознавание и постановка научных вопросов.
Содержание: Естественнонаучные знания.
Область применения: Связь естествознания и технологии.
Контекст: Глобальный.
Уровень сложности: 2 уровень.

Пример 6. Группа заданий «ПОЛЕЗНЫЕ ВИБРАЦИИ»
Прочитайте статью из журнала и ответьте на вопросы.
Исследователи установили, что у студентов, которые слушали музыку в наушниках более двух часов в день и посещали дискотеки хотя бы один раз в неделю, слуховая чувствительность снижалась в среднем на 10 децибел. Особенно у них ухудшалось восприятие звуков с частотами от 3 до 6 кГц. Люди могут слышать звуки в диапазоне частот от 20 Гц (0,02 кГц) до 15 кГц, и мы наиболее восприимчивы к звукам с частотами от 1 до 6 кГц. «Эти частоты жизненно важны, потому что они делают речь понятной», - говорит профессор РонХоу, изучающий слуховые механизмы.
Уши человека могут определить направление, откуда приходит звук. Чтобы лучше понять это явление, профессор Хоу изучает особенности восприятия звука маленькими мухами, Ormiaochracea. Эти мухи откладывают свои яйца на сверчках. «Сверчки производят звуки с частотами от 2 до 7 кГц, и мухи точно настроены на восприятие этих звуков», - говорит Хоу. «Для мухи недостаточно просто сказать: «Ага, сверчок где-то здесь». Она должна найти в окружающем пространстве одного невидимого сверчка». В своей лаборатории Хоу построил специальную клетку с динамиками на концах, из которых могут раздаваться трели сверчков. Он наблюдает за поведением мух, когда раздаются звуки из динамиков.
Вопрос 2: В строках 3 и 4 говорится о том, что наибольшее ухудшение слуха у студентов наблюдается в диапазоне от 3 до 6 кГц. Почему ухудшение слуха, особенно в этом диапазоне, может быть проблемой?
Оценка выполнения:
Ответ принимается полностью:
Указывается на то, как важно слышать разборчивую речь и понимать ее.
•	Потому что этот уровень шумов соответствует диапазону человеческой речи.
•	Потому что это диапазон речи человека.
•	Они могут не услышать человеческую речь.
•	Это означает, что они будут хуже слышать и не разберут, о чем речь.
•	Они не услышат, о чем говорит учитель.
Тип вопроса: Со свободно- конструируемым ответом.
Компетенция: Научное объяснение явлений.
Содержание: Естественнонаучные знания.
Область применения: Здоровье.
Контекст: Личностный.
Уровень сложности: 3 уровень.

Вопрос 4: В строках 14-16 описан эксперимент профессора Хоу. Какую основную цель ставил профессор Хоу, наблюдая за поведением этих мух?
Оценка выполнения:
Ответ принимается полностью:
Говорится о том, что мухи ориентируются на звук или имеют органы слуха, определяющие направление звука, или дается ответ, включающий одно из этих положений.
•	Мухи летят на звук и могут точно найти источник звука.
•	Мухи летят на звук сверчков.
•	Он проверял, будут ли мухи привлечены звуком сверчков.
•	Чтобы видеть реакцию мух, когда звуки сверчка передаются из разных направлений.
Говорится о том, что профессор Хоу проводил эксперимент, для того чтобы понять, как люди могут определить направление, откуда приходит звук.
•	Как человеческое ухо может определить направление, откуда приходит звук.
•	Он хочет выяснить, как человеческий слух определяет направление звука.
Тип вопроса: Со свободно- конструируемым ответом.
Компетенция: Научное объяснение явлений.
Содержание: Естественнонаучные знания.
Область применения: Здоровье.
Контекст: Личностный.
Уровень сложности: 4 уровень.