примеры заданий по ФГ. примеры заданий по фг. Методические рекомендации по использованию заданий из открытых банков заданий по формированию всех компетенций естественнонаучной грамотности. Задания сгруппированы по предметам, внутри каждого предмета по темам, а внутри каждой темы по видам деятельности
 Скачать 6.06 Mb.
|
|
Тема «Световые явления» Комплексное задание «Цветовое зрение у животных» Из всех существующих чувств цветовое зрение труднее всего поддается изучению. Убедительно доказать, что какое-либо животное обладает цветовым зрением, можно с помощью тщательных опытов с условными рефлексами. Ученые провели большую серию экспериментов, в которых разные животные, для того чтобы получить пищу, должны были поднимать крышки ящиков, окрашенных в красный и серый цвет одинаковой яркости (пищу всегда клали в ящик красного цвета). Результаты этих опытов показали, что, например, золотистые хомячки с одинаковой вероятностью открывали 87 крышки обоих ящиков, тогда как обезьяны уже после нескольких дней четко узнавали ящик с кормом. Задание 1 Какие выводы можно сделать на основании проведенного исследования? Выберите из перечня все верные утверждения. 1. Обезьяны обладают таким же цветовым зрением, что и человек. 2. Золотистые хомячки видят окружающий мир в сером цвете. 3. Обезьяны различают красный и серый цвета, но не различают зеленый цвет. 4. Золотистые хомячки не отличают красный цвет от серого. 5. Цветовое зрение у животных различается. Ответ: 4, 5 Выбраны два верных элемента ответа 2 балла Выбран только один верный элемент ответа, и другие элементы не выбраны 1 балл Даны другие ответы, или ответ отсутствует 0 баллов Задание 2 Достаточно забавный эксперимент был проведен с пингвинами. На краю колонии пингвинов на белом снегу расположили кучи белых и красных камешков. Камешки показались пингвинам очень удобным материалом для гнезд, и они начали перетаскивать камешки к своим подругам. Однако пингвины не любят далеко ходить за камешками и используют любую возможность, чтобы украсть их у своих соседей. В результате камни медленно передвигались по колонии пингвинов по мере того, как их выкрадывали из одного гнезда и перекладывали в другое. Экспериментаторы 88 заметили, что красные камешки продвинулись дальше белых, и сделали вывод, что пингвины белому цвету предпочитают красный. Является ли вывод экспериментаторов достаточно обоснованным? Ответ поясните. Возможный ответ Вывод не является обоснованным. Белые камешки на белом снегу практически неразличимы. Этим может объясняться предпочтительный выбор пингвинами красных камешков Дан верный ответ, и приведено пояснение 1 балл Даны другие ответы, или ответ отсутствует 0 баллов Контекст комплексного задания «Цветовое зрение у животных» посвящен описанию результатов исследований цветового зрения у золотистых хомячков, обезьян и пингвинов. Это пример межпредметного контекста (физика и биология), так как вопросы, связанные с особенностями зрения, в разных аспектах изучаются в школьном курсе как физики, так и биологии. Приведенные примеры заданий, связанных с освоением компетенции «понимание особенностей естественно-научного исследования», одинаково успешно могут использоваться в учебном процессе как учителем физики, так и учителем биологии. Задание 1, среднего уровня сложности, проверяет сформированность умения делать выводы по представленным результатам исследования, а задание 2, высокого уровня сложности, – умения оценить способ проведения исследования, надежность данных и достоверность объяснений. 89 Примеры и характеристики комплексных заданий для 9-го класса Тема «Механические колебания и волны» Комплексное задание «Прогноз землетрясений» Некоторые виды природных катастроф в значительной мере поддаются прогнозу: начало извержения вулканов, время прихода и высота волны цунами. Для землетрясений прогноз пока получить не удается. В результате систематизации данных был установлен ряд типичных явлений, которые могут служить оперативными предвестниками землетрясений. К ним относятся форшоки, аномальные атмосферные явления, изменения уровня грунтовых вод и их химического состава, беспокойное поведение животных. Созданная система наблюдений фиксирует рост числа слабых землетрясений, которые предшествуют сильному землетрясению (форшоковая активность). В сочетании с другими явлениями форшоковая активность может служить оперативным предвестником крупных землетрясений. Так, например, Китайское сейсмологическое бюро на этом основании начало эвакуацию миллиона человек за день до сильного землетрясения в 1975 году. Хотя половине крупных землетрясений предшествуют форшоки, из общего числа небольших землетрясений форшоками являются только 5–10%. Это часто порождает ложные предупреждения. Задание 1 Из предложенных ниже отрывков научных статей о землетрясениях выберите те, в которых идет речь об аномальном изменении грунтовых вод, предшествующем землетрясению. Запишите номера, которыми они обозначены. 1. Обычно считается, что гипоцентры землетрясений группируются у границ литосферных плит и границ блоков, составляющих плиты. Вопрос 90 о том, что представляют собой эти границы, в частности какова их геометрия, до конца не выяснен. 2. Результаты исследований подтверждают, что тревожный признак в изменениях уровня воды в скважинах относится к полезным предвестникам землетрясений. Но с учетом его относительно невысокой эффективности использование этого признака для оценки сейсмической опасности возможно только в комплексе с другими сейсмопрогностическими данными. 3. Перед Чуйским землетрясением местами на поверхности почвы внезапно появились множественные ключи, из которых стала достаточно быстро поступать вода. 4. В настоящее время накоплен обширный материал по прогнозам возникновения сильных землетрясений на полуострове Камчатка и прилегающих территориях. Насчитывается более тридцати методик предсказания землетрясений, авторы которых направляют свои прогнозы в Камчатский филиал Российского экспертного совета по прогнозу землетрясений, оценке сейсмической опасности и риска. Ответ: 2, 3 Выбраны два верных элемента ответа 2 балла Выбран только один верный элемент ответа, и другие элементы не выбраны 1 балл Даны другие ответы, или ответ отсутствует 0 баллов Задание 2 17 января 1995 года в Кобе (Япония) произошло крупное землетрясение силой 7,3 балла по шкале Рихтера. В течение некоторого времени до землетрясения измерялась концентрация ионов хлора в подземных водах (см. рисунок). 91 Какое из перечисленных в тексте явлений в данном случае можно считать предвестником землетрясения? Ответ обоснуйте. Возможный ответ Аномальное изменение химического состава воды. Согласно графику перед землетрясением наблюдался аномальный рост концентрации ионов хлора в подземных водах Дан верный ответ, и приведено пояснение. 1 балл Даны другие ответы, или ответ отсутствует 0 баллов Задание 3 В 1975 году китайским специалистам удалось предсказать сильное хайченгское землетрясение силой 7,3 балла и спасти жизни тысяч жителей Хайченга. 4 февраля 1975 года, в 14 часов, после серии слабых толчков – возможных форшоков – была объявлена общая тревога, людей вывели из зданий, а в 19 часов 36 минут последовал сильнейший толчок, разрушивший 90% всех сооружений города. Однако в дальнейшем для ряда аналогичных случаев тревога, объявляемая сейсмологами при наличии серии слабых землетрясений, оказывалась 92 ложной. Является ли это доказательством того, что слабые землетрясения не предшествуют сильным? Ответ поясните. Возможный ответ Нет, не является. Согласно статистике слабые толчки только в 5–10% случаев являются форшоками Дан верный ответ, и приведено пояснение 1 балл Даны другие ответы, или ответ отсутствует 0 баллов Контекст комплексного задания «Прогноз землетрясений» строится по содержательному блоку «Процессы и явления в неживой природе», относится к ситуации, рассматривающей проблемы глобального значения, и включает ряд заданий. Задание 1 (средний уровень сложности) направлено на проверку умений распознавать предположения, аргументы и описания в научно-популярных текстах (компетенция «интерпретация данных и использование научных доказательств для получения выводов»). Задания 2 и 3 высокого уровня сложности относятся к компетенции «понимание особенностей естественно-научного исследования». При выполнении задания 2 учащиеся должны проанализировать результаты исследований, представленные в виде графика, и сделать соответствующие выводы. Задание 3 проверяет сформированность умений оценить способы, которые используются для обеспечения надежности данных и достоверности объяснений. Тема «Излучение света» Комплексное задание «Светодиоды» С развитием электротехники традиционная лампа накаливания перестает быть единственным вариантом для освещения жилья. На смену ей пришли сначала люминесцентные, а затем и светодиодные (LED) источники света. 93 На рисунке представлен спектр излучения для светодиода в сравнении с солнечным спектром и лампой накаливания. Светодиодные лампы – энергоэффективные, яркие, безопасные для окружающей среды. Светодиоды относятся к полупроводниковым устройствам и способны давать световой поток разного спектра – с преобладанием синего спектра или красного с желтым. Цвет излучения ламп характеризуется цветовой температурой, которая имеет широкий диапазон: 1) до 2800 К – теплый желтый свет с красным оттенком (аналогичен лампам накаливания небольшой мощности); 94 2) 3000 К – теплый белый свет с желтым оттенком; 3) 3500 К – естественный нейтральный белый свет; 4) 4000 К – холодный белый (хорошо освещает пространство, подходит для кухни, офисов, кабинетов); 5) 5000–6000 К – дневной свет (очень яркий, подходит только для производственных помещений); 6) 6500 К и выше – холодный дневной с голубоватым оттенком (применяется в больницах, технических помещениях, при фото- и видеосъемке). При покупке лампы на упаковке можно увидеть указание на фактическую мощность (потребляемую электрическую мощность) и эквивалентную мощность (мощность излучения). В таблице указаны мощности для светодиодных ламп, имеющих эквивалентную мощность излучения с указанными лампами накаливания. Лампа накаливания, Вт Светодиодная лампа, Вт 20 2–3 40 4–5 60 6–10 75 10–12 100 12–15 150 18–20 200 25–30 Задание 1 Выберите все верные утверждения о лампах освещения. 1. Лампы накаливания относятся к энергоэффективным лампам. 2. Лампа накаливания дает линейчатый спектр излучения, а светодиодная 95 лампа – сплошной спектр излучения. 3. Максимум излучения в спектре светодиода определяется цветовой температурой. 4. По интенсивности излучения светодиодная лампа мощностью 20 Вт соответствует лампе накаливания примерно в 150 Вт. Ответ: 3, 4 Выбраны два верных элемента ответа 2 балла Выбран только один верный элемент ответа, и другие элементы не выбраны 1 балл Даны другие ответы, или ответ отсутствует 0 баллов Задание 2 Зелено-голубая часть спектра оказывает положительное воздействие на выживаемость и размеры личинок рыб, ускоряет темп роста молоди, улучшает общее физиологическое состояние особей. Какую из светодиодных ламп, спектры которых представлены на рисунке, лучше использовать для аквариума? Ответ поясните. 96 Возможный ответ Лампу 1, которая характеризуется более холодным светом. Интенсивность излучения в сине-зеленой части спектра для лампы 1 больше, чем для лампы 2 Дан верный ответ, и приведено пояснение 1 балл Даны другие ответы, или ответ отсутствует 0 баллов Задание 3 Для операционной необходимо выбрать лампу с холодным светом и мощностью излучения, соответствующей лампе накаливания не менее чем 150 Вт. Напряжение в сети 220 В. В таблице представлены характеристики некоторых светодиодных ламп. Какая из ламп (1–4) в наибольшей степени соответствует предъявляемым требованиям? В ответе укажите номер лампы. № Напряжение, В Мощность, Вт Цветовая температура, К 1 170–265 10 3500 2 170–265 15 4000 3 200–240 20 6500 4 200–240 25 2700 Ответ: 3 Выбран верный ответ 1 балл Даны другие ответы, или ответ отсутствует 0 баллов Контекст комплексного задания «Светодиоды» строится по содержательному блоку «Техника и технологии в быту», относится к ситуации, рассматривающей проблему, которая может иметь личностную или местную / региональную локализацию. 97 Задание 1 низкого уровня сложности в рамках компетенции «научное объяснение явлений» проверяет умение применять естественнонаучные знания, полученные при осмыслении информации контекста, для анализа ситуации или проблемы. Задания 2 и 3 среднего уровня сложностиотносятся к компетенции «интерпретация данных и использование научных доказательств для получения выводов». Задание 2 направлено на проверку умений анализировать и интерпретировать данные, представленные в виде графика, сопоставлять графическую и вербальную информацию для решения указанной в задании проблемы. При выполнении задания 3 учащиеся должны продемонстрировать умение находить и анализировать необходимые данные, представленные в виде таблицы. Химия Химические знания – это неотъемлемая часть естествознания. Они отражают сложный комплекс отношений человек – вещество – жизнь и далее вещество – материал – практическая деятельность. Формирование в сознании обучающихся химической картины мира обеспечивает выработку научного мировоззрения, культуры мышления и поведения, что является основной целью общего образования. Важный аспект химического образования – это прикладная составляющая химической науки. Система общего образования направлена на овладение обучающимися химическими знаниями в объеме, необходимом для повседневной жизни. При определении содержания в исследовании PISA применяется получивший признание современный подход, который основан на использовании понятий «грамотность» и «компетентность». Рассмотрим на примерах заданий PISA подходы к формированию естественнонаучной 98 грамотности на уроках химии, развитию компетентности в области применения химических знаний. Примеры заданий PISA по курсу 8-го класса Темы «Соли: классификация, номенклатура, способы получения»; «Свойства солей» Задание «Малахитовая шкатулка» Все, кто видел изделия из малахита, согласятся, что это один из красивейших поделочных камней. Уникальными по красоте и размеру произведениями искусства из малахита могут считаться колонны у алтаря Исаакиевского собора, а также Малахитовый зал в Эрмитаже, на отделку которого пошло две тонны малахита. Малахит известен с античных времен, а его название происходит от греческого malache – ʻмальваʼ, так как цвет малахита напоминает ярко- зеленые листья этого растения. Состав малахита несложен – (CuOH) 2 CO 3 . В кристаллическом виде малахит встречается редко, а сами кристаллы имеют небольшие размеры и разнообразную форму: сфероидную, столбчатую, пластинчатую, игольчатую. Как и для всех карбонатов, для малахита характерна реакция с кислотами. Так, с соляной кислотой (HCl) малахит легко вступает в реакцию, при этом на поверхности происходит шипение и вспенивание. Аналогично могут протекать реакции и с другими кислотами. Если же нагреть малахит выше 200 ºС, то он почернеет, так как образуется порошок оксида меди(II), при этом одновременно выделяются пары воды и углекислого газа. Обратная 99 реакция приводит к образованию патины – зеленоватого налета, такого же, как на поверхности медных и бронзовых изделий, которые, например, находят при археологических раскопках. Задание 1 К какому классу неорганических соединений относится вещество, составляющее основу малахита? 1. Основание. 2. Кислота. 3. Соль. 4. Оксид. Для поиска решения этого задания обучающиеся должны: знать, что существует множество неорганических веществ, которые подразделяются на классы; уметь характеризовать состав и свойства веществ, относящихся к основным классам неорганических соединений; уметь записывать простейшие уравнения химических реакций. Для того чтобы правильно классифицировать предложенные соединения, необходимо иметь представление об особенностях строения каждой группы веществ, которых всего четыре. Это оксиды, кислоты, основания и соли. Обучающимся необходимо создать объяснение, указав несколько причинно- следственных связей. Ход рассуждения может быть таким: 1. По названию «карбонат» можно определить, что данное вещество относится к классу солей. 2. Средние соли состоят из катионов металла (или аммония) и анионов кислотных остатков; кислые соли, кроме катионов металла, содержат катионы водорода и анион кислотного остатка; основные соли в своем 100 составе содержат гидроксид-анионы. Следовательно, (CuOH) 2 CO 3 – это основная соль. 3. В виде доказательства нужно выбрать объяснение, наиболее полно отражающее описанный в задании процесс: «Как и для всех карбонатов, для малахита характерна реакция с кислотами. Так, с соляной кислотой (HCl) малахит легко вступает в реакцию, при этом на поверхности происходит шипение и вспенивание». Все карбонаты взаимодействуют с кислотами с выделением углекислого газа, например: CaCO 3 + 2НСl = CaCl 2 + H 2 O + CO 2 ↑ Ответ: 3 Выбран верный ответ 1 балл Другие ответы или ответ отсутствует 0 баллов Таким образом, при работе с этим заданием школьники учатся интерпретировать данные и делать соответствующие выводы. Задание 2 Используя приведенное в тексте описание, составьте уравнение реакции разложения малахита. В данном задании обучающимся необходимо продемонстрировать умение находить информацию в тексте и составлять уравнение этой реакции: «Если же нагреть малахит выше 200 ºС, то он почернеет, так как образуется порошок оксида меди(II), при этом одновременно выделяются пары воды и углекислого газа». В этом задании известны исходные вещества и продукты реакции, необходимо лишь расставить коэффициенты в уравнении реакции. Правильный ответ: (CuOH) 2 CO 3 = 2CuO + H 2 О + CO 2 Составлено верное уравнение реакции 1 балл Другие ответы или ответ отсутствуют 0 баллов 101 Задание 3 Можно ли из малахита сделать фольгу или проволоку, как, например, из металлов? Свой ответ аргументируйте с позиции физических свойств этих материалов. Предложите опыт, который бы подтвердил физические свойства малахита. Это задание направлено на составление прогноза на основании предложенного объяснения процесса. Начинаем анализировать. Во-первых, известно, что малахит чувствителен к нагреванию и неустойчив по отношению к кислотам. При нагревании до 200 °C малахит плавится с разложением. Продуктом разложения будет оксид меди. Во-вторых, медь получают из медных руд и минералов. Основные методы получения меди – электролиз, пирометаллургический и гидрометаллургический. Сама процедура обработки медной руды – это многоступенчатый и очень сложный процесс, который включает большое количество реакций. В-третьих, с позиции физических свойств малахит имеет твердость 3,5–4, то есть является хрупким минералом, сделать фольгу или проволоку из него не получится. Возможный ответ Ответ: нельзя. Обоснование: малахит хрупкий, или малахит не пластичный. Приводится вариант опыта для подтверждения свойств малахита: можно либо ударить по малахиту (он расколется так как хрупкий), либо нагреть (он не расплавится, а разложится) Дан верный ответ, который аргументирован хотя бы одним свойством малахита; предложено описание опыта 2 балла Дан верный ответ, который аргументирован хотя бы одним свойством малахита, или предложено описание опыта. ИЛИ ответ неверно аргументирован. 1 балл Другие ответы или ответ отсутствует 0 баллов 102 Задание 4 Почему малахит часто используют для оформления помещений и практически не применяют для наружной отделки зданий? В этом задании обучающимся необходимо применить естественно- научные знания для анализа описанной ситуации. Малахит часто используют для оформления помещений, так на протяжении двух столетий самоцвет почитался как символ могущественного Российского государства. Русские императоры XVIII–XIX веков украшали свои покои малахитом, а декоративные сувениры из камня преподносили в дар монархам других государств. Но малахит практически не применяют для наружной отделки зданий, так как он, как и все карбонаты, реагирует с кислотами, поэтому при выпадении осадков в виде кислотных дождей возможно его постепенное разрушение или ухудшение качества поверхности. Возможный ответ Ответ: под воздействием факторов окружающей среды малахит легко разрушается. Малахит, как и все карбонаты, реагирует с кислотами, поэтому при выпадении осадков в виде «кислотных дождей» возможно его постепенное разрушение или ухудшение качества поверхности Дан верный ответ и приведено пояснение 1 балл Другие ответы или ответ отсутствует 0 баллов Задание 5 Приведите примеры изделий, на которых можно увидеть патину. Учитывая свойства малахита, предложите способ удаления патины с поверхности изделий. Данное задание предполагает владение способностью анализировать и объективно оценивать жизненные ситуации, связанные с химией, навыками безопасного обращения с веществами, используемыми в повседневной 103 жизни. В результате у обучающихся должно быть сформировано умение использовать и анализировать контексты, предлагаемые в условии комплексных заданий. Также в данном задании необходимо выдвинуть гипотезу для проведения научного исследования, предложить и оценить способ, который используется для обеспечения надежности данных и достоверности объяснений. Ход рассуждения может быть таким: 1. Из текста задания известно, что патина – зеленоватый налет, он образуется на поверхности медных и бронзовых изделий, которые, например, находят при археологических раскопках. Любой материал, кроме золота и платины, в какой-то мере взаимодействует с кислородом и влагой в воздухе. В некоторых случаях эффект проявляется очень быстро (например, ржавление железа), в других – процесс растягивается на долгие годы, как в случае зеленой патины на меди, патины серебряной, то есть чернения, и так далее. 2. Для удаления патины изделие можно обработать раствором кислоты, так как малахит (основной компонент патины) растворяется в кислоте. Возможный ответ Ответ: бронзовые памятники или медные монеты. Для удаления патины изделие можно обработать раствором кислоты, так как малахит (основной компонент патины) растворяется в кислоте Названо одно изделие и приведён способ удаления патины 2 балла Названо одно изделие ИЛИ приведён способ удаления патины 1 балл Другие ответы или ответ отсутствует 0 баллов |