В четырех сосудах содержится по одному литру перечисленных

Анатолий  Краснянский

Единый государственный экзамен (2003): дефекты типовых тестовых заданий по химии

Педагогические науки. 2004. № 4. С.21-24. М. Издательство “Вестник+”
 

Введение

    Единый государственный экзамен в форме всеобщего тестирования –   эксперимент над школьным образованием проводят уже четвертый год.   Теоретикам и организаторам различного рода реформ, инноваций и модернизаций полезно напомнить, что при “старой” системе образования     страна одержала победу в самой большой войне в мировой истории, создала современные технологии, в том числе ядерные и космические. Традиционный экзамен – социальное и культурное наследие, которое сохранялось (и сохранится!) в течение длительного времени. Замена традиционного экзамена на централизованное тестирование требует обоснования, как, впрочем, требует обоснования любая идея и любое конструктивное действие. Один из законов традиционной логики формулируется так: “Всякая истинная мысль должна быть достаточно обоснованной”. Речь идет об обосновании истинных мыслей; ложные же мысли (идеи) доказать нельзя. Обоснование – нахождение убедительных оснований (аргументов) для принятия некоторого положения или решения. Принимать решение – это делать выбор между разными способами достижения поставленной цели на основании сравнения их возможных следствий. Структура сравнительного обоснования [1]: “Лучше принять A, чем B, в силу C”,   где С – совокупность аргументов. Эксперимент основан на утверждении: “Централизованное тестирование лучше традиционного экзамена”. Где опубликовано и существует ли вообще системное обоснование этого утверждения? Системный подход к принятию решений сформулировал Л.Н. Толстой [2]: “Всякий предмет осматривай со всех сторон. Всякое деяние осматривай со стороны его вреда и его пользы. При всяком деянии рассматривай, сколькими способами оно может быть сделано и который из этих способов лучший. Рассматривай причины всякого явления и могущие от него быть следствия”.

   По-видимому, оптимизм экспериментаторов зиждется лишь на том, что с каждым годом все больше школьников сдают ЕГЭ: “В прошлом году – миллион, а в этом – два!” Но расширение масштабов эксперимента не является доказательством. Анализ педагогической литературы показывает, что многие специалисты критически относятся к ЕГЭ в форме всеобщего тестирования. Не совсем о успешности (пользы). Как и в случае ядерных аварий, губительные последствия реформ в образовании могут проявляться только через 10 – 25 лет. 

   Анализ педагогической литературы показывает, что многие специалисты критически относятся к ЕГЭ в форме всеобщего тестирования. Не совсем ясно, какие именно знания, умения и навыки измеряют “измерительные материалы” (тесты), насколько “объективным” является централизованное тестирование, как (конкретно!) эта “объективность” обеспечивается. Методика определения итогового количества баллов, по остроумному выражению авторов статьи [3],    остается “страшной военной тайной” Центра тестирования. Идет четвертый год эксперимента (ЕГЭ), но до сих пор не выполнено необходимое условие для проведения любого экзамена: не подготовлены экзаменационные задания высокого качества. В частности,     экзаменационные   задания по   химии (2001, 2003) содержат различного рода погрешности [3,4].        

      В данной статье обсуждаются химические ошибки, неточности и некоторые другие (но не все!) дефекты в типовых вариантах тестовых заданий (тестах) единого государственного экзамена 2003 года по химии. Эти тесты опубликованы в виде учебного пособия [5]. Сборник содержит 10 вариантов (10 тестов), каждый из вариантов – 30   заданий, ответы на все задания и   подробные решения одного из вариантов. Первая часть каждого варианта включает 16 простых заданий А1 – А16 с выбором ответа. Вторая часть варианта включает 5 заданий А17 – А21 с выбором ответа, 7 заданий В1 – В7 с ответом в виде целого числа и два задания С1, С2 с ответом в произвольной форме.

Ошибки и неточности в типовых тестовых заданиях

1.     Логически некорректный вопрос

  7-В5. Сколько литров кислорода надо добавить к 50 л оксида азота(II), чтобы полученная смесь имела такую же плотность, как аммиак (при одинаковых условиях). Предпосылка вопроса – ложное суждение: “Такую смесь можно приготовить”.Вопрос, основанный на ложном суждении  – это логически некорректный вопрос.  Логически некорректные вопросы (задачи) не имеют приавильных (истинных) ответов [6].   (Примечание: 7-В5 означает вариант 7, задание В5).

2. При правильном решении задачи получается “неправильный” ответ

   9-В5. Средняя молекулярная масса воздуха – 29 г/моль. Сколько молекул азота приходится на одну молекулу кислорода в воздухе?

   Ответ авторов: 3. Этот ответ ученик получит исходя из предположения, что   воздух состоит только из азота и кислорода. Из системы уравнений: 28a1 + 32a2 = 29, a1 + a2 =1, следует, что   a1/a2 = 3. Отношение объемных долей газов a1/a2   равно отношению числа молекул этих газов в смеси, то есть N1/N2 = 3 (“правильный” ответ). Однако хорошо подготовленный выпускник может вспомнить, что воздух содержит около 1 % аргона (объемная доля a3 = 0,01). В этом случае он составит систему уравнений: 28a1+ 32a2 + 40a3 = 29, a1+a2 +a3 = 1, из которой получит, что a1/a2 = 3,7 и даст “неправильный”, с точки зрения составителей тестов, ответ (в виде целого числа): N1/N2 = 4. Он может также вспомнить, что объемные доли азота и кислорода в воздухе равны соответственно 0,78 и 0,21 (a1/a2 = N1/N2 = 3,7) и опять получит “неправильный” ответ: N1/N2 = 4.

3. Некорректные формулировки заданий

   1-А15. В четырех сосудах содержится по одному литру перечисленных ниже веществ с концентрацией 1 моль/л. Укажите, в каком растворе содержится больше всего ионов: 1*) K2SO4(звездочкой здесь и далее отмечены правильные ответы – А.К.); 2) KOH; 3) H3PO4; 4) C2H5OH.  

   В первом предложении пропущено слово “растворов”. Следует читать: “… по одному литру растворов“. Сильному ученику, в отличие от слабого, сложнее преодолеть противоречивую   информацию:   1) 1 л K2SO4 (?),   2) концентрация K2SO4    1 моль/л. Такая же погрешность допущена в вопросе 6-А15.                                                

   5-А9. Вещество X может реагировать с метилбензолом, но не реагирует с    бензолом. Какое это вещество? 1) H2; 2) Cl2; 3) CH3Cl; 4*) KMnO4.     Правильная формулировка: “Раствор вещества X…”. Хорошо известно, что после смешивания (при 20 оС) перманганата калия (в виде кристаллического порошка) с глицерином полученная смесь вскоре самовозгорается. Смеси перманганата калия с органическими веществами могут даже взрываться [7]. Поэтому перманганат калия (порошок) при определенных условиях будет реагировать как с метилбензолом, так и с бензолом. Аналогичная погрешность допущена и в задании 6-А7.            

   1-А20. В колбе объемом 10 л содержится 50,8 г газообразного I2, 128 г HI и 0,5 г H2. Рассчитайте константу равновесия   H2(г)+ I2(г)<–>  2HI(г), выраженную через молярные концентрации.

   Авторы не указывают, что система находится в равновесии, но требуют рассчитать константу равновесия. Хорошо знающий химию ученик может подумать, что в этой неопределенности есть какой-то непонятный ему смысл. Аналогичная погрешность в тестах 3-А20, 7-А20, 9-А20. 

   5-А20. В колбе объемом   10 л    установилось    химическое    равновесие H2(г) + I2(г)<–> 2HI(г). Равновесная концентрация иодоводорода [HI] = 0,2 моль/л. Как изменится скорость обратной реакции, если в колбу добавить 128 г HI? Обратную реакцию можно считать элементарной. 

   Точная формулировка: “Как изменится скорость обратной реакции в первые моменты времени после введения в колбу 128 г HI?” При быстром введении иодоводорода концентрация HI резко возрастает и, следовательно, возрастает скорость обратной реакции, но затем, согласно принципу Ле Шателье-Брауна, концентрация HI начнет снижаться до тех пор, пока в системе снова не установится равновесие, но уже при других равновесных концентрациях всех участвующих в процессе компонентов. Аналогичные погрешности имеют задания: 6-А20, 8-А20, 10-А20.

   6-А11. Укажите пару веществ, которые смешиваются друг с другом в любых отношениях: 1) H2O, NaOH;   2*) H2O, C2H5OH; 3) H2O, Br2; 4) C6H6, NaCl.

   При смешивании веществ образуется смесь веществ, эта смесь может быть как гомогенной (однородной), так и гетерогенной системой. Точная формулировка: “Укажите пару веществ, которые смешиваются друг с другом в любых отношениях с образованием однородной системы“.

   9-А14.  Авторы считают (судя по ответу на задание), что наличие сероводорода в загрязненном воздухе можно установить с помощью реакции H2S + Pb(NO3)2 = PbS(осадок) + HNO3. Можно, но не нужно. Это задание противоречит здравому смыслу. Дело в том, что для обнаружения  H2S в воздухе не имеет смысла проводить какие-либо химические реакции. Органы обоняния человека, расположенные в задней части полости носа, позволяют обнаружить наличие сероводорода даже при очень низкой (меньше предельно допустимой) концентрации в воздухе. Задание 9-А14 лучше сформулировать так: “Концентрацию сероводорода в воздухе можно определить с помощью реакции…”. Можно, но нелегко: проведение аналитических реакций при  очень низких концентрациях веществ (ПДК – предельно допустимая концентрация  H2S в воздухе 0,008 мг/м3) связано с большими трудностями.       

   3-А14. Авторы уверены (судя по ответу на задание), что наличие фтороводорода в загрязненном воздухе можно установить с помощью реакции 4HF + SiO2 = SiF4 + 2H2O. Как можно обнаружить присутствие HF в воздухе, если реакция HF (газ) с диоксидом кремния протекает медленно (даже при повышенной температуре), тетрафторид кремния – бесцветный газ, а ПДК  HF в воздухе 0,005 мг/м3?  

4. Ошибка в термине

   5-А2. Кристалл поваренной соли состоит из… 1) молекул NaCl; 2) молекул Na и Cl2; 3*) ионов Na+ и Cl-; 4) атомов натрия и хлора, соединенных полярными ковалентными связями. Ответ 2) следует сформулировать так: атомов Na и молекул Cl2.

5. Случайные ошибки и дефекты, присущие тестовым заданиям

   4-А15.В этом задании указаны несуществующие в природе ионы AlOH+(вместо AlOH2+)   – случайная ошибка.    

   2-А14. При пропускании избытка оксида серы(IV) через известковую воду (раствор гидроксида кальция) происходит реакция… 1)Ca(OH)2 + SO2 = CaSO3+ H2O; 2*) Ca(OH)2 + 2SO2 = Ca(HSO3)2 + H2O; 3) Ca(OH)2+ SO2 = CaSO4+ H2­; 4) Ca(OH)2+ 2SO2+ H2O = Ca(HSO4)2+ H2­.  Ошибку авторов в   в уравнении 2*  можно считать случайной ошибкой. Отметим, что уравнения 3) и 4) – это ложная информация. Из четырех уравнений два не соответствуют реальным процессам. Ложная информация в виде химических уравнений, не отражающих реальные процессы, содержится также в заданиях: 2-А8, 3-А8, 4-А14, 5-А14, 6-А14, 7-А14, 7-А15, 8-А14, 10-А14. Ложная информация (дефект тестовых заданий) наносит вред школьникам, сдающим ЕГЭ.

6. Ошибки авторов [5]   при операции: “Указать правильный ответ”

   Авторы сборника тестов [5]сделали подробный разбор первого варианта. Они правильно ответили на ими же составленные задания (что неудивительно), но ошиблись при указании ответов  на задания: 1-А8 [3) вместо 4)], 1-А20 [1) вместо 2)], 1-В6 [4 г/моль вместо 282 г/моль]. Таким образом, операция: “указать правильный ответ в тесте”, как невольно доказали сами авторы тестов (!), может быть источником ошибки в каждом десятом задании и это – в комфортных условиях! Школьник, в отличие от авторов [5], во время выполнения заданий находятся в стрессовом состоянии, выполняет задания в одиночку, при этом никто его ответы не редактирует. Таким образом, ЕГЭ сам по себе является источником случайных ошибок, причем, в отличие от традиционного экзамена, ЕГЭ в форме автоматизированной проверки заданий не отличает случайную ошибку при обозначении правильного ответа в тестовом задании, от неправильного (по существу) ответа.    

 Выводы

   1. Тестовые задания по химии ЕГЭ содержат химические ошибки и неточности, причем нет тенденции (2001 – 2003) к повышению качества тестов. 2. Можно ожидать, что хорошо знающим химию ученикам труднее, чем слабым ученикам, преодолевать неточности в формулировках заданий.     3. ЕГЭ, в отличие от традиционного экзамена, не является видом учебно-познавательной деятельности. Он наносит вред ученикам, так как задания содержат большое количество ложной информации. 4. ЕГЭ в форме автоматизированной проверки заданий не отличает случайную ошибку –  неправильное обозначение истинного ответа в задании, от ложного ответа.      

Литература

[1] А.А. Ивин, А.Л. Никифоров. Словарь по логике. М.: “Владос”. 1998.  

[2] Л.Н. Толстой. Правила для развития обдуманности.

[3] В.В. Загорский, Е.А.Менделеева, Н.И. Морозова. Как мы “поиздевались” над нашими школьниками. Химия в школе. № 3. 2002.

[4] Ошибки в заданиях ЕГЭ (2003): httr://www.chem.msu.su/rus/school/ege-errors/.html.

[5] О.Н. Рыжова, Е.А. Еремина. Единый государственный экзамен. Химия. Типовые тестовые задания: Учебно-практическое пособие. Под общей ред. Н.Е. Кузьменко.   М.: “Экзамен”. 2003.

[6]   Ю.В. Ивлев. Логика. М.: “Проспект”. 2002.

[7] Химическая энциклопедия. Том 2. М. 1990.