ข้อสอบPISA วิทยาศาสตร์

สถานการณณ์

ในพื้นที่ทะเลทรายที่แห้งแล้งและร้อนจัด พืชหลายชนิด เช่น กระบองเพชร สามารถปรับตัวเพื่อความอยู่

รอดได้อย่างน่าทึ่ง นักวิทยาศาสตร์พบว่ากระบองเพชรมีลักษณะเฉพาะ เช่น ใบที่เปลี่ยนเป็นหนาม เพื่อลดการสูญเสีย

น้ํา และมีรากที่ขยายออกเพื่อดูดซึมน้ําในบริเวณกว้างอย่างไรก็ตาม ในช่วงฤดูฝน น้ําที่มาพร้อมกับพายุสามารถเกิด

การสะสมเป็นแอ่งน้ําได้ชั่วคราว พืชในทะเลทรายจะต้องปรับตัวให้ใช้ประโยชน์จากน้ําอย่างรวดเร็วก่อนที่มันจะระเหย

น้องๆ อย่าง Nora และ Noah คิดว่าใบของกระบองเพชรที่เปลี่ยนเป็นหนามมีบทบาทสําคัญอย่างไรต่อการอยู่รอดในทะเลทราย?

• เพิ่มการระเหยน้ําจากใบเพื่อควบคุมอุณหภูมิ

• ลดการสูญเสียน้ําจากพืชในสภาพแวดล้อมที่แห้งแล้ง

• ป้องกันการเข้าทําลายของสัตว์ที่กินพืช

• เพิ่มการสังเคราะห์แสงให่มีประสิทธิภาพมากขึ้น

สถานการณ์

Abigail และ Aiden กำลังทดลองปลูกต้นถั่วในสองสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกัน:

• ต้นถั่ว A ได้รับแสงแดดเต็มที่และรดน้ำวันละครั้ง

ต้นถั่ว B ถูกปลูกในที่ร่มและรดน้ำสองวันครั้ง
หลังจาก 2 สัปดาห์ พวกเขาพบว่า ต้นถั่ว A เติบโตสูงกว่าและใบมีสีเขียวเข้ม ในขณะที่ ต้นถั่ว B เติบโตช้าและมีใบสีเหลืองอ่อน

ข้อใดเป็นปัจจัยสำคัญที่ส่งผลต่อการเจริญเติบโตของต้นถั่ว A มากกว่าต้นถั่ว B ?

• ปริมาณแสงแดด

• ปริมาณน้ำที่รด

• คุณภาพดินที่ปลูก

• อุณหภูมิของสภาพแวดล้อม

สถานการณ์

ในห้องทดลองของโรงเรียน นักเรียนกลุ่มหนึ่งที่มีชื่อว่า Arjun, Jackson และ Sophia กำลังสนุกกับการทดลองเพื่อศึกษาการละลายของน้ำตาลในน้ำ โดยพวกเขาเตรียมแก้วน้ำ 3 ใบ ดังนี้

แก้วที่ 1 ใส่น้ำเย็น (10 °C) แก้วที่ 2 ใส่น้ำอุณหภูมิห้อง (25 °C) แก้วที่ 3 ใส่น้ำร้อน (60 °C) จากนั้นพวกเขาใช้ช้อนคนและสังเกตเวลาที่น้ำตาลละลายหมดในแต่ละแก้ว

คำถาม 

จากการทดลองนี้ น้ำตาลจะละลายในน้ำที่อุณหภูมิใดได้เร็วที่สุด?

• น้ำเย็น (10 °C)

• น้ำอุณหภูมิห้อง (25 °C)

• น้ำร้อน (60 °C)

• ละลายได้เท่ากันทุกอุณหภูมิ

สถานการณ์

หมีขั้วโลก(Polar Bear) เป็นสัตว์ที่อาศัยอยู่ในเขตอาร์กติกที่มีอุณหภูมิต่ำสภาพอากาศหนาวเย็นและเต็มไปด้วยหิมะและน้ำแข็ง นักวิทยาศาสตร์ศึกษาลักษณะและโครงสร้างที่ช่วยให้หมีขั้วโลกสามารถปรับตัวและดำรงชีวิตในสภาพแวดล้อมดังกล่าวได้ เช่น ขนสีขาวหนาทึบ ชั้นไขมันหนา และกรงเล็บที่ช่วยในการล่าเหยื่อ

คำถาม 

“โครงสร้างและลักษณะของหมีขั้วโลก เช่น ขนสีขาว ชั้นไขมันใต้ผิวหนัง และกรงเล็บยาว มีความสำคัญต่อการปรับตัวในเขตอาร์กติกอย่างไร? จงอธิบายโดยให้เหตุผลสนับสนุน”

ลองจินตนาการว่า Aiden, Abigail หรือ Samuel เป็นนักวิทยาศาสตร์ที่กำลังสำรวจโลกของหมีขั้วโลก! พวกเขาจะอธิบายลักษณะพิเศษเหล่านี้อย่างไรเพื่อช่วยให้หมีขั้วโลกอยู่รอดในสภาพแวดล้อมที่หนาวเย็น?

(a)  

สถานการณ์

นักเรียนกลุ่มหนึ่งที่มีชื่อว่า Sophia, Nora และ Henry กำลังศึกษาเกี่ยวกับการเจริญเติบโตของพืชในสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกัน โดยพวกเขาได้ปลูกต้นไม้ในกระถาง 2 ใบ:

กระถาง A ตั้งอยู่ในที่ที่มีแสงแดดส่องถึงตลอดทั้งวัน ขณะที่กระถาง B ตั้งอยู่ในที่ร่มและมีแสงแดดส่องถึงเพียงบางส่วน

หลังจาก 3 สัปดาห์ นักเรียนพบว่าต้นไม้ในกระถาง A เติบโตสูงและมีใบสีเขียวสด ในขณะที่ต้นไม้ในกระถาง B เติบโตช้ากว่าและมีใบสีเหลือง

ปัจจัยใดที่มีผลต่อการเจริญเติบโตของต้นไม้ในกระถาง A มากกว่ากระถาง B?

• ปริมาณน้ำที่รด

• คุณภาพของดิน

• อุณหภูมิของอากาศ

• ปริมาณแสงแดด

สถานการณ์

นักเรียนกลุ่มหนึ่ง ได้แก่ Priya, Aria และ Arjun กำลังทดลองเกี่ยวกับการละลายของเกลือในน้ำ โดยพวกเขาเตรียมแก้วน้ำ 3 ใบ ดังนี้:

แก้วที่ 1 ใส่น้ำอุณหภูมิ 5 °C แก้วที่ 2 ใส่น้ำอุณหภูมิ 20 °C แก้วที่ 3 ใส่น้ำอุณหภูมิ 80 °C

หลังจากที่พวกเขาใส่เกลือลงไปในแต่ละแก้วและคนให้เข้ากัน พวกเขาสังเกตว่าเกลือละลายได้เร็วที่สุดในแก้วไหน?

• ละลายได้เท่ากันทุกอุณหภูมิ

• น้ำอุณหภูมิ 80 °C

• น้ำอุณหภูมิ 5 °C

• น้ำอุณหภูมิ 20 °C

สถานการณ์

ในพื้นที่ที่มีอากาศหนาวเย็น พืชบางชนิด เช่น ต้นสน สามารถปรับตัวเพื่อความอยู่รอดได้อย่างมีประสิทธิภาพ นักวิทยาศาสตร์พบว่าต้นสนมีลักษณะเฉพาะ เช่น ใบที่มีลักษณะยาวและแคบ เพื่อลดการสูญเสียน้ำในสภาพแวดล้อมที่หนาวเย็น

ในช่วงฤดูร้อน ต้นสนจะต้องปรับตัวให้สามารถใช้ประโยชน์จากแสงแดดได้อย่างเต็มที่

ใบของต้นสนมีบทบาทสำคัญอย่างไรต่อการอยู่รอดในสภาพอากาศหนาวเย็น? ลองช่วยกันคิดดูนะ Olivia, Maya และ Aria!

• ลดการสูญเสียน้ําจากพืชในสภาพแวดล้อมที่หนาวเย็น

• เพิ่มการระเหยน้ําจากใบเพื่อควบคุมอุณหภูมิ

• เพิ่มการสังเคราะห์แสงให้มีประสิทธิภาพมากขึ้น

• ป้องกันการเข้าทำลายของสัตว์ที่กินพืช

สถานการณ์

ในพื้นที่ที่มีอากาศร้อนชื้น พืชบางชนิด เช่น ต้นปาล์ม สามารถปรับตัวเพื่อความอยู่รอดได้อย่างมีประสิทธิภาพ นักวิทยาศาสตร์พบว่าต้นปาล์มมีลักษณะเฉพาะ เช่น ใบที่กว้างและยาว เพื่อเพิ่มการสังเคราะห์แสงในสภาพแวดล้อมที่มีแสงแดดมาก

ในช่วงฤดูแล้ง ต้นปาล์มจะต้องปรับตัวให้สามารถเก็บรักษาน้ำได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ใบของต้นปาล์มมีบทบาทสำคัญอย่างไรต่อการอยู่รอดในสภาพอากาศร้อนชื้น? ลองช่วยกันคิดดูนะ นอร่า, เอมม่า และเอฟลิน!

• เพิ่มการระเหยน้ําจากใบเพื่อควบคุมอุณหภูมิ

• ลดการสูญเสียน้ำในสภาพแวดล้อมที่ร้อนชื้น

• ป้องกันการเข้าทำลายของสัตว์ที่กินพืช

• เพิ่มการสังเคราะห์แสงให้มีประสิทธิภาพมากขึ้น

สถานการณ์

ในพื้นที่ที่มีอากาศหนาวเย็นและมีหิมะตก พืชบางชนิด เช่น ต้นเบิร์ช สามารถปรับตัวเพื่อความอยู่รอดได้อย่างน่าทึ่ง นักวิทยาศาสตร์พบว่าต้นเบิร์ชมีลักษณะเฉพาะ เช่น เปลือกที่หนาและมีสีขาว เพื่อสะท้อนแสงและลดการสูญเสียความร้อน

ในช่วงฤดูร้อน ต้นเบิร์ชจะต้องปรับตัวให้สามารถใช้ประโยชน์จากแสงแดดได้อย่างเต็มที่

เปลือกของต้นเบิร์ชมีบทบาทสำคัญอย่างไรต่อการอยู่รอดในสภาพอากาศหนาวเย็น? ลองช่วยกันคิดดูนะ Oliver, Emma, และ Anika!

• เพิ่มการระเหยน้ําจากใบเพื่อควบคุมอุณหภูมิ

• ป้องกันการเข้าทำลายของสัตว์ที่กินพืช

• เพิ่มการสังเคราะห์แสงให้มีประสิทธิภาพมากขึ้น

• ลดการสูญเสียความร้อนในสภาพแวดล้อมที่หนาวเย็น

สถานการณ์

นักเรียนกลุ่มหนึ่ง ได้แก่ Evelyn, Mason และ Arjun กำลังทดลองเกี่ยวกับการเจริญเติบโตของเชื้อราในสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกัน โดยพวกเขาได้เตรียมจานเพาะเชื้อ 3 ใบ ดังนี้:

จานที่ 1 มีอุณหภูมิ 15 °C จานที่ 2 มีอุณหภูมิ 25 °C และจานที่ 3 มีอุณหภูมิ 35 °C

หลังจากที่พวกเขาใส่เชื้อราในแต่ละจานและสังเกตการเจริญเติบโต พวกเขาพบว่าเชื้อราขึ้นเร็วที่สุดในจานไหน?

• จานที่ 2 (25 °C)

• ขึ้นได้เท่ากันทุกอุณหภูมิ

• จานที่ 3 (35 °C)

• จานที่ 1 (15 °C)