2. Исследование и анализ задачи
Чтобы решить какую-либо задачу, нужно вспомнить определенный материал, связанный с содержанием этой задачи. Восстановление в памяти сведений, относящихся к задаче, есть мобилизация знаний.
Исследование текста химической задачи необходимо начинать с выяснения следующих вопросов: говорится ли в задаче о химическом процессе и о каком? Или речь идет только о конкретном веществе и по названию нужно привести его формулу? Актуализируя те или иные знания, проводят дальнейшее исследование. Если в условии называется химический процесс, то необходимо записать уравнение реакции. Для этого нужно вспомнить свойства веществ, о которых идет речь в задаче, записать их формулы в левой и правой частях уравнения, расставить коэффициенты. Например, в вышеуказанной задаче даны бытовые названия – гашеная известь и нашатырь. Учащиеся должны вспомнить их химические названия – гидроксид кальция и хлорид аммония, затем формулы этих соединений, определить, к какому классу они относятся (основание и соль). Затем они вспоминают, что соль может реагировать с основанием, при этом получаются новая соль и новое основание. Зная, что гидроксид аммония – слабое основание и при нагревании разлагается на аммиак и воду, они записывают формулы полученных соединений:
Составление химического уравнения – это перевод химического процесса с обычного языка на язык химических символов, т.е. перевод с одного языка на другой. Данное положение вносит ясность в природу некоторых затруднений, с которыми часто встречаются учащиеся. К ним относится и умение использовать количественную информацию, заключенную в химической формуле или уравнении реакции.
Важный момент в решении задачи – ее анализ. «Если тренироваться в решении многочисленных учебных задач без соответствующего анализа процесса поиска решения, ошибки и неправильные навыки будут закрепляться, результаты обучения окажутся плачевными. Значит, обучающийся в первую очередь должен научиться анализировать ход решения задачи». Как показывает практика, такие затруднения обусловлены неумением учащихся анализировать предложенную задачу.
Как же научиться анализировать химическую задачу?
Прежде всего, при решении задачи очень важно размышлять, а не выполнять действия шаблонно. Главное – формировать в ходе решения мышление, развивать творческое воображение учащихся. В ходе анализа условия и текста задачи важно научить их составлению плана решения (алгоритма), выполнению его, применяя эвристический метод, последовательно, в соответствии с алгоритмом.
С чего начинать анализ? Нужно сформулировать отношение между неизвестной величиной и данными, которое возможно провести двумя путями. Первый путь – аналитический – предполагает поиск решения от неизвестного к данным величинам, второй, обратный первому, путь – синтетический ) от известных величин к неизвестной):
Данные
в задаче величины
синтетический путь
Неизвестная величина
аналитический путь
В первом случае учащиеся, глядя на известные величины, выясняют, что они позволяют рассчитать. Полученные величины дают возможность перейти к искомой величине. Вернемся к задаче I.
А. По массе раствора и массовой доле растворенного аммиака можно определить массу растворенного аммиака.
Б. Зная массу растворенного аммиака, который получается в результате реакции, можно найти массу гашеной извести, необходимой для этого, по уравнению химической реакции.
Так намечается план решения задачи (его алгоритм).
Если же учащемуся трудно установить связь между известными величинами и искомой, то анализ задачи целесообразно вести аналитическим путем. Внимание обращают на неизвестную величину. Постараемся вспомнить, что она обозначает. Как ее определить? Если есть алгебраическое выражение этой величины, запишем его. Какое теоретическое положение или закон нужно использовать для ее определения? Посмотреть, какие значения величин этой формулы есть в условии. Если их там нет, то подумать, как их можно найти, используя имеющиеся в условии величины.
Этот путь анализа условия задачи наиболее удобен для учащихся с гуманитарным складом мышления, так как способствует развитию логического мышления, начиная с отправного звена для рассуждений. В нашем примере составляется план, обратный составленному по синтетическому пути анализа.
А. для нахождения массы гашеной извести по уравнению реакции надо знать массу полученного продукта. Это вещество – аммиак.
Б. Массу полученного аммиака вычисляют по массе раствора аммиака и его массовой доле.
Аналитический путь анализа можно проиллюстрировать на следующем примере.
Задача II. Из каждой тонны железной руды, содержащей в среднем 80% магнитного железняка, выплавляют 570 кг чугуна, содержащего 95% железа. Каков был выход железа от теоретического?
Учащиеся вспоминают, что выходом продукта называется отношение массы фактически полученного продукта к максимальной его массе, рассчитанной по формуле или уравнению реакции.
Вспоминают
и записывают формулу определения
:
Обеих величин
в условии нет. Но
можно рассчитать по массе чугуна и
массовой доле железа в нем:
Сразу теоретическую массу железа по условию не вычислить. Можно найти массу магнитного железняка по массе руды и содержанию в ней массовой доли железняка:
По вычисленной массе магнитного железняка и его формуле найдем массу железа в нем.
8
00>232
в 3,45 раза
будет > 168 (56*3) тоже в 3,45 раза, т.е.
=168*3,45=579,6(кг)
Подставляя полученные значения практической и теоретической массы железа в первоначальную формулу, получим выход железа:
=541,5кг/579,6кг=0,934
или 93,4%
На основе этих рассуждений составляют план решения.
Рассчитать массу железа в чугуне (получено практически).
Вычислить массу магнитного железняка в руде.
Подсчитать массу железа в нем (содержалось теоретически).
Провести расчет выхода железа.
Следует ознакомить учащихся с обоими путями анализа, чтобы они
могли использовать наиболее подходящий путь в соответствии со складом их мышления.