Обучение на учениците да решават задачи, когато едно от изходните вещества се приема в излишък
Раздели: Химия
Съгласно „Изискванията за нивото на подготовка на възпитаниците на основното общообразователно училище“ [1], от цялото разнообразие от изчислителни задачи по химия, завършилите девети клас трябва да могат да изчисляват „количеството на веществото, обема или масата според количеството на веществото, обема или масата на реагентите или продуктите на реакцията“. Това отговаря на основните задачи, изучавани в 8 клас от следните типове: б.к
Въпреки това, в някои сборници с контролни работи [2] сред задачите на части "B" и "C" има изчислителни проблеми, когато едно от изходните вещества съдържа примеси, проблеми, свързани с добива на реакционния продукт, както и проблеми, когато едно от изходните вещества е взето в излишък (например стр. 54 и 58 от горния сборник [2]). Ето защо изглежда целесъобразно да се запознаят деветокласниците с този тип проблеми, още повече че в следващите класове те ще се сблъскат с подобни проблеми.
В тази статия бих искал да говоря за моя опит в обучението на деветокласници да решават задачи, когато едно от изходните вещества е взето в излишък.
Тренирам този тип задачи в две стъпки. Първо - обичайният урок по тази тема.
Урок„Проблеми, когато едно от изходните вещества се приеме в излишък“
1) Актуализиране на знанията: устно решаване на основни проблеми (в общ план) с помощта на схема;
припомняме логиката на разсъжденията при решаването на такива задачи (фиг. 1).
Ориз. 1. Схема за решаване на основни задачи.
Восновнизадачи, споредедни известни данни(масата на веществото "А" -m(A)или количеството
вещество "A" -n(A), или обемът на веществото "A" -V(A)), трябва да намерите друга даденост (масата на веществото "B" -m(B), или количеството на веществото "B" -n(B), или обемът на веществото "B" -V(B));веществата "А" и "В" са свързани помежду си чрез уравнението на реакцията.
Приблизителни условия на някои задачи за обсъждане:
а) Как да се определи количеството на веществото "В", ако масата на веществото "А" е известна? б) Как да се определи масата на веществото "B", ако количеството на веществото "A" е известно? c) Как да се определи масата на веществото "B", ако масата на веществото "A" е известна? d) Как да се определи обемът на веществото "B", ако масата на веществото "A" е известна?
за да определите количеството вещество "В" от известната маса на веществото "А", първо трябва да изчислите количеството вещество "А", като използвате формулата, и след това да определите количеството вещество "В" чрез коефициентите в уравнението на реакцията.)
Така устно си припомняме решението на основните проблеми.
2) Отбелязвам, че понякога в условието на проблема са посочени масите (или количествата, или обемите)на две изходни веществаи като правило е необходимо да се определи масата (или количеството, или обемът) на реакционния продукт. При такива задачи една от данните може да е недостоверна - едно от изходните вещества е взето повече от необходимото - това са задачи, когато едно от изходните вещества е взето в повече.
Ние анализираме как се решават такива проблеми в общи линии.
Кратко обобщение на състоянието на такъв проблем в общи линии може да изглежда така:
Дадено е: m(A1) - изходно вещество (A1)m(A2) - изходно вещество (A2)Намерете: m(B) - реакционен продукт (B)
Анализирайки състоянието, ние очертаваме схематичен „път“ за решаване на проблема:
а) масата на реакционния продукт (m(B))може да се изчисли по формулата, като се знае неговото количествоn(B) -> m(B) (съгласно формулата)b) количеството на реакционния продукт (n(B))може да се определи, като се знае количеството на едно от изходните вещества (n(A1)илиn(A2)).
Но количествотоот коитона изходните веществаA1 или A2трябва да се използва за изчисляване на количеството на реакционния продуктв стъпка 2?Самото име на този тип проблем показва, че едно изходно вещество е взето повече, отколкото е необходимо според стехиометричното съотношение на количествата вещества. Това излишно количество вещество ще остане нереагирало след реакцията. И според тези първоначални данни е невъзможно да се изчисли количеството на реакционния продукт. Следователно, в стъпка 2, първо трябва да определите кой от двата изходни материала е взет в излишък и едва след това да изчислите количеството на реакционния продукт
n(A1) -> - коефициентите в уравнението на реакцията определят кое вещество е взето в излишък;
n(A2) - допълнителни изчисления се извършват за друго вещество -> n(B)
в) количеството на всяко от двете изходни вещества може да се изчисли по формулата
По този начин решението на проблемите, когато едно от изходните вещества е взето в излишък, може да бъде представено като диаграма:
Ориз. 2. Схема за решаване на задачи, когато едно от изходните вещества е взето в излишък
Устно сравняваме схемите за решаване на основния проблем и проблема "в излишък", отбелязваме характеристиките на последния тип задачи:
- известни са данни задве изходни вещества(това може да бъде маса, обем или количество вещество);
-1 действиенамира количеството навсяко от тяхдве изходни вещества;
-2 действияпървоопределете кое вещество е прието в излишък,след това проблемът се решава като
Възниква въпросът: как да се определи кое вещество се приема в излишък?
Ние разглеждаме условно схематично представяне на всяко уравнение на реакцията:
| Писане на дъската и в ученическите тетрадки | устно разсъждение |
| A1+A2-> Bn(А1)по коефициент. n(A1)откоефициент. |
Акоn(A1)изискваn(A1)по условие, тогава вещество А1 не е достатъчно, за да взаимодейства с количеството на друго първоначално вещество (А2), т.е.вещество А2 се приема в излишък.
- за "х" приемаме количеството на едно от изходните вещества, например А1,необходимоза взаимодействие с количеството на друго изходно вещество (А2), дадено от условието на задачата;
- съставяне и решаване напропорцияспрямо "х";
- тъй като "x" еn(A1)изисква се,сравнетенеобходимото количество вещество А1 (намерено от пропорцията) с количеството вещество А1, дадено от условието на проблема
Освен това, използвайки схемата за решаване на проблеми от този тип (и бележки в тетрадка), анализираме решението на конкретни проблеми:
1. 19,7 g бариев карбонат се третират с разтвор, съдържащ 18,9 g азотна киселина. Изчислете обема на отделения газ.
2. Разтвор, съдържащ 102 g сребърен нитрат, се добавя към разтвор, съдържащ 77 g калиев силикат. Каква е масата на образуваната утайка?
Като домашна работа на учениците се дават следните две задачи:
а) Какъв обем водород се образува, когато 45,5 g цинк реагира с разтвор, съдържащ 78,4 g сярна киселина?
б) 16,8 g калциев оксид се третират с разтвор, съдържащ 14,6 g солна киселина. Какво вещество остава в излишък? Изчислете масата на образуваната сол.
Такава конструкция на урока позволява на учениците не само да визуализират всички етапи на решаване на проблеми, когато едно от изходните вещества е взето в излишък, но също така помага да се формира способността им да „изграждат“ ясна логическапоследователността на решаване на проблеми, като същевременно се развива способността за извършване на умствени действия.
Вторият етап от формирането на уменията на деветокласниците да решават задачи от този тип е специален допълнителен урок за тези, които не са сигурни, че са усвоили достатъчно добре тази тема. В почти всеки клас има деца, които имат бавно възприемане на учебния материал или лоша математическа подготовка, както и такива, които са пропуснали обяснението поради заболяване. За тези деца се провежда тази дейност.
Допълнителен урок по темата:„Задачи, когато едно от изходните вещества е взето в излишък“
В този урок учениците работят сами със специално създадени образователни карти, съдържащи „примерни задачи“ и „задачи с подсказка“, които насърчават ученика първо внимателно да проследи отново всички етапи на решаване на задачата и след това да се опита да реши друга (подобна) задача, без да прескача тези етапи. Освен това работата се проверява от учителя (или студентския консултант), обсъждат се въпросите на ученика и след това ученикът се кани да реши подобен проблем сам и без „съвети“. Ако задачата е изпълнена правилно, на ученика се дава следната инструктивна карта, посветена на друга разновидност на същите задачи, която също съдържа „примерна задача“ и „подсказка“. В процеса на организирана по този начин самостоятелна работа учениците могат със собствено темпо, като вземат предвид възможните трудности, да формират необходимите умения и да усвоят този учебен материал.
Как се съставят тези карти с инструкции за обучение?
При решаване на проблеми "до излишък" ученикът трябва да извърши следните умствени операции:
Ориз. 3. Последователността на умствените операции
ОперациитеI, IVиVзаедно представляват решение на обичайния основен проблем от клас 8. ОперациитеIIиIIIса тези допълнителни действия, които трябва да се извършат, за да се реши проблемът "до излишък". ОперацияIIсъщо е основна задача (използване на известно количество от едно изходно вещество (A2) за намиране на количеството на друго изходно вещество (A1)). ОперацияIII –сравнение на необходимото количество вещество с наличното според състоянието и отговор на въпроса: кое вещество се приема повече от необходимото според условието на проблема. Следователно операциитеIIиIIIпоотделно не са трудни за учениците. Но тяхната комбинация и въвеждане в решаването на проблеми е елемент на новост за деветокласниците. И това често е причина за неразбиране и грешки при решаването на тези проблеми. Тъй като системите от операцииIIиIII,, както иII,IIIиIV,са най-важни при формирането на способността за решаване на задачи „в излишък“, тренировъчните карти за тези операции трябва да съдържат „примерна задача“ с подробна обосновка и форма за записване на решението, както и „задача с подсказка“, в които са отбелязани всички основни етапи на действие, необходими за решаване на проблема. Системите от операцииII–V,I–IVиI–Vне изглеждат толкова сложни и нови за учениците, следователно, когато се развиват тези умения, в учебната карта могат да бъдат включени само „проблеми с намек“, които показват само най-важните етапи от решаването на проблеми.
Препоръчително е да се изгради обучение за решаване на проблеми "до излишък", като се използват карти с инструкции за обучение в следната последователност:
- формиране на способността за изпълнение на система от операцииIIиIII(това могат да бъдат следните задачи:определи кое вещество е взето в излишък, ако са известни количествата на двете изходни вещества);
- формиране на способност за извършване на система от операцииII,IIIиIV(възможни задачи: колко от веществото на продукта се е образувало, ако в реакцията влязат известни количества от две изходни вещества);
- формиране на способност за извършване на система от операцииII–V(изчисляване на масата или обема на реакционния продукт от известни количества от две изходни вещества);
- формиране на способността за извършване на система от операцииI–IV(изчислете количеството на веществото продукт на реакцията от известни маси или обеми на две изходни вещества);
- формиране на способност за извършване на система от операцииI–V(изчислете масата или обема на реакционния продукт от известните маси или обеми на двете изходни вещества).
Образци на предложени карти с инструкции за обучение са предоставени в Приложението.
Литература
1. Сборник нормативни документи. Химия, Дропла, Москва, 2004 2. Сборник с тестови задачи за тематичен и финален контрол. Химия 8-9 клетки, "Интелект-Център", М, 2005 г