Классификация химических задач

Классификация химических задач. В ходе составления условий простейших задач и их решения необходимо научиться классифицировать задачи, понимать взаимосвязь между различными величинами, характеризующими условие задачи, т. е прежде чем приступить к решению задачи, необходимо проанализировать ее условие.

На сегодняшний день не существует окончательной едино разработанной классификации химических задач.

В учебных пособиях по методике химии, специальных методических пособиях по решению задач и в статьях приводятся различные классификации задач. Общепризнанной является классификация задач на количественные и качественные, которые решаются устным письменным и экспериментальным способом. В свою очередь эти задачи бывают репродуктивными и продуктивными.

Репродуктивные задачи это типовые задачи, при решении которых возможно применение алгоритмов. В этом случае учитель сам объясняет ход их решения. Продуктивные творческие задачи, в них необходимо самостоятельно найти способы решения. Для этого не достаточно организованного опыта, необходимо качественно иной опыт, заключающийся в умении логически мыслить, анализировать ситуацию в способности к интуитивному решению проблемы как высшего проявления логического мышления 20, 57 . Различаются задачи и упражнения по дидактическим целям.

Задачи имеют целью развитие у учащихся умения применять знания химии в различных условиях практики. Упражнения имеют в качестве основных целей формирование навыков, но отдельным операциям, умственным или физическим. Следовательно, знание различия понятий упражнения и задачи имеет не только теоретическое, но и практическое значение, так как позволяет целесообразно применять упражнения или задачи обучении. 2. Выявление трудностей при решении задач по теоретическим основам химической технологии в рамках изучения курса Прикладная химия Задачи по химической технологии, составленные и подобранные в настоящей работе, были использованы для проведения контрольной работы по прикладной химии. В апробации участвовали студенты 5 курса специальностей Химия с доп. спец. Биология и Биология с доп. спец. Химия всего 39 студентов. Контрольная работа проводилась на итоговом занятии по прикладной химии.

Каждая задача оценивалась по 5-балльной системе в соответствии с тем, насколько полно представлено решение.

Оценка за контрольную работу в целом также выставлялась по 5-балльной системе, принятой в ВУЗах. Практически все студенты справились с задачами 92,3 , в том числе 61,8 на хорошо и отлично рис. 1 . И действительно, большинство студентов не испытывали трудностей в решении задач. Наиболее успешно были решены задачи по химической технологии с производственным содержанием металлургия полностью решили 66,7 студентов, производство органических соединений 61,5 , рис. 2 . Некоторые затруднения вызвало решение задач на темы химическая кинетика и химическое равновесие полностью эти задачи решили около 40 студентов, возможно, из-за сложного математического аппарата этих задач, где требуется знание основ интегрирования, дифференцирования, возведения в степень и т.д. Мы проанализировали решение каждого типа задач.

Многие студенты не получили высокие баллы за контрольную работу из-за того, что не получили правильные итоговые ответы.

Действительно, достаточно большая часть ребят решила задачи не полностью рис. 3, 4 . Как правило, такие студенты приводили верные формулы для расчетов, но затруднялись в подстановке численных значений. Конкретные, наиболее часто встречающиеся ошибки в решении задач представлены в табл. 1. Таблица 1. Тема Результаты контрольной работы, Замечания Решили полностью Не решили Решили не полностью или с ошибками Термохимия 46,2 12,8 41 Ошибки связаны в основном с уравнениями химических реакций, студенты забывают расставить коэффициенты, а также ошибки связанные со следствиями из закона Гесса. Химическое равновесие 41 15,4 43,6 Ошибки связаны с нахождением константы равновесия студенты переворачивают формулу для нахождения Кс, а также коэффициенты перед веществами ставят как множители, а не как степень.

Не помнят о знаке - в уравнении Вант-Гоффа зависимость константы равновесия от температуры. Также наблюдаются затруднения при нахождении равновесных концентраций, если известна константа равновесия с использование перемен. х Химическая кинетика 38,5 20,5 41 Ошибки связаны с определением порядка реакций.

Многие студенты забывали о присутствии экспоненты и предэкспоненциального множителя в уравнении Аррениуса. Технико-экономические показатели производств 59 10,3 30,7 Ошибки связаны с неправильным нахождением выхода продукта и с незнанием формул для расчета степени превращения исходных реагентов и селективности.

Задачи с экологическим содержанием 51,3 8 30,7 Ошибки связаны с непони-манием сущности задачи, а также ошибки связанные с неправильным переводом м3 в литры, и с неправиль-ным использованием значения массы вещества вместо объема раствора в формуле Металлургия 66,7 7,7 25,6 Ошибки связаны с непра- вильным нахождением mпр и mтеор. В формуле, например, при нахождении mпр, вместо формулы пишут, т.е студенты путают значение массы пустой породы с массой чистого вещества. Электрохимические производства 56,7 12,8 30,2 Ошибки связаны с непра- вильным нахождением эквивалента элемента, с неправильным переводом часов в секунды система СИ . Производство органических соединений 61,5 7,7 30,8 Ошибки связаны с непра- вильным нахождением молекулярной массы вещества, с неправильным определением брутто формулы вещества Общие ошибки 1. неправильное нахождение молекулярной массы вещества. 2. не знание правил округления числовых значение, что в итоге приводит к неправильному нахождению ответа. 3. Ошибки, связанные с подсчетом ех, ln x, 10x и т.д. на калькуляторе.

Рис. 1. Оценки, полученные студентами на контрольной работе по прикладной химии 17 Рис. 2. Доля студентов, полностью решившая задачи по отдельным темам. термохимия, 46.2 18 химическое равновесие, 41 19 химическая кинетика, 38.5 20 технико-экономические показатели, 59 21 задачи с экологическим содержанием, 51.3 22 металлургия, 66.7 23 электрохимические производства, 56.4 24 производство органических соединений, 61.5 Таким образом, апробация задач по химической технологии среди студентов 5 курса на итоговой контрольной работе показала необходимость повторения в курсе основы химической технологии базовых тем по физической химии химическая кинетика, термодинамика, электрохимия и т.д. и высшей математике дифференцирование, интегрирование, степенные функции и т.д Реальной помощью для самостоятельной проработки этого фактически уже хорошо известного студентам материала может послужить пособие по прикладной химии Задачи по теоретическим основам химической технологии, составленное по материалам представленной работы. 3.