Методика решения задач по теоретическим основам химической технологии

1.6 Этапы решения задач

Психологами обнаружена закономерность в поведении человека при решении задач. Он разбивает задачу на некоторые число более простых, т.е. ставит пред собой промежуточные вопросы (анализ задачи). Затем приступает к очередной проверке ряда простых задач, накапливая количественную информацию. Решив их, переходит к решению сложной – синтезирует. Таким образом, зад

ачи решаются путем анализа и синтеза в совокупности. Иногда анализ протекает в скрытом виде (решающий провел анализ быстро, по шаблону), в таком случае создается впечатление, что имеет место только синтез. Поэтому цель учителя – не только подобрать задачи к уроку, но и обдумать, как он будет обучать учащихся разбивать подобранные задачи на более простые.

Решение задачи состоит из многих операций, которые связаны между собой и применяются в некоторой логической последовательности. Выявление этих связей и определение последовательности логических и математических операций лежат в основе умения решать задачи.

Решение предполагает поисковую деятельность, включение в этот процесс интеллектуальных операций. С точки зрения дидактики важно иметь в виду и то обстоятельство, что при решении любой задачи (математической, физической, химической и др.) задаются цель, условия и требования к учебно-познавательной деятельности. Естественно предположить существование закономерностей для процесса овладения общей процедурой деятельности. Отсюда вытекает необходимость использования общей методологии решения задач, т.е. объективном процессе интеграции естественнонаучных и математических знаний и умений, неизбежности связи предметных языков. Таким образом, главная дидактическая цель учителя химии при обучении решению расчетных задач: формирование общих логических основ стехиометрических знаний и общепредметных умений на базе общенаучных методов.

В общем виде способ решения химических задач можно представить следующим порядком действий:

1) краткая запись условия задачи (вначале указывают буквенные обозначения заданных величин и их значения, а затем — искомые величины), которые при необходимости приводятся в единую систему единиц (количественны сторона);

2) выявление химической сущности задачи, составление уравнений всех химических процессов и явлений, о которых идет речь в условии задачи (качественная сторона);

3) соотношения между качественными и количественными данными задачи, т.е. установление связей между приводимыми в задаче величинами с помощью алгебраических уравнений (формул) – законов химии и физики;

4) математические расчеты [15, 57].

1.7 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.

 Скачать реферат