Особенности решения задач учащимися со средними способностями

Общеизвестно, что учащиеся со средними способностями и ниже плохо усваивают способы решения типовых задач по химии. Численность таких учащихся в школе, по нашим исследованиям, составляет примерно 50 %, а на подготовительном отделении нашей сельскохозяйственной академии таких учащихся около 80 %. Факты убедительно показывают, что нужно обращать самое серьезное внимание на проблемы этих учеников.

Специально проводимые мною в течение ряда лет исследования показали, что непонимание учащимися способов решения задач при традиционных методах объяснения материала связано, главным образом, с трудностью формирования необходимых обобщений в сознании учащихся.

Рассмотрим на конкретном примере задачи по теме «Растворы», какие нужны обобщения для понимания способа ее решения.

Задача. Какой объем 98%-го раствора серной кислоты ( = 1,84 г/см³) нужно взять для приготовления 2 л 40%-го раствора ( = 1,3 г/см³)?

Решение

1) Найти массу 40%-го раствора Н₂SО₄:

m = •V,

V = 2 л = 2000 см³,

m = 1,3•2000 = 2600 г.

2) Найти массу растворенного вещества в 2600 г 40%-го раствора:

3) Найти массу 98%-го раствора Н₂SО₄, учитывая, что масса растворенного вещества одинакова в обоих растворах:

4) Найти объем 98%-го раствора Н₂SО₄:

= m/V,

V = m/ = 1061,22 (г)/1,84 (г/см³) = 576,75 см³.

Ответ. 576,75 см³.

Такое объяснение решения задачи оказывается совершенно непонятным для учащихся со средними способностями и ниже, в то время как учащиеся с хорошими и отличными способностями легко его усваивают.

Что же мешает учащимся понять объяснение решения задачи?

Прежде всего необходимо отметить, что учащиеся не понимают смысла выражения «концентрация раствора в процентах». Они не могут сказать, какой раствор более концентрированный: 98%-й или 40%-й!

• При объяснении учитель уточняет, что концентрация в процентах используется в тех случаях, когда исследуемая система является однородной, и чтобы ее анализировать, можно брать какую-нибудь ее часть и определять состав компонентов. Этот состав будет таким же, как и во всей системе. Условились брать 100 частей такой системы и обозначать эти части процентами.

Водный раствор состоит, как минимум, из двух компонентов: растворенного вещества и воды. Если известно, что массовая доля растворенного вещества составляет 40 %, то можно определить массовую долю воды в растворе:

(H₂O) = 100 – 40 = 60 (%).

Для 98%-го раствора массовая доля воды:

(H₂O) = 100 – 98 = 2 (%).

Теперь хорошо заметно, какой раствор более концентрированный. Нужно произвести несколько таких определений для растворов разной концентрации, чтобы ребята усвоили способ определения массовой доли компонентов раствора.

• Важно также обратить внимание на то, что в приведенной задаче не указано действие, которое нужно произвести с 98%-м раствором кислоты, чтобы получить 40%-й раствор. Это действие должны домыслить сами учащиеся. Ребята со средними способностями не в состоянии этого сделать, т.к. у них не сформировано такое понятие, как разбавление раствора. Они не знают, как из 98%-го раствора получить 40%-й раствор и что нужно сделать, чтобы разбавить раствор. Но ребятам прекрасно известно из житейского опыта, что если у них пересолен суп или чай получился слишком сладким, то нужно добавить некоторое количество воды. Однако эти сведения остаются у них единичными фактами, самостоятельно они не могут сделать обобщения, что для разбавления водного раствора к нему всегда нужно добавить воду. Учащиеся с большим удивлением относятся к этому сообщению.

• Следующее обобщение, которое нужно выработать у учащихся, является центральным для всех способов решения данной задачи. Это обобщение о том, что масса растворенного вещества не изменяется в растворе после разбавления, т.к. к исходному раствору добавляли только воду. Такое сообщение учащиеся встречают с большим недоверием.

Дело в том, что из житейского опыта у них сложилось неверное представление о разбавлении растворов. Они часто наблюдали, что при добавлении воды окраска раствора бледнеет или он становится менее соленым, и делают отсюда вывод, что при добавлении воды к раствору масса растворенного вещества уменьшается. По их мнению, одновременно изменяются два фактора: масса растворенного вещества и масса воды. При объяснении обращается внимание на то, что при разбавлении изменяется не масса растворенного вещества, а его массовая доля в растворе, т.е. содержание растворенного вещества в единице массы раствора. Если массовая доля выражается в процентах, то изменяется содержание растворенного вещества в 100 единицах массы раствора.

Для большей убедительности можно провести такой опыт. Поставить на весы стаканчик, уравновесить его, добавить определенное количество воды, например 100 г (мл), затем досыпать 20 г растворенного вещества, например KCl, размешать раствор, зафиксировать показание весов и добавить 40 г (мл) воды и тоже посмотреть, что показывают весы. Убедившись, что масса раствора равна сумме прибавляемых масс, отметить, что общая масса не уменьшилась, вопреки тому, что представляли себе учащиеся.

После усвоения отмеченных выше обобщений учащиеся со средними способностями хорошо понимают способ решения предложенной задачи.

 

* * *

Необходимо в каждом конкретном случае выяснять, какие именно моменты оказываются непонятными. В противном случае обучение учащихся со средними способностями оказывается малоэффективным. Они, не понимая материала, стараются просто механически его запомнить. Такое запоминание кратковременно, и ребята начинают путать массу растворенного вещества и массу раствора и т.п.

Таким образом, общепринятые методы объяснения решения многих задач оказываются применимы только для способных учащихся и мало пригодны для обучения ребят со средними способностями. Это положение нужно менять и разрабатывать новые, более эффективные способы объяснения материала.

Л.А.ПРОШЛЯКОВА,
старший преподаватель
кафедры химии
Белорусской государственной
сельскохозяйственной академии