Формирование вычислительных навыков как фактор успешного изучения предмета химии

Формирование вычислительных навыков как фактор успешного изучения предмета химии. (, учитель химии, МОУ гимназия №1)

Любой учитель – предметник осознает тот факт, что успешное изучение любого предмета способствует самореализации ученика, формированию устойчивой мотивации как к предмету, так и учебной деятельности в целом.

Изучение базового курса химии начинается с 8 – го классалет). Предполагается, что для данного возраста характерны сформированные общеучебные умения и навыки, в том числе умения производить простейшие математические вычисления.

На протяжении многих лет автору статьи приходится сталкиваться с тем, что учащиеся 8 – го класса не овладевают в достаточной степени основными вычислительными операциями. Это подтверждают и результаты государственной итоговой аттестации в новой форме в 2009 – 2010 учебном году (данные приводятся по г. Липецку).

Предмет	Успеваемость(%)	Качество знаний(%)
Математика	36,4	69,1
Физика	100	84,59
Химия	98,9	83,83

Как видно из приведенных данных, выпускники 9 – х классов недостаточно овладевают знаниями по математике в сравнении с другими дисциплинами естественного цикла. А ведь химия и физика – точные науки, опирающиеся на математические вычисления.

Одним из простейших с математической точки зрения расчетов в курсе химии является вычисление относительной молекулярной массы. Например, необходимо по химической формуле вычислить относительную молекулярную массу серной кислоты. Для этого ученику необходимо взять из периодической системы химических элементов округленные значения атомных масс элементов, и умножив каждое значение на соответствующий индекс, сложить полученные числа: 1•2 + 32 +16 • 4 = 98

Данное вычисление соответствует программе по математике 4 -5 –го классов. На практике ученики 8 – го класса не знают правил округления, путают порядок действий, и в результате относительная молекулярная масса вычисляется неверно. Опытные учителя – химики знают: ни одна расчетная задача не может быть решена, если неверно определена относительная молекулярная или молярная массы.

При изучении таких величин, как масса, объем, количество вещества ученикам приходится выполнять преобразование формул. Например, количество вещества вычисляют по формуле: n = m M. Необходимо выразить из данной формулы величину m. Вместо выражения m = n • M ученики получают неверные выражения: m = n M или m = M n.

Причина данных ошибок очевидна: ученики не знают компонентов такого действия, как деление, и поэтому делают неверное преобразование исходной формулы.

Вычисляя такие величины, как массовая доля химического элемента в соединении, массовая доля растворенного вещества, объемная доля газа в смеси, выясняется, что ученики 8 – го класса не умеют решать задачи на проценты. Приведем для сравнения тексты задачи по химии и задания А2 из контрольно – измерительных материалов ГИА по математике.

Задача 1. В 150 г воды растворили 30 г поваренной соли. Вычислите массовую долю растворенного вещества.

Задача 2. В классе 18 учеников изучают английский язык, а 12 – немецкий. Какой процент учеников от общего числа учащихся изучают немецкий язык?

Обе задачи решаются по одному и тому же алгоритму.

Проблемы с вычислительными навыками автор статьи на протяжении многих лет наблюдает не только у слабоуспевающих учеников, но и у предметноуспешных учащихся. В связи с этим учителю химии приходится развивать не столько специальные умения по предмету, сколько обучать учеников таким математическим приемам, как решение системы уравнений, преобразование пропорций и т. д. Приведу, на мой взгляд, весьма показательный пример. Решая олимпиадную задачу, ученик получает выражение 20х =35у. По условию задачи требуется найти соотношение между величинами, выраженными через х и у. Ученик не видит решения данного действия, так не применяет главное свойство пропорции: произведение крайних чисел равно произведению средних чисел. Отсюда х : у = 35 : 20

Убеждена, что вышеизложенная проблема не может быть решена только силами учителей химии. Данная проблема может решаться в конкретном общеобразовательном учреждении следующими способами:

·  учителю химии необходимо посещать, особенно в начале изучения курса химии, уроки математики в данных классах с целью изучения подходов в формировании определенных вычислительных навыков. По согласованию с учителем математики организовывать повторение определенных тем (решение пропорций, нахождение процентов от числа и т. д.);

·  учителю химии необходимо развивать у своих учеников навыки устного счета, как это делают учителя начальных классов и учителя математики в младших классах. Это удобно делать при вычислении молярных масс, степеней окисления и др. Необходимо учить детей устно решать задачи, в которых вычисляются масса или объем по известному количеству вещества. Данные вычисления можно представить в виде таблицы:

·   

Формула вещества	Количество вещества	Масса вещества
H2O	0,5 моль	?
O2	0, 1 моль	?
N2	0, 2 моль	?
NH3	0, 3 моль	?

·  Учителю химии следует понимать, что использования жесткого алгоритма при решении расчетных задач оправдано лишь в тех классах, где преобладают ученики репродуктивной методической группы. Учащиеся, относящиеся к творческой и аналитической методическим группам, должны не только находить оптимальный путь решения, но и пробовать составлять свой алгоритм решения задачи. Например, ученикам предложена задача: какой объем при н. у. займет кислород, взятый массой 3,2г?

Слабые ученики должны следовать алгоритму: а) рассчитать молярную массу, б) вычислить количество вещества, в) найти объем газа. Сильные ученики должны преобразовать формулу V = n • Vm так, чтобы решить задачу в одно действие V = m/ M • Vm

·  При подборе дидактического материала к уроку учителю следует подбирать различной сложности, а в классах естественно – математического профиля содержание задачи должно опираться не только на знание химических законов, но и понятий, изучаемых в курсах математики и физики.

Совершенствование вычислительных навыков способствует развитию логических умений, что является необходимым условием успешного изучения курса химии. Точные науки взаимосвязаны между собой. Вспомним мудрое изречение : «Математика – царица всех наук. Физика – ее правая рука, а химия – очи».