Dùng phương pháp graph trong giải toán hóa học

Posted: Tháng Bảy 4, 2010 in Phương pháp giải nhanh

Phương pháp graph có ưu thế trong việc mô hinh hóa cấu trúc nội dung của bài toán hóa học (cả đầu bài và cách giải). Đây là một phương pháp dạy học có khả năng vừa là phương pháp chủ đạo của giáo viên vừa là phương pháp tự học sáng tạo của học sinh.

Việc dạy học sinh giải bài toán hóa học theo phương pháp graph thông thường tiến hành qua 4 giai đoạn: (i) lập graph của đầu bài toán, (ii) lập graph của bài toán hóa học, (iii) thực hiện việc giải bài toán, (iv) kiểm tra lại kết quả của bài giải.
•    Giai đoạn 1: Lập graph của đầu bài toán
Graph đầu bài toán là sơ đồ trực quan diễn tả cấu trúc logic của những dữ liệu đầu bài đã cho (giả thiết) và những yêu cầu bắt buộc phải tìm (kết luận) và nhưng mối liên hệ tương tác giữa chúng. Các dữ kiện đã cho được gọi là đỉnh graph. Nối các đỉnh lại bằng các mũi tên (gọi là cung) chỉ ra những công việc, các phép tính thực hiện các điều lí giải với nhau ta được graph đầu bài. Khi sắp xếp các dữ kiện cũng như khi nối các đỉnh với nhau, ta cần chú ý:
–    Thông thường các dự kiện cơ bản nằm trên trục chính còn dữ kiện bổ sung thì ở 2 bên
–    Ẩn số của bài toán thường được xếp ở cuối graph và có kèm theo dấu hỏi “?”
–    Các dữ kiện được mã hóa theo 1 quy ước nhất quán (ví dụ, khối lượng dung dịch là mdd, thể tích khí thoát ra là V…
Ví dụ 1.1 : Cho 40ml dd axit clohidric 0,5M tác dụng với đá vôi có dư. Dẫn khí sinh ra vào một bình đựng dd  xút ăn da (dư) cho đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn. Lấy dd mới thu được cho tác dụng với dd BaCl2 (dư) thì xuất hiện kết tủa trắng. Tính khối lượng kết tủa.
———————-
Giải: Với các dữ kiện tường minh trong đầu bài và dữ kiện bổ sung, ta có thể lập graph đầu bài như sau:

Từ graph đầu bài này, học sinh sẽ xác định được quá trình phản ứng xảy ra theo trình tự logic như thế nào, ẩn số cần tìm là cái gì, từ đó giúp học sinh phân tích để suy ra cách giải một cách dễ dàng hơn.
•    Giai đoạn 2: Lập graph giải của bài toán hóa học
Graph giải của bài toán hóa học là sơ đồ trực quan diễn tả chương trình giải bài toán, vạch ra các mối liên hệ logic giữa các yếu tố điều kiện và yêu cầu của bài toán, những phép biến đổi của bài toán để đi đến đáp số. Bao gồm 4 bước sau:
–    Xác định nội dung các đỉnh: là các số liệu (cơ bản và bổ sung), các thao tác biến hóa… để biến bài toán ban đầu thành những bài toán trung gian.
–    Mã hóa chúng
–    Dựng đỉnh
–    Lập cung

Với bài toán ở ví dụ 1.1 trên, ta có thể graph giải như sau

Qua graph giải trên, ta thấy các phản ứng hóa học xảy ra liên tiếp nên ta có thể tính theo cách thông thường là

Tuy nhiên cũng có thể làm theo sơ đồ hợp thức:

Khi đó bài toán sẽ được giải quyết nhanh gọn hơn.

•    Giai đoạn 3: Thực hiện việc giải bài toán
Khi đã lập được graph giải bài toán như trên, ta có thể dễ dàng nắm bắt được quy trình các bước để giải và ở mỗi bước trên ta phải thực hiện những phép biến đổi nào để đi đến đáp số. Đó là algorit của chương trình giải.
Học sinh thực hiện việc giải bài toán theo trình tự như sau:
–    Viết phương trình phản ứng xảy ra
–    Lập sơ đồ hợp thức
–    Tính số mol HCl từ đó suy ra số mol BaCO3
–    Tính khối lượng BaCO3
•    Giai đoạn 4: Kiểm tra lại kết quả bài toán
Sau khi đã tiến hành giải theo các bước mà graph giải đã vạch ra, ta tiến hành kiểm tra lại từ khâu lập graph đầu bài cho đến khâu thực hiện phép giải và xem kết quả đã phù hợp chưa. Nếu kết quả có mâu thuẫn thì phải xem lại các khâu ở trên.
Đối với ví dụ đang xét, ta có thể tính ngược từ mBaCO3 trở lại.

nếu thử lại mà  bằng Vdd HCl đã cho ở giả thiết ở đầu bài thì có nghĩa là kết quả giải ra đúng. Giai đoạn này chỉ mang tính chất kiểm tra các phép tính toán là chủ yếu.

Phản hồi
  1. nguyen thi thanh huong nói:

    minh ko doc duoc hinh, minh can bai graph nay som, ban co the gui so do cho minh ko?thanks

  2. maianh nói:

    minh không hiểu cho lắm ban cho thêm ví dụ và trình bày rõ hơn đi, hinh ảnh không xem dược gì cả?

Gửi phản hồi

Mời bạn điền thông tin vào ô dưới đây hoặc kích vào một biểu tượng để đăng nhập:

WordPress.com Logo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản WordPress.com Log Out / Thay đổi )

Twitter picture

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Twitter Log Out / Thay đổi )

Facebook photo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Facebook Log Out / Thay đổi )

Google+ photo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Google+ Log Out / Thay đổi )

Connecting to %s