Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Химия arrow Общая методика преподавания химии

§ 41. Логика объяснения, его структура

41.1. Виды объяснения

Рассмотрим более подробно виды объяснения. В дидактике выявлено несколько их видов, различающихся внутренней логикой раскрытия материала. К ним относятся: генетические, причинные, структурные, функциональные объяснения и объяснения через закон.

При генетическом объяснении раскрывается происхождение объекта изучения. Учитель должен показать, как объект стал таким, каким он является. В процессе причинного объяснения устанавливаются причины явления. Например, все причинно-следственные объяснения, когда учащиеся должны понять зависимость изучаемого объекта от породивших его причин. Структурное объяснение объекта разъясняется через взаимосвязи и взаимодействие его элементов. Основой функционального объяснения служит специфика функционирования объекта. В объяснении через закон объект рассматривается как проявление известной закономерности. Особенности этих видов объяснений состоят в различной их конструкции, а значит, и в различии связей между основными элементами объяснения, их направленности.

Рассмотрим объяснение одного и того же учебного материала (табл. 7.1).

Генетическое и причинное объяснения в 8 классе Содержание объяснения:

Таблица 7.1

Содержание объяснения:

заполнение электронами оболочек атомов в периоде

Что известно школьникам: периодический закон в современной формулировке; Периодическая система, периоды и группы; взаимодействие разноименных и одноименных заряженных частиц; свойства атомов химических элементов: порядковый номер в таблице, относительная атомная масса, валентность в высшем оксиде и летучем водородном соединении, заряды ядер элементов, величины зарядов электрона, протона и нейтрона

Вид объяснения

Генетическое объяснение

В природе ядра атомов синтезируются в процессе термоядерных реакций, протекающих в недрах звезд. Чем более горячая звезда, тем более тяжелые образуются в ней ядра химических элементов. Ядра тяжелых элементов, таких как уран, образуются при взрывах звезд и галактик. При этом возникают температуры в миллиарды градусов. В недрах звезд атомы отсутствуют. При высоких температурах атомы не могут удержать электроны. Когда звезда остывает, у атомов появляются электронные оболочки, обладающие определенным строением. Зная Периодическую систему, можно охарактеризовать строение электронных оболочек атомов. Сегодня мы познакомимся с оболочками атомов элементов первых трех периодов.

Атом водорода имеет порядковый номер 1. Значит, заряд ядра его атома равен +1. Поскольку атом нейтрален, то электронную оболочку его составляет 1 электрон. Ядро атома гелия имеет заряд +2. Значит, вокруг ядра движутся 2 электрона.

У атомов элементов второго периода начинает строиться второй слой электронной оболочки, а у атомов третьего периода электронами заполняется третий слой.

У атомов элементов, начинающих второй и третий периоды, 1 электрон на внешнем слое, и заканчиваются эти периоды элементом с 8 электронами на внешнем слое. Значит, внешние электронные слои атомов элементов, этих периодов, стоящих в одной группе, будут иметь одинаковое число электронов. Это важное обстоятельство и определяет общие свойства простых веществ

Причинное объяснение

Разноименные заряды взаимодействуют между собой. В атоме вокруг положительно заряженного ядра движутся электроны. Число электронов равно заряду ядра. Порядковый номер атома водорода равен единице, следовательно, заряд его ядра равен +1. У следующего атома гелия заряд ядра +2. Значит, вокруг атома движутся 2 электрона. Поскольку гелий не вступает во взаимодействие с другими веществами, то можно предположить, что двухэлектронная оболочка устойчива.

Далее рассмотрим последовательно атомы элементов второго периода. Поскольку атом лития имеет валентность такую же, как и у атома водорода, то можно предположить, что начинает заполняться новый электронный слой. На внешней оболочке атома лития находится один электрон. [...] Следовательно, поскольку неон инертный газ, то внешняя восьмиэлектронная оболочка его атома также устойчива, как и оболочка гелия.

Аналогично можно рассмотреть атомы элементов третьего периода. Сделаем вывод о периодическом повторении строения внешних электронных оболочек атомов, что и служит материальной причиной проявления периодического закона

заполнение электронами оболочек атомов в периоде

Структурное объяснение

Строение электронной оболочки атомов зависит от зарядов ядер их атомов. Для определения строения электронной оболочки атомов необходимо определить место атома в Периодической системе. У атомов первого периода вокруг ядра движутся 1 (у атома водорода) или 2 (у атома неона) электрона. Эти электроны образуют электронные оболочки атомов водорода и неона. Таким образом, первая электронная оболочка содержит один электронный слой, на котором могут находиться 2 электрона.

У атомов второго и третьего периодов Периодической системы образуются соответственно вторая и третья электронные оболочки. Каждая из них включает от 1 до 8 электронов. Поскольку заполнение электронами оболочки начинается у первого атома в периоде, то, следовательно, у него на внешней оболочке 1 электрон, а у последнего атома в периоде 8 электронов. Таким образом, у атомов элементов второго и третьего периодов число электронов на внешней оболочке повторяется. Это и служит причиной повторения свойств простых веществ

Функциональное объяснение

Объяснение функций электронных оболочек при введении этого понятия невозможно. Однако повторение строения электронных оболочек атомов на основе анализа химических функций электронных оболочек совершенно необходимо.

Протекание химических реакций в большинстве случаев протекает с изменением электронных оболочек атомов. Известно, что число электронов равно заряду ядра. Известно также, что число внешних электронов в атоме численно равно номеру группы.

Поскольку число электронов на внешних оболочках атомов второго и третьего периодов повторяется, то это значит, что они будут обладать схожими химическими свойствами. Так, элементы главной подгруппы I группы имеют один электрон на внешней оболочке. Следовательно, они будут проявлять и физические, и химические свойства металлов. Атомы элементов VII группы на внешней оболочке имеют 7 электронов. Следовательно, все они будут проявлять неметаллические свойства. Число электронов на внешнем слое определяет валентность атома элемента в соединении. Поэтому они будут образовывать соединения родственных качественного и количественного составов

Объяснение через закон

Известна закономерность: число электронов в атоме равно заряду его ядра. Физики установили, что электроны в атоме располагаются на разном удалении от ядра. На основе свойств водорода и гелия по их порядковым номерам, равным зарядам электронов, показываем, что у атомов этих элементов соответственно 1 или 2 электрона. Поскольку гелий не проявляет никакой валентности, то, следовательно, двухэлектронная оболочка устойчива.

Затем рассмотрим строение электронных оболочек атомов элементов второго и третьего периодов. У атомов этих элементов происходит заполнение соответственно второго и третьего электронных слоев. Число электронов на внешних слоях атомов этих периодов повторяется.

Следовательно, заполнение внешней электронной оболочки атомов периодично. Эта периодичность и служит материальной основой периодического закона

Познакомившись внимательно с видами объяснения, можно сделать вывод, что их различия нельзя считать абсолютными. Поэтому сведения о видах объяснений нужны не столько для классификации, сколько для использования их методических возможностей, связанных с разной направленностью в них связей между основными элементами объясняемого объекта (объяснения).

По способу рассуждения объяснения обычно подразделяют на индуктивные (логический переход от частного к общему) и дедуктивные (логический переход от общего к частному). Нередко особо выделяют объяснения по аналогии.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >
 

Популярные страницы