基于化學(xué)核心素養(yǎng)的“糖類”教學(xué)設(shè)計

陳艷艷

摘要：在“糖類”教學(xué)中，以青田“稻魚米”為主線，從“稻魚米”的成分探究、淀粉含量測定、米之用途三個方面將糖類知識穿插其中，通過品嘗糖類、角色扮演、設(shè)計問題鏈、設(shè)置不同的探究實驗等多樣化的教學(xué)活動激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，促進每個學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)得到不同程度的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：米;糖類;化學(xué)核心素養(yǎng)

文章編號：1008-0546（2020）02-0035-03 中圖分類號：G632.41 文獻標(biāo)識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2020.02.011

一、基于化學(xué)核心素養(yǎng)的教學(xué)內(nèi)容分析

“糖類”是自然界中存在較多、分布最廣的一類有機物，是一切生物體維持生命活動所需能量的主要能源，是一種與生產(chǎn)生活聯(lián)系非常緊密的有機物。學(xué)生在初中化學(xué)已經(jīng)對糖類有了一定的認(rèn)識，蘇教版化學(xué)2專題三第二單元《食品中的有機化合物》中的“糖類”要在初中教學(xué)的基礎(chǔ)上適當(dāng)提高、拓展。教學(xué)過程中要把握好深廣度，例如介紹葡萄糖時，學(xué)生只需了解葡萄糖分子結(jié)構(gòu)中含有醛基及檢驗方法，不宜涉及葡萄糖分子的具體結(jié)構(gòu)。淀粉的水解實驗及實驗方案的設(shè)計是“糖類”教學(xué)的重難點，是培養(yǎng)學(xué)生實驗探究與創(chuàng)新意識、基于證據(jù)的推理能力的良好載體。通過“糖類”教學(xué)發(fā)展學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，讓學(xué)生感悟化學(xué)源于生活，領(lǐng)會化學(xué)使生活更美好，以此培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任感。

二、基于化學(xué)核心素養(yǎng)的教學(xué)思路

三、基于化學(xué)核心素養(yǎng)的教學(xué)過程設(shè)計

1.宏微結(jié)合，認(rèn)識糖類

[引課]觀看視頻，了解青田“稻魚米”發(fā)展和現(xiàn)狀。

設(shè)計意圖：米是我們的主食之一，用熟悉的家鄉(xiāng)特產(chǎn)青田“稻魚米”創(chuàng)設(shè)生活化情境，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

[教師]你知道“稻魚米”的主要成分是什么？如何檢驗？

[學(xué)生]淀粉，可以用碘水檢驗。

[學(xué)生實驗1]檢驗“稻魚米”中是否含有淀粉。

[學(xué)生]變藍(lán)，說明含有淀粉。

[教師]展示“稻魚米”的營養(yǎng)成分表，不含淀粉。

[學(xué)生]碳水化合物就是淀粉

[教師]展示“可口可樂”的營養(yǎng)成分表中“碳水化合物——糖”，分析配料中沒有淀粉，有哪些糖？為什么把糖類稱為碳水化合物？

[投影]常見糖類的組成。

[提問]糖類的組成元素是什么？分析糖類中元素的原子個數(shù)之比。

[學(xué)生]糖類的組成元素是c、H、O，其中H、O原子個數(shù)比為2：1，與水的比例組成相同，常見糖類符合Cm（H2O）n的通式。

[投影]碳水化合物的發(fā)現(xiàn)歷史。

[教師]碳水化合物這個名稱從18世紀(jì)開始使用，后來發(fā)現(xiàn)有些糖類不符合碳水化合物Cm（H2O）n的通式，如鼠李糖（c6H12O5），而有些物質(zhì)符合這個通式，如乙酸（C2H4O2）卻不屬于糖類。所以，碳水化合物這個名稱并不確切，但因使用已久，很多地方還在沿用。有機物是根據(jù)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)進行分類的，而不是按組成分類的，關(guān)于糖類的結(jié)構(gòu)我們將在《有機化學(xué)基礎(chǔ)》中進一步學(xué)習(xí)。

設(shè)計意圖：通過對“稻魚米”的成分探究確定淀粉的存在，進一步展示“稻魚米”的營養(yǎng)成分表制造認(rèn)知沖突，同時展示生活中許多食品說明書上都用“碳水化合物”，結(jié)合常見糖類的組成分析兩者的聯(lián)系。通過介紹碳水化合物的發(fā)現(xiàn)歷史，體驗人類研究有機物的方法轉(zhuǎn)變：從組成研究到結(jié)構(gòu)與性質(zhì)研究。

2.聯(lián)系生活，品嘗糖類

[教師]了解了糖類的組成，那你知道這些糖類在自然界的存在嗎？

[學(xué)生]各種舉例。

[學(xué)生活動]品嘗“稻魚米”、甘蔗。

[學(xué)生]描述吃這些食物的感受：米飯（淀粉，沒有甜味）咀嚼過程中變甜（麥芽糖、葡萄糖，有甜味），甘蔗（蔗糖，有甜味）咀嚼過程中變不甜（甘蔗渣主要成分是纖維素，沒有甜味）。

設(shè)計意圖：通過學(xué)生活動：品嘗糖類，活躍了課堂氛圍，增強了學(xué)生體驗，在品嘗中感受糖類是一種重要的營養(yǎng)物質(zhì)，在品嘗中掌握糖類的物理性質(zhì)。通過創(chuàng)設(shè)生活化的情境，讓課堂有濃濃的生活味，讓化學(xué)回歸生活。

3.實驗探究，揭秘糖類

[提問]“稻魚米”的營養(yǎng)成分表中淀粉含量是如何測定的？

[文獻]食品中淀粉含量的測定方法：淀粉在酶或者無機酸（如稀硫酸）的催化作用下水解產(chǎn)生葡萄糖，通過測定葡萄糖的含量，再換算成淀粉的含量。

[教師]今天請同學(xué)們擔(dān)任食品檢測員，測一測“稻魚米”中的淀粉含量。

[教師實驗]淀粉的水解實驗：“稻魚米”事先磨成粉，取一定量的米粉，用熱水溶解，加入適量的稀硫酸，加熱4-5min。

設(shè)計意圖：通過角色扮演創(chuàng)設(shè)真實的情鏡，利用“稻魚米”米粉在現(xiàn)場進行淀粉的水解實驗，激發(fā)學(xué)生探究水解液成分的欲望。

[教師]為了能準(zhǔn)確測定淀粉的含量，需保證淀粉完全水解，因此需對淀粉水解液進行成分分析。

[資料卡]葡萄糖分子結(jié)構(gòu)中含有醛基，可以用新制cu（OH）2懸濁液檢驗（現(xiàn)象：加熱時產(chǎn)生磚紅色沉淀）。

[思考]分析淀粉水解液中可能含有的成分和一定含有的成分。

[學(xué)生活動]利用現(xiàn)有的試劑設(shè)計實驗方案對淀粉水解液可能含有的成分進行分析。

[試劑與儀器]10%氫氧化鈉溶液、5%硫酸銅溶液、10%葡萄糖溶液、2%硝酸銀溶液、2%稀氨水、碘水、試管、燒瓶、酒精燈、玻璃棒、pH試紙等。

設(shè)計意圖：由于學(xué)生不了解葡萄糖的結(jié)構(gòu)，因此以資料卡的形式給出檢驗方法。通過分析淀粉水解液中一定含有的成分——稀硫酸，明確稀硫酸的催化作用，同時為后續(xù)設(shè)計實驗方案檢驗葡萄糖時需要加堿中和做好鋪墊。

[教師]在學(xué)生討論實驗方案的過程中，淀粉水解實驗停止加熱，對淀粉水解液進行冷卻。

[學(xué)生]提出自已的方案，并且相互補充評價。

[教師]提問1：新制cu（OH）2懸濁液如何配制？

提問2：為什么加入氫氧化鈉溶液中和稀硫酸？

提問3：如何簡便地判斷稀硫酸已經(jīng)中和？

[學(xué)生實驗2]教師分發(fā)淀粉水解液，學(xué)生進行小組實驗，分享實驗結(jié)果，分析淀粉水解的程度。

設(shè)計意圖：設(shè)計問題鏈，驅(qū)動學(xué)生通過交流討論設(shè)計實驗方案并相互補充評價，營造“自主、合作、探究”的課堂模式，構(gòu)建淀粉（多糖）水解液成分分析的模型。讓學(xué)生進行分組實驗，充分體現(xiàn)學(xué)生的主體地位，體驗科學(xué)探究的過程，培養(yǎng)學(xué)生的實驗操作、觀察及分析能力。

[教師]除了可以用新制cu（OH）：懸濁液檢驗葡萄糖之外，還可以用銀氨溶液檢驗。葡萄糖的銀鏡反應(yīng)廣泛應(yīng)用在制鏡工業(yè)。今天我們介紹兩種方法，水浴法與振蕩法。

[學(xué)生實驗3]葡萄糖的銀鏡反應(yīng)，分組實驗：水浴組與振蕩組（表1）。

[教師]水浴組與振蕩組都得到漂亮的銀鏡，用水浴法制銀鏡比較均勻，用振蕩法可制得面積較大的銀鏡。

設(shè)計意圖：采用振蕩法進行葡萄糖的銀鏡反應(yīng)突破學(xué)生的常規(guī)思維（水浴法），利用大燒瓶、大試管做出來的銀鏡面積大，猶如一面鏡子，增強了實驗的趣味性，學(xué)生積極性很高，課堂效果好。在實驗過程中，有些小組的銀鏡不均勻又黑，指導(dǎo)學(xué)生在實驗過程中對試劑用量的控制。

[小結(jié)]我們可以根據(jù)產(chǎn)生磚紅色沉淀或析出銀的多少對葡萄糖的含量進行測定，繼而推算出淀粉的含量，由于課堂局限，只能進行定性分析，定量分析還需要精密的儀器。醫(yī)學(xué)上用類似的反應(yīng)來檢驗病人尿液中葡萄糖的含量是否偏高。

設(shè)計意圖：前后呼應(yīng)，回歸“稻魚米”中淀粉含量的測定，驅(qū)動學(xué)生從定性思維轉(zhuǎn)向定量思維。

4.回歸現(xiàn)實，應(yīng)用糖類

[提問]‘‘稻魚米”除了作為我們?nèi)粘Ｖ魇持?，還有哪些用途呢？

[學(xué)生]釀酒等。

[教師]淀粉水解產(chǎn)生的葡萄糖在酒化酶的作用產(chǎn)生乙醇，工業(yè)上還可以用植物的秸稈成分纖維素制乙醇。那么制得的乙醇除了作為我們的調(diào)味品、飲品“酒”之外，還有些什么用途？

[學(xué)生]燃料，釀醋等。

[教師]乙醇是一種可再生能源，可以作為“柴“使用。乙醇還能進一步氧化得到乙酸，可以釀“醋”。

[總結(jié)]糖類化合物不僅可以作“米”，制“酒”，作“柴”，釀“醋”，與我們的生活密切聯(lián)系。

設(shè)計意圖：通過認(rèn)識糖類在生產(chǎn)、生活中的重要作用，讓學(xué)生體會淀粉、纖維素、葡萄糖、乙醇、乙酸的轉(zhuǎn)化關(guān)系，為后續(xù)學(xué)習(xí)打基礎(chǔ)，同時培養(yǎng)學(xué)生在生活中應(yīng)用化學(xué)知識的興趣，發(fā)展學(xué)生科學(xué)態(tài)度和社會責(zé)任的學(xué)科核心素養(yǎng)。

本節(jié)課以青田“稻魚米”為主線，從“稻魚米”的成分探究、淀粉含量測定、用途三個方面將糖類的組成與存在，淀粉的水解實驗及實驗方案的設(shè)計，葡萄糖的檢驗，糖類的應(yīng)用等知識穿插其中，學(xué)生在愉快的學(xué)習(xí)氛圍中完成教學(xué)內(nèi)容。通過品嘗糖類、角色扮演、設(shè)計問題鏈、設(shè)置不同的探究實驗等多樣化的教學(xué)活動激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，運用所學(xué)的知識分析與解決實際問題，促進每個學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)得到不同程度的發(fā)展。