基于化學核心素養的“糖類”教學設計

陳艷艷

摘要：在“糖類”教學中，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、設計問題鏈、設置不同的探究實驗等多樣化的教學活動激發學生學習興趣，促進每個學生化學學科核心素養得到不同程度的發展。

關鍵詞：米;糖類;化學核心素養

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

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2020.02.011

一、基于化學核心素養的教學內容分析

“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，是一種與生產生活聯系非常緊密的有機物。學生在初中化學已經對糖類有了一定的認識，蘇教版化學2專題三第二單元《食品中的有機化合物》中的“糖類”要在初中教學的基礎上適當提高、拓展。教學過程中要把握好深廣度，例如介紹葡萄糖時，學生只需了解葡萄糖分子結構中含有醛基及檢驗方法，不宜涉及葡萄糖分子的具體結構。淀粉的水解實驗及實驗方案的設計是“糖類”教學的重難點，是培養學生實驗探究與創新意識、基于證據的推理能力的良好載體。通過“糖類”教學發展學生學習化學的興趣，讓學生感悟化學源于生活，領會化學使生活更美好，以此培養學生的社會責任感。

二、基于化學核心素養的教學思路

三、基于化學核心素養的教學過程設計

1.宏微結合，認識糖類

[引課]觀看視頻，了解青田“稻魚米”發展和現狀。

設計意圖：米是我們的主食之一，用熟悉的家鄉特產青田“稻魚米”創設生活化情境，激發學生學習興趣。

[教師]你知道“稻魚米”的主要成分是什么？如何檢驗？

[學生]淀粉，可以用碘水檢驗。

[學生實驗1]檢驗“稻魚米”中是否含有淀粉。

[學生]變藍，說明含有淀粉。

[教師]展示“稻魚米”的營養成分表，不含淀粉。

[學生]碳水化合物就是淀粉

[教師]展示“可口可樂”的營養成分表中“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之比。

[學生]糖類的組成元素是c、H、O，其中H、O原子個數比為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]碳水化合物的發現歷史。

[教師]碳水化合物這個名稱從18世紀開始使用，后來發現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。有機物是根據結構和性質進行分類的，而不是按組成分類的，關于糖類的結構我們將在《有機化學基礎》中進一步學習。

設計意圖：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”的營養成分表制造認知沖突，同時展示生活中許多食品說明書上都用“碳水化合物”，結合常見糖類的組成分析兩者的聯系。通過介紹碳水化合物的發現歷史，體驗人類研究有機物的方法轉變：從組成研究到結構與性質研究。

2.聯系生活，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？

[學生]各種舉例。

[學生活動]品嘗“稻魚米”、甘蔗。

[學生]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）。

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

3.實驗探究，揭秘糖類

[提問]“稻魚米”的營養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]今天請同學們擔任食品檢測員，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。

設計意圖：通過角色扮演創設真實的情鏡，利用“稻魚米”米粉在現場進行淀粉的水解實驗，激發學生探究水解液成分的欲望。

[教師]為了能準確測定淀粉的含量，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]葡萄糖分子結構中含有醛基，可以用新制cu（OH）2懸濁液檢驗（現象：加熱時產生磚紅色沉淀）。

[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。

[學生活動]利用現有的試劑設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。

設計意圖：由于學生不了解葡萄糖的結構，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，同時為后續設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中和？

[學生實驗2]教師分發淀粉水解液，學生進行小組實驗，分享實驗結果，分析淀粉水解的程度。

設計意圖：設計問題鏈，驅動學生通過交流討論設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，構建淀粉（多糖）水解液成分分析的模型。讓學生進行分組實驗，充分體現學生的主體地位，體驗科學探究的過程，培養學生的實驗操作、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。葡萄糖的銀鏡反應廣泛應用在制鏡工業。今天我們介紹兩種方法，水浴法與振蕩法。

[學生實驗3]葡萄糖的銀鏡反應，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。

設計意圖：采用振蕩法進行葡萄糖的銀鏡反應突破學生的常規思維（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，指導學生在實驗過程中對試劑用量的控制。

[小結]我們可以根據產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。醫學上用類似的反應來檢驗病人尿液中葡萄糖的含量是否偏高。

設計意圖：前后呼應，回歸“稻魚米”中淀粉含量的測定，驅動學生從定性思維轉向定量思維。

4.回歸現實，應用糖類

[提問]‘‘稻魚米”除了作為我們日常主食之外，還有哪些用途呢？

[學生]釀酒等。

[教師]淀粉水解產生的葡萄糖在酒化酶的作用產生乙醇，工業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味品、飲品“酒”之外，還有些什么用途？

[學生]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]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系。

設計意圖：通過認識糖類在生產、生活中的重要作用，讓學生體會淀粉、纖維素、葡萄糖、乙醇、乙酸的轉化關系，為后續學習打基礎，同時培養學生在生活中應用化學知識的興趣，發展學生科學態度和社會責任的學科核心素養。

本節課以青田“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計，葡萄糖的檢驗，糖類的應用等知識穿插其中，學生在愉快的學習氛圍中完成教學內容。通過品嘗糖類、角色扮演、設計問題鏈、設置不同的探究實驗等多樣化的教學活動激發學生學習興趣，運用所學的知識分析與解決實際問題，促進每個學生化學學科核心素養得到不同程度的發展。