“科普類”知識教學如何落實化學學科素養的培養
——以滬教版“糖類 油脂”一課為例

徐麗華

江蘇省蘇州市工業園區星海實驗中學(215101)

新一輪基礎教育改革以提升學生的核心素養為目標,作為科學教育重要組成部分的義務教育階段的化學課程具有基礎性、趣味性等特點,但同樣以培養和提升學生的化學學科素養為終極目標。在現行的義務教育階段化學課程中,身邊的化學物質專題有豐富的實驗探究,概念理論專題有明顯的學科特色,因此這些教學內容的課堂一般能很好地落實化學學科素養的培養。然而諸如滬教版化學九年級下冊第八章“食品中的有機化合物”,由于教學內容本身像科普知識,缺乏深度、難度,再加上不少教師認為課時緊張,急著開始中考總復習,因此很多教師往往“淡化”處理這類章節的教學,教學上缺乏開放度、探究活動,有些甚至在課堂上直接帶著學生閱讀教材,劃、背、默重點知識。這樣的課堂自然無法有效落實化學學科素養的培養。筆者基于化學學科素養的內涵,對這一章中的“糖類 油脂”一課進行教學嘗試,以求將“科普性”知識上出化學學科的韻味來,真正落實化學學科素養的培養。

1 教材分析

“糖類 油脂”一節涉及到的知識點有糖類(淀粉、葡萄糖、纖維素)來源、作用及存在,淀粉、葡萄糖的檢驗方法,油脂分類與作用。這些知識點在七八年級生物課程、蘇教版高中化學必修2中都有涉及(見表1),因此初三化學的“食品中的有機化合物”既是之前生物課程內容的延伸與拓展,又應該為高中化學學習奠定基礎。具體教學時應在初中生物了解性的學習基礎上,帶領學生用化學學科的思維角度去認識食品中的各種有機化合物的組成和變化,學習用化學式表示物質,用化學方程式表示這些有機物在新陳代謝中的化學變化。此外,在教學中應密切聯系生產、生活實際,引導學生初步認識化學與人類健康的關系,增強對自然和社會的責任感。

2 基于學科核心素養的教學過程

環節一:感知糖類物質的存在——分類表征,宏微結合

[設問]制作巧克力的原料有哪些呢?

[觀察]巧克力的配料表,食品中常見的糖類物質的圖片。

[思考]巧克力中的營養物質,不同食物中含有的糖類物質。

[觀察]葡萄糖、蔗糖、淀粉、纖維素的分子結構。

[書寫]糖類物質的化學式。

[思考]糖類物質組成上的共同點。

[比較]淀粉、纖維素的化學式和分子結構,相對分子質量。

[思考]為什么淀粉、纖維素的化學式相同?

[小結]糖類物質都由C、H、O元素組成,俗稱“碳水化合物”。由于分子結構不同,淀粉、纖維素化學式相同但性質不同,屬于不同的物質,但都是有機高分子化合物。

表1 初高中學段對食品中有機物的學習要求

環節二:探究糖類物質的性質——變化守恒,模型認知

活動1:感受合成,了解來源

[設問]巧克力以及其他食物中的糖類物質都是怎么產生的呢?

[視頻]綠色植物的光合作用。

[書寫]光合作用的化學方程式。

[討論]光合作用過程中的物質變化、物質類別變化、能量變化。

[小結]綠色植物首先進行光合作用合成葡萄糖,然后在不同的植物體內葡萄糖轉化成不同的糖類物質。光合作用不僅將二氧化碳轉變為氧氣,還實現了將無機物轉變為有機小分子物質,進一步轉化為有機高分子物質。此外通過光合作用把太陽能儲存在化學物質中。

活動2:鑒別原料,理解性質

[設問]巧克力中是否含有淀粉?淀粉如何檢驗?

[視頻]紅色故事“無字信”。

[實驗]淀粉的檢驗。

[討論]能否用加碘食鹽檢驗淀粉?

[小結]淀粉是有C、H、O元素,化學式為(C6H10O5)n,是有機高分子化合物,是一種白色固體,難溶于水,無甜味,主要存在于小麥、土豆、馬鈴薯、芋頭等植物以及面包、饅頭、米飯等食物中。淀粉遇到碘單質會變藍色,因此常用碘酒檢驗食物是否含淀粉。

活動3:模擬代謝,體會變化

[視頻]糖類物質在人體內的代謝過程。

[書寫]淀粉水解成葡萄糖的化學反應方程式,葡萄糖緩慢氧化的化學方程式。

[討論]糖類物質代謝過程中的物質變化、物質類別變化、能量變化。

[講述]葡萄糖是一種白色粉末,易溶于水,有甜味。葡萄糖在血液中需要維持一定的濃度,如果葡萄糖不足,可以通過靜脈注射或口服葡萄糖溶液補充葡萄糖。如果葡萄糖代謝不正常,隨尿液排出,則表現為高血糖,尿液中就可以檢測出葡萄糖。實驗室里如何檢驗葡萄糖呢?

[演示]用新制的氫氧化銅懸濁液檢驗葡萄糖。

[小結]糖類物質在一系列酶的催化作用下最終水解成葡萄糖,葡萄糖直接進入血液稱為血糖,血糖隨著血液循環輸送到人體的各個部位,供給人體的呼吸。呼吸作用是一個緩慢氧化的過程,也是一個釋放熱量的過程。通過呼吸作用將葡萄糖轉變為二氧化碳和水,實現了將有機物轉變為無機物。

環節三:體悟糖類物質的用途——樹立健康生活理念

[講述]纖維素也是一種糖類,并且是高分子化合物,無法透過細胞膜,又由于人體內缺乏使纖維素水解的酶,所以人體很難消化吸收纖維素,纖維素能幫助消化、預防便秘。牛、羊等動物可以通過體內微生物的作用,使得纖維素代謝。

[視頻]古法釀酒。

[講述]糖類為人體生命活動提供了所需的能量,中國人很早就知道用富含淀粉的谷物、甘薯來釀酒。在釀酒的過程中,淀粉先轉化為葡萄糖,然后再發酵成酒精。這是我們中華民族古老的智慧,也是淀粉的一種轉化方式。

[設問]你能解釋為什么不吃早飯上學,幾節課下來會感到頭暈、無力,但吃塊巧克力就能減輕不適了嗎?

[過渡]巧克力的力量除了來自于糖類外,還來自于可可脂,即油脂。

[設問]那油脂在人體內又會經歷怎樣的代謝過程呢?

[講述]油脂在膽汁作用下先轉化成脂肪顆粒，然后再在各種酶的作用下轉變成甘油和脂肪酸，進入血液循環，被人體直接吸收，其中一部分脂肪酸緩慢氧化，釋放能量，還有一部分脂肪酸重新合成脂肪，儲存起來，所以油脂是人體的備用能源。

[小結]糖類在人體內也可以轉化為油脂。如果人體攝入過多的糖類食物,在日常生命活動消耗之后還有剩余,在人體內就會以脂肪的形式儲存起來。因此巧克力雖然誘人,但這種高糖高脂的食物不能多吃。但也不用“談脂色變”,適當食用油脂有益處,可以保護內臟、提供能量,所以萬事萬物都得把握一個度。

3 教學反思

“食品中的有機化合物”這一章節看起來知識簡單、但教學內容瑣碎,它對引導學生認識化學與人類健康的關系、理解科學的本質、增強社會責任感具有不可替代的作用。教學中應重點思考以下幾點:

(1)如何聯系生產、生活實際,創設真實的情境,整合這塊教學內容,提高學生學習的興趣;

(2)如何開設實驗探究、交流討論等多樣化的學生活動,突出學生的主體地位,發展運用所學知識分析與解決實際問題的能力;

(3)如何提升這類科普類知識化學教學的思維深度,落實科學素養的培養。