“科普类”知识教学如何落实化学学科素养的培养——以沪教版“糖类 油脂”一课为例

徐丽华

江苏省苏州市工业园区星海实验中学(215101)

新一轮基础教育改革以提升学生的核心素养为目标,作为科学教育重要组成部分的义务教育阶段的化学课程具有基础性、趣味性等特点,但同样以培养和提升学生的化学学科素养为终极目标。在现行的义务教育阶段化学课程中,身边的化学物质专题有丰富的实验探究,概念理论专题有明显的学科特色,因此这些教学内容的课堂一般能很好地落实化学学科素养的培养。然而诸如沪教版化学九年级下册第八章“食品中的有机化合物”,由于教学内容本身像科普知识,缺乏深度、难度,再加上不少教师认为课时紧张,急着开始中考总复习,因此很多教师往往“淡化”处理这类章节的教学,教学上缺乏开放度、探究活动,有些甚至在课堂上直接带着学生阅读教材,划、背、默重点知识。这样的课堂自然无法有效落实化学学科素养的培养。笔者基于化学学科素养的内涵,对这一章中的“糖类 油脂”一课进行教学尝试,以求将“科普性”知识上出化学学科的韵味来,真正落实化学学科素养的培养。

1 教材分析

“糖类 油脂”一节涉及到的知识点有糖类(淀粉、葡萄糖、纤维素)来源、作用及存在,淀粉、葡萄糖的检验方法,油脂分类与作用。这些知识点在七八年级生物课程、苏教版高中化学必修2中都有涉及(见表1),因此初三化学的“食品中的有机化合物”既是之前生物课程内容的延伸与拓展,又应该为高中化学学习奠定基础。具体教学时应在初中生物了解性的学习基础上,带领学生用化学学科的思维角度去认识食品中的各种有机化合物的组成和变化,学习用化学式表示物质,用化学方程式表示这些有机物在新陈代谢中的化学变化。此外,在教学中应密切联系生产、生活实际,引导学生初步认识化学与人类健康的关系,增强对自然和社会的责任感。

2 基于学科核心素养的教学过程

环节一:感知糖类物质的存在——分类表征,宏微结合

[设问]制作巧克力的原料有哪些呢?

[观察]巧克力的配料表,食品中常见的糖类物质的图片。

[思考]巧克力中的营养物质,不同食物中含有的糖类物质。

[观察]葡萄糖、蔗糖、淀粉、纤维素的分子结构。

[书写]糖类物质的化学式。

[思考]糖类物质组成上的共同点。

[比较]淀粉、纤维素的化学式和分子结构,相对分子质量。

[思考]为什么淀粉、纤维素的化学式相同?

[小结]糖类物质都由C、H、O元素组成,俗称“碳水化合物”。由于分子结构不同,淀粉、纤维素化学式相同但性质不同,属于不同的物质,但都是有机高分子化合物。

表1 初高中学段对食品中有机物的学习要求

环节二:探究糖类物质的性质——变化守恒,模型认知

活动1:感受合成,了解来源

[设问]巧克力以及其他食物中的糖类物质都是怎么产生的呢?

[视频]绿色植物的光合作用。

[书写]光合作用的化学方程式。

[讨论]光合作用过程中的物质变化、物质类别变化、能量变化。

[小结]绿色植物首先进行光合作用合成葡萄糖,然后在不同的植物体内葡萄糖转化成不同的糖类物质。光合作用不仅将二氧化碳转变为氧气,还实现了将无机物转变为有机小分子物质,进一步转化为有机高分子物质。此外通过光合作用把太阳能储存在化学物质中。

活动2:鉴别原料,理解性质

[设问]巧克力中是否含有淀粉?淀粉如何检验?

[视频]红色故事“无字信”。

[实验]淀粉的检验。

[讨论]能否用加碘食盐检验淀粉?

[小结]淀粉是有C、H、O元素,化学式为(C6H10O5)n,是有机高分子化合物,是一种白色固体,难溶于水,无甜味,主要存在于小麦、土豆、马铃薯、芋头等植物以及面包、馒头、米饭等食物中。淀粉遇到碘单质会变蓝色,因此常用碘酒检验食物是否含淀粉。

活动3:模拟代谢,体会变化

[视频]糖类物质在人体内的代谢过程。

[书写]淀粉水解成葡萄糖的化学反应方程式,葡萄糖缓慢氧化的化学方程式。

[讨论]糖类物质代谢过程中的物质变化、物质类别变化、能量变化。

[讲述]葡萄糖是一种白色粉末,易溶于水,有甜味。葡萄糖在血液中需要维持一定的浓度,如果葡萄糖不足,可以通过静脉注射或口服葡萄糖溶液补充葡萄糖。如果葡萄糖代谢不正常,随尿液排出,则表现为高血糖,尿液中就可以检测出葡萄糖。实验室里如何检验葡萄糖呢?

[演示]用新制的氢氧化铜悬浊液检验葡萄糖。

[小结]糖类物质在一系列酶的催化作用下最终水解成葡萄糖,葡萄糖直接进入血液称为血糖,血糖随着血液循环输送到人体的各个部位,供给人体的呼吸。呼吸作用是一个缓慢氧化的过程,也是一个释放热量的过程。通过呼吸作用将葡萄糖转变为二氧化碳和水,实现了将有机物转变为无机物。

环节三:体悟糖类物质的用途——树立健康生活理念

[讲述]纤维素也是一种糖类,并且是高分子化合物,无法透过细胞膜,又由于人体内缺乏使纤维素水解的酶,所以人体很难消化吸收纤维素,纤维素能帮助消化、预防便秘。牛、羊等动物可以通过体内微生物的作用,使得纤维素代谢。

[视频]古法酿酒。

[讲述]糖类为人体生命活动提供了所需的能量,中国人很早就知道用富含淀粉的谷物、甘薯来酿酒。在酿酒的过程中,淀粉先转化为葡萄糖,然后再发酵成酒精。这是我们中华民族古老的智慧,也是淀粉的一种转化方式。

[设问]你能解释为什么不吃早饭上学,几节课下来会感到头晕、无力,但吃块巧克力就能减轻不适了吗?

[过渡]巧克力的力量除了来自于糖类外,还来自于可可脂,即油脂。

[设问]那油脂在人体内又会经历怎样的代谢过程呢?

[讲述]油脂在胆汁作用下先转化成脂肪颗粒，然后再在各种酶的作用下转变成甘油和脂肪酸，进入血液循环，被人体直接吸收，其中一部分脂肪酸缓慢氧化，释放能量，还有一部分脂肪酸重新合成脂肪，储存起来，所以油脂是人体的备用能源。

[小结]糖类在人体内也可以转化为油脂。如果人体摄入过多的糖类食物,在日常生命活动消耗之后还有剩余,在人体内就会以脂肪的形式储存起来。因此巧克力虽然诱人,但这种高糖高脂的食物不能多吃。但也不用“谈脂色变”,适当食用油脂有益处,可以保护内脏、提供能量,所以万事万物都得把握一个度。

3 教学反思

“食品中的有机化合物”这一章节看起来知识简单、但教学内容琐碎,它对引导学生认识化学与人类健康的关系、理解科学的本质、增强社会责任感具有不可替代的作用。教学中应重点思考以下几点:

(1)如何联系生产、生活实际,创设真实的情境,整合这块教学内容,提高学生学习的兴趣;

(2)如何开设实验探究、交流讨论等多样化的学生活动,突出学生的主体地位,发展运用所学知识分析与解决实际问题的能力;

(3)如何提升这类科普类知识化学教学的思维深度,落实科学素养的培养。