论文部分内容阅读
摘 要：糖作为人体的能源物质，无论从了解化学还是认识自身都表现出重要的地位。新课程提倡“从生活走進化学，从化学走向社会”，突出化学的社会价值。本堂课的教学设计以此为理论基础和指导思想。
关键词：情景教学；化学；逻辑思维
一、 设计思路
从生活中存在的含糖物质入手，从各种糖的介绍中打破学生认为糖就是葡萄糖的错误概念，对糖类物质形成准确的理解，学会书写它们的化学式。在学生讨论糖类物质在日常生活中的重要作用的基础上，实验探究糖的水解。以糖尿病的检验为线索，将葡萄糖的性质融入其中，通过实验探究，加深了对相关知识的理解和掌握，培养了学生的实验操作能力与观察能力；在分析其他糖类的水解时，通过学生的分组讨论，设计、完善实验方案，最后用实验去检验，培养了学生形成严密的逻辑思维能力。
二、 教材分析
教材在选择和组织内容时，围绕三个维度的课程目标，确立了三条基本的内容线索：①化学学科的基本知识和基本技能（如：葡萄糖的性质）；②科学探究、化学学科研究方法和学习策略（如：葡萄糖性质及淀粉水解的实验探究）；③反映化学与社会、环境、个人生活实际以及其他科学和技术的广泛联系的内容主题和学习素材（如：糖尿病的危害，如何来检验糖尿病，人们用糯米酿酒等）。
这节课是在学生初中已了解常见的糖类，并已经涉及葡萄糖与新制氢氧化铜悬浊液反应的实验的基础上，进一步认识糖类，尤其是葡萄糖的性质，有着承上的作用；同时本节课也为接下来选修5《有机化学基础》进一步学习糖类的结构及其他性质做了很好的铺垫。
三、 学情分析
（一） 学生在初中科学中已经对常见糖类有初步的认识，知道糖类习惯上称为碳水化合物。本课则通过葡萄糖、蔗糖、淀粉、纤维素化学式的比较，让学生领悟到，在这些有机物的分子中，氢、氧原子数之比为2∶1，理解它们的分子组成特点，以及为什么这些物质习惯上称为碳水化合物。
（二） 经过一个多学期的学习，学生也已初步具有分析问题、解决问题的能力，对采用实验探究的方法研究学习化学也有一定的基础。这为学生采用科学探究的方法学习葡萄糖的化学性质及淀粉水解情况提供了能力的基础。
四、 教学目标
（一） 知识与技能
1. 了解糖类的组成、主要性质及在日常生活中的应用。
2. 认识糖对人体的重要，以葡萄糖的热化学方程式来显示其作为人体能源物质的价值。
（二） 过程与方法
1. 通过各种糖类物质的比较学习，拓展对糖的认识，进而集中于葡萄糖来了解糖类的性质。
2. 通过实验探究分析葡萄糖的重要性质，通过实验方案的设计判断淀粉的水解情况。学习科学探究的基本方法，提高科学探究能力。
（三） 情感与态度
密切化学与生活、人类的联系，激发学生学习化学、了解自身的兴趣。
五、 重点难点
（一）重点：常见糖类的组成及存在、葡萄糖的检验、糖类水解反应。
（二）难点：糖类的水解反应，设计实验探究淀粉的水解情况
六、 教学策略与手段
本课教学中运用“启发式教学模式”。以糖尿病为教学背景，创设学习情境激励学生主动探究、研讨；运用实验、多媒体和阅读等手段，为学生提供运用多种感觉分析器官的机会，使学生从多层面受到感染，受到激励；运用讨论激励学生强化学习活动，促成学生获得学习成就感；通过归纳、演绎，激励学生建构知识体系，发展学生的认知结构；通过课堂知识的实际运用，让学生更深刻认识化学与人类生活的密切关系，从而更好培养学生健康生活的意识。
七、 教学流程
八、 教学过程
教学环节一：常见糖类的存在及物理性质
情景1：对于糖，我们并不陌生，（投影）新中国成立60周年——回忆快乐童年之甜美零食。
说说你吃过哪些糖？
【生】淀粉（米饭、面包）、纤维素（蔬菜中）、水果中有果糖、葡萄中含葡萄糖、蔗糖，等等。
【实物展示】含糖物质
【小结】淀粉、纤维素、果糖、葡萄糖、麦芽糖、蔗糖等都是常见的糖类。
葡萄糖蔗糖淀粉纤维素
组成C6H12O6C12H22O11（C6H10O5）n相对分子质量从几万到几十万（C6H10O5）n相对分子质量在200万以上
存在葡萄汁、蜂蜜、甜味水果甘蔗、甜菜等植物种子或块根、块茎等植物细胞壁、棉花、木材等
【问题探究】
1. 糖一定有甜味吗？有甜味的一定是糖类吗？
2. 为什么人们曾把这些糖类化合物称为“碳水化合物”？
3. 淀粉和纤维素是属于同分异构体吗？
小结：糖类不一定具有甜味，有甜味的物质不一定是糖类
【学生】通过分析糖类化合物的元素组成以及碳、氢、氧原子数的比例得出结论。
【教师补充】随着科学的发展，发现碳水化合物的名称没有正确反映糖类的组成、结构特征。糖类中氢氧个数比并不都是2∶1，也并不以水分子形式存在。
举例：乙酸（醋）：C2H4O2 甲醛：CH2O 鼠李糖：C6H12O5
【小结】符合通式C5（H2O）n的不一定是糖类，属于糖类的物质不一定符合这通式。
【设计意图】通过三个问题的探究，打破了学生经验中糖都具有甜味、糖类就是糖水化合物等不正确认识，在初中科学的基础上进一步地加深了对糖类的认识。
【实验1】观察糖类的颜色、状态和水溶性。总结实验现象，讨论完成实验记录表格。
葡萄糖蔗糖淀粉纤维素
颜色、状态白色固体无色晶体白色粉末白色纤维状 水溶性可溶可溶部分可溶不溶
（评：学生亲身参与，切实感受糖类在日常生活中的存在和应用，認识到化学与人类生活的关系，感受到有机化学就在实际生活之中，激发起学习化学的兴趣。多种方式的学习方法，也让学生更好地全面把握糖类化合物的组成、存在与性质。）
教学环节二：葡萄糖的性质及检验
情景2：糖尿病是现代疾病中的第二杀手，糖尿病患者由于生理发生病变，进食后血液中大量的葡萄糖（血糖）不能储存起来，导致血液中的葡萄糖浓度很高，大量的糖只能通过尿液排出。所以糖尿病的主要特征是尿液中葡萄糖含量偏高。
【板书】葡萄糖（C6H12O6）
【教师】以前，医院常用新制氢氧化铜悬浊液或银氨溶液来检验患者是否得糖尿病，你知道原理吗？如患有糖尿病会出现什么特殊现象？
【提问】这两个实验都要在碱性环境中进行，如何来配制银氨溶液？（氨水滴加到硝酸银中至刚开始产生的沉淀恰好溶解）。如何配制新制氢氧化铜悬浊液？保证哪种试剂过量？（氢氧化钠）
【投】实验注意点：
1. 费林反应：加热时注意加热时间不宜过长，注意实验安全。
2. 银镜反应：要用水浴加热，加热时不可振荡和摇动试管。
【学生分组实验】
实验一：
2 mL10%氢氧化钠溶液→加入5～6滴5%的硫酸铜溶液，振荡→蓝色的氢氧化铜悬浊液→加入1 mL10%的葡萄糖水溶液，振荡（水浴加热）→砖红色沉淀
实验二：
1 mL2%AgNO3溶液→一边振荡，一边逐滴滴入2%的稀氨水，直到析出的沉淀恰好溶解为止→银氨溶液→加入1 mL10%的葡萄糖水溶液，振荡（水浴加热）→管壁上有光亮如镜的银析出
【教师】观察学生实验，及时纠正，适时鼓励。
【提问】从氧化还原角度来说，这两个反应体现了葡萄糖的什么性质？
【学生】还原性。
【板书】葡萄糖→还原性糖
（评：情境的创设既引起学生的学习兴趣，又拓宽了他们的知识面。本情境在实验探究中加深了对葡萄糖性质的理解和掌握，也培养了学生的实验操作能力与观察能力）
教学环节三：糖类的水解
情景3：低血糖患者或不能正常饮食的病人到了医院，医生会给病人注射葡萄糖；在运动会上，运动员跑完之后，也经常喝葡萄糖来补充营养，那么利用葡萄糖来补充营养的原理是什么？
【学生】葡萄糖在人体组织中发生缓慢氧化，放出热量，提供生命活动所需的能量。
【板书】C6H12O6（s） 6O2（g）=6CO2（g） 6H2O（l） ΔH=-28.04 kJ/mol
【教师】平时我们的饮食中并不是直接通过摄入葡萄糖而获得能量的，人们主要从食物中摄入淀粉满足身体所需葡萄糖。
【提问】淀粉如何转化为葡萄糖？还有哪些糖可转化为葡萄糖？
【学生】回忆初中生物知识，讨论，讲述。
【教师】生物体内主要通过各种酶的作用，淀粉最终水解为葡萄糖。实验室中，在无机酸的催化下，淀粉也可以发生水解反应。
【板书】（C6H10O5）n nH2O催化剂nC6H12O6
【演示实验】“淀粉的水解反应”
【问题探究】
4. 反应一段时间后，你能确定这支试管中的淀粉完全转化为葡萄糖了吗？可能有哪些水解情况？
5. 不同的水解情况，所得的水解液中除了酸和水外，还有什么其他物质？
【学生】完全水解（葡萄糖）、部分水解（葡萄糖和淀粉）、尚未水解（只有淀粉）
【交流讨论】分组讨论，设计可行的实验方案来确定所得水解液属于哪种水解情况。
【学生1】往水解液中加入新制氢氧化铜悬浊液或银氨溶液，加热，观察现象。
【学生2】分为两支试管，一支加入碘水，另一支加入新制氢氧化铜悬浊液，加热，观察现象。
【学生3】分为两支试管，一支加入碘水，另一支加入银氨溶液，水浴加热，观察现象。
【学生4】分为两支试管，一支加入碘水，另一支用氢氧化钠中和水解液至碱性，再加入新制氢氧化铜悬浊液或银氨溶液，加热，观察现象。
【追问】用氢氧化钠溶液中和水解液的目的是什么？
【学生】费林反应和银镜反应都要在碱性条件下进行。
【教师】倾听学生实验方案，引导学生改进、完善实验方案
（评：让学生设计实验方案来判断淀粉水解的程度，需要知道淀粉水解的条件、淀粉的检验方法、水解产物的检验方法，更需要学生有严密的思维，如了解检验水解产物的实验条件等。在设计方案并实验验证的过程中学习科学探究的基本方法，提高科学探究能力。）
情景4：每年秋后，许多家庭用糯米来酿酒，工业上利用植物秸秆制造酒精，你知道原理吗？
【学生】阅读、思考、讨论（淀粉和纤维素在一定条件下能水解成葡萄糖。后者在酒化酶作用下能转化为酒精，得到的酒精在某种微生物存在下能进一步发生氧化反应得到醋酸）
【板书】C6H12O6酒化酶2C2H5OH 2CO2
【投影】葡萄糖的用途
（评：该情景的设置使学生深切感受到生活处处有化学，提高了学生学习化学的兴趣）
【板书设计】
【反思】由于糖类结构复杂，学生已有知识还不足以从结构角度认识糖类的性质。本课，我通过从身边被忽略的物品中（如木质课桌）寻找、认识糖类物质，结合教材中表3-5与“活动探究”中实验1，不仅让学生了解常见的糖类物质，学会书写它们的化学式，也让学生体会到糖类物质的物理性质有所不同，并非自己想象，需要通过实验验证，从而培养学生实事求是的科学态度。第二块内容——葡萄糖的性质，通过学生分组实验探究，提高了学生学习的积极性，培养了学生通过观察实验现象，分析问题和解决问题的能力，加深了对银氨溶液和新制氢氧化铜悬浊液配制的记忆。第三块内容——糖类的水解，让学生自己设计实验方案，分析淀粉的水解程度，并用实验来判断，需要学生知道淀粉水解的条件、淀粉的检验方法、水解产物的检验方法等培养了学生严密的逻辑思维能力，使学生感受到化学学习的乐趣。
作者简介：
吴招坛，浙江省温州市，温州中学。
关键词：情景教学；化学；逻辑思维
一、 设计思路
从生活中存在的含糖物质入手，从各种糖的介绍中打破学生认为糖就是葡萄糖的错误概念，对糖类物质形成准确的理解，学会书写它们的化学式。在学生讨论糖类物质在日常生活中的重要作用的基础上，实验探究糖的水解。以糖尿病的检验为线索，将葡萄糖的性质融入其中，通过实验探究，加深了对相关知识的理解和掌握，培养了学生的实验操作能力与观察能力；在分析其他糖类的水解时，通过学生的分组讨论，设计、完善实验方案，最后用实验去检验，培养了学生形成严密的逻辑思维能力。
二、 教材分析
教材在选择和组织内容时，围绕三个维度的课程目标，确立了三条基本的内容线索：①化学学科的基本知识和基本技能（如：葡萄糖的性质）；②科学探究、化学学科研究方法和学习策略（如：葡萄糖性质及淀粉水解的实验探究）；③反映化学与社会、环境、个人生活实际以及其他科学和技术的广泛联系的内容主题和学习素材（如：糖尿病的危害，如何来检验糖尿病，人们用糯米酿酒等）。
这节课是在学生初中已了解常见的糖类，并已经涉及葡萄糖与新制氢氧化铜悬浊液反应的实验的基础上，进一步认识糖类，尤其是葡萄糖的性质，有着承上的作用；同时本节课也为接下来选修5《有机化学基础》进一步学习糖类的结构及其他性质做了很好的铺垫。
三、 学情分析
（一） 学生在初中科学中已经对常见糖类有初步的认识，知道糖类习惯上称为碳水化合物。本课则通过葡萄糖、蔗糖、淀粉、纤维素化学式的比较，让学生领悟到，在这些有机物的分子中，氢、氧原子数之比为2∶1，理解它们的分子组成特点，以及为什么这些物质习惯上称为碳水化合物。
（二） 经过一个多学期的学习，学生也已初步具有分析问题、解决问题的能力，对采用实验探究的方法研究学习化学也有一定的基础。这为学生采用科学探究的方法学习葡萄糖的化学性质及淀粉水解情况提供了能力的基础。
四、 教学目标
（一） 知识与技能
1. 了解糖类的组成、主要性质及在日常生活中的应用。
2. 认识糖对人体的重要，以葡萄糖的热化学方程式来显示其作为人体能源物质的价值。
（二） 过程与方法
1. 通过各种糖类物质的比较学习，拓展对糖的认识，进而集中于葡萄糖来了解糖类的性质。
2. 通过实验探究分析葡萄糖的重要性质，通过实验方案的设计判断淀粉的水解情况。学习科学探究的基本方法，提高科学探究能力。
（三） 情感与态度
密切化学与生活、人类的联系，激发学生学习化学、了解自身的兴趣。
五、 重点难点
（一）重点：常见糖类的组成及存在、葡萄糖的检验、糖类水解反应。
（二）难点：糖类的水解反应，设计实验探究淀粉的水解情况
六、 教学策略与手段
本课教学中运用“启发式教学模式”。以糖尿病为教学背景，创设学习情境激励学生主动探究、研讨；运用实验、多媒体和阅读等手段，为学生提供运用多种感觉分析器官的机会，使学生从多层面受到感染，受到激励；运用讨论激励学生强化学习活动，促成学生获得学习成就感；通过归纳、演绎，激励学生建构知识体系，发展学生的认知结构；通过课堂知识的实际运用，让学生更深刻认识化学与人类生活的密切关系，从而更好培养学生健康生活的意识。
七、 教学流程
八、 教学过程
教学环节一：常见糖类的存在及物理性质
情景1：对于糖，我们并不陌生，（投影）新中国成立60周年——回忆快乐童年之甜美零食。
说说你吃过哪些糖？
【生】淀粉（米饭、面包）、纤维素（蔬菜中）、水果中有果糖、葡萄中含葡萄糖、蔗糖，等等。
【实物展示】含糖物质
【小结】淀粉、纤维素、果糖、葡萄糖、麦芽糖、蔗糖等都是常见的糖类。
葡萄糖蔗糖淀粉纤维素
组成C6H12O6C12H22O11（C6H10O5）n相对分子质量从几万到几十万（C6H10O5）n相对分子质量在200万以上
存在葡萄汁、蜂蜜、甜味水果甘蔗、甜菜等植物种子或块根、块茎等植物细胞壁、棉花、木材等
【问题探究】
1. 糖一定有甜味吗？有甜味的一定是糖类吗？
2. 为什么人们曾把这些糖类化合物称为“碳水化合物”？
3. 淀粉和纤维素是属于同分异构体吗？
小结：糖类不一定具有甜味，有甜味的物质不一定是糖类
【学生】通过分析糖类化合物的元素组成以及碳、氢、氧原子数的比例得出结论。
【教师补充】随着科学的发展，发现碳水化合物的名称没有正确反映糖类的组成、结构特征。糖类中氢氧个数比并不都是2∶1，也并不以水分子形式存在。
举例：乙酸（醋）：C2H4O2 甲醛：CH2O 鼠李糖：C6H12O5
【小结】符合通式C5（H2O）n的不一定是糖类，属于糖类的物质不一定符合这通式。
【设计意图】通过三个问题的探究，打破了学生经验中糖都具有甜味、糖类就是糖水化合物等不正确认识，在初中科学的基础上进一步地加深了对糖类的认识。
【实验1】观察糖类的颜色、状态和水溶性。总结实验现象，讨论完成实验记录表格。
葡萄糖蔗糖淀粉纤维素
颜色、状态白色固体无色晶体白色粉末白色纤维状 水溶性可溶可溶部分可溶不溶
（评：学生亲身参与，切实感受糖类在日常生活中的存在和应用，認识到化学与人类生活的关系，感受到有机化学就在实际生活之中，激发起学习化学的兴趣。多种方式的学习方法，也让学生更好地全面把握糖类化合物的组成、存在与性质。）
教学环节二：葡萄糖的性质及检验
情景2：糖尿病是现代疾病中的第二杀手，糖尿病患者由于生理发生病变，进食后血液中大量的葡萄糖（血糖）不能储存起来，导致血液中的葡萄糖浓度很高，大量的糖只能通过尿液排出。所以糖尿病的主要特征是尿液中葡萄糖含量偏高。
【板书】葡萄糖（C6H12O6）
【教师】以前，医院常用新制氢氧化铜悬浊液或银氨溶液来检验患者是否得糖尿病，你知道原理吗？如患有糖尿病会出现什么特殊现象？
【提问】这两个实验都要在碱性环境中进行，如何来配制银氨溶液？（氨水滴加到硝酸银中至刚开始产生的沉淀恰好溶解）。如何配制新制氢氧化铜悬浊液？保证哪种试剂过量？（氢氧化钠）
【投】实验注意点：
1. 费林反应：加热时注意加热时间不宜过长，注意实验安全。
2. 银镜反应：要用水浴加热，加热时不可振荡和摇动试管。
【学生分组实验】
实验一：
2 mL10%氢氧化钠溶液→加入5～6滴5%的硫酸铜溶液，振荡→蓝色的氢氧化铜悬浊液→加入1 mL10%的葡萄糖水溶液，振荡（水浴加热）→砖红色沉淀
实验二：
1 mL2%AgNO3溶液→一边振荡，一边逐滴滴入2%的稀氨水，直到析出的沉淀恰好溶解为止→银氨溶液→加入1 mL10%的葡萄糖水溶液，振荡（水浴加热）→管壁上有光亮如镜的银析出
【教师】观察学生实验，及时纠正，适时鼓励。
【提问】从氧化还原角度来说，这两个反应体现了葡萄糖的什么性质？
【学生】还原性。
【板书】葡萄糖→还原性糖
（评：情境的创设既引起学生的学习兴趣，又拓宽了他们的知识面。本情境在实验探究中加深了对葡萄糖性质的理解和掌握，也培养了学生的实验操作能力与观察能力）
教学环节三：糖类的水解
情景3：低血糖患者或不能正常饮食的病人到了医院，医生会给病人注射葡萄糖；在运动会上，运动员跑完之后，也经常喝葡萄糖来补充营养，那么利用葡萄糖来补充营养的原理是什么？
【学生】葡萄糖在人体组织中发生缓慢氧化，放出热量，提供生命活动所需的能量。
【板书】C6H12O6（s） 6O2（g）=6CO2（g） 6H2O（l） ΔH=-28.04 kJ/mol
【教师】平时我们的饮食中并不是直接通过摄入葡萄糖而获得能量的，人们主要从食物中摄入淀粉满足身体所需葡萄糖。
【提问】淀粉如何转化为葡萄糖？还有哪些糖可转化为葡萄糖？
【学生】回忆初中生物知识，讨论，讲述。
【教师】生物体内主要通过各种酶的作用，淀粉最终水解为葡萄糖。实验室中，在无机酸的催化下，淀粉也可以发生水解反应。
【板书】（C6H10O5）n nH2O催化剂nC6H12O6
【演示实验】“淀粉的水解反应”
【问题探究】
4. 反应一段时间后，你能确定这支试管中的淀粉完全转化为葡萄糖了吗？可能有哪些水解情况？
5. 不同的水解情况，所得的水解液中除了酸和水外，还有什么其他物质？
【学生】完全水解（葡萄糖）、部分水解（葡萄糖和淀粉）、尚未水解（只有淀粉）
【交流讨论】分组讨论，设计可行的实验方案来确定所得水解液属于哪种水解情况。
【学生1】往水解液中加入新制氢氧化铜悬浊液或银氨溶液，加热，观察现象。
【学生2】分为两支试管，一支加入碘水，另一支加入新制氢氧化铜悬浊液，加热，观察现象。
【学生3】分为两支试管，一支加入碘水，另一支加入银氨溶液，水浴加热，观察现象。
【学生4】分为两支试管，一支加入碘水，另一支用氢氧化钠中和水解液至碱性，再加入新制氢氧化铜悬浊液或银氨溶液，加热，观察现象。
【追问】用氢氧化钠溶液中和水解液的目的是什么？
【学生】费林反应和银镜反应都要在碱性条件下进行。
【教师】倾听学生实验方案，引导学生改进、完善实验方案
（评：让学生设计实验方案来判断淀粉水解的程度，需要知道淀粉水解的条件、淀粉的检验方法、水解产物的检验方法，更需要学生有严密的思维，如了解检验水解产物的实验条件等。在设计方案并实验验证的过程中学习科学探究的基本方法，提高科学探究能力。）
情景4：每年秋后，许多家庭用糯米来酿酒，工业上利用植物秸秆制造酒精，你知道原理吗？
【学生】阅读、思考、讨论（淀粉和纤维素在一定条件下能水解成葡萄糖。后者在酒化酶作用下能转化为酒精，得到的酒精在某种微生物存在下能进一步发生氧化反应得到醋酸）
【板书】C6H12O6酒化酶2C2H5OH 2CO2
【投影】葡萄糖的用途
（评：该情景的设置使学生深切感受到生活处处有化学，提高了学生学习化学的兴趣）
【板书设计】
【反思】由于糖类结构复杂，学生已有知识还不足以从结构角度认识糖类的性质。本课，我通过从身边被忽略的物品中（如木质课桌）寻找、认识糖类物质，结合教材中表3-5与“活动探究”中实验1，不仅让学生了解常见的糖类物质，学会书写它们的化学式，也让学生体会到糖类物质的物理性质有所不同，并非自己想象，需要通过实验验证，从而培养学生实事求是的科学态度。第二块内容——葡萄糖的性质，通过学生分组实验探究，提高了学生学习的积极性，培养了学生通过观察实验现象，分析问题和解决问题的能力，加深了对银氨溶液和新制氢氧化铜悬浊液配制的记忆。第三块内容——糖类的水解，让学生自己设计实验方案，分析淀粉的水解程度，并用实验来判断，需要学生知道淀粉水解的条件、淀粉的检验方法、水解产物的检验方法等培养了学生严密的逻辑思维能力，使学生感受到化学学习的乐趣。
作者简介：
吴招坛，浙江省温州市，温州中学。