化学学科核心素养——以《糖类》教学设计为例
不同的学科具有不同的学科本质和思维方法，因此核心素养的落实需要各个学科共同协作。化学学科核心素养包括“宏观辨识与微观探析”“变化观念与平衡思想”“证据推理与模型认知”“科学探究与创新意识”“科学态度与社会责任”五个维度。化学学科核心素养的落实离不开具体的化学知识、化学学科观念、化学思维方法、化学实验等方面的学习和培养。
一、课标和教材分析
《糖类》是苏教版必修2 专题三第二单元《食品中的有机化合物》的一节内容。初中阶段，学生对基本营养物质便有了初步的认识，而后续选修部分还会继续深入地介绍其性质。此处，糖类的学习起到承前启后的作用，使学生能够加深对基本营养物质的认知，意识到糖类、油脂、蛋白质对我们日常生活的重要性。
二、教学目标
1.知道糖类在人体内的转化过程，认识到糖类在人们膳食中的重要地位。
2.了解葡萄糖的特征反应，知道其重要用途。
3.通过化学实验，提高基于证据分析推理的能力，形成基本的转化观。
4.在真实情境中学习化学知识，初步形成使用化学方法解决生活问题的思维。
三、教学重难点
糖类的水解、葡萄糖的特征反应。
四、教学过程设计
情境一：关注糖尿病，不做“小糖人”。
【生活情境1】展示一张糖尿病病人的诊断书。
【学生】兴奋、恐慌。
【教师】人的血液中含有葡萄糖，诊断书中的“餐前血糖”这一指标指的便是血液中葡萄糖的含量。餐前血糖的正常参考值为3.8～6.1 mmol/L，超出或低于这一范围，都需要引起我们的重视。
【生活情境2】糖尿病病人有“三多一少”的症状，即多饮、多食、多尿和消瘦。
【学生】我好像得了糖尿病……
【展示】播放介绍糖尿病起因的视频。
【教师】糖尿病有遗传因素和环境因素两个影响因素。糖尿病患者的糖代谢功能紊乱，使其血液或尿液中的葡萄糖含量超出正常范围。我们身边有很多易患糖尿病的潜在人群，他们的血糖数值需要引起足够的重视。现在越来越多的人想要了解自己的血糖情况，你知道有哪些获得血糖数值的具体途径吗？
【学生】去医院检查。
【教师】在生活中，有些糖尿病病人年纪大了，不想去医院，你有什么办法能帮助他们吗？
【生活情境3】利用血糖试纸和血糖仪在家自测血糖。
【教师】血糖含量的检测原理是什么呢？
【学生】血糖指的是葡萄糖，肯定跟葡萄糖的性质有关。
设计意图：从真实的生活情境出发，使学生处于对糖尿病认知的持续亢奋之中。在这个环节中，创设符合学生思维模式的生活情境（糖尿病的诊断书→糖尿病的症状→糖尿病的起因→糖尿病的检测方法），使学生可以很自然地获得对糖尿病的整体认知，从宏观上辨识糖尿病其实并没有那么可怕。
情境二：饮食要健康，你都吃的啥。
【分组实验】
实验1：葡萄糖与新制Cu（OH）2悬浊液的反应。
实验2：葡萄糖与银氨溶液的反应。
【教师】在实验1 中，观察到有砖红色沉淀生成。虽然血糖仪的检测原理不是这个反应，但是医学上曾用类似的反应来检测糖尿病病人的血糖含量。在实验2 中，我们看到了光亮的银镜，这个原理经常用来制作镜子和壶胆。生活中，经常会遇到热水壶壶胆破裂的情况，你知道如何挑选质量上乘的壶胆吗？
【学生】听声音、看底部有没有尖端……
【问题】对于已经患有糖尿病的病人，在饮食上你有什么好的建议？
【学生】多吃水果和蔬菜。
【教师】蔬菜的主要成分是纤维素，虽然人体很难消化，但是它可以加快肠道的蠕动，有通便之功效，可以放心食用。如果血糖控制得好，也可以在两餐之间适当地吃一些水果，但是对于一些高糖分的水果，比如葡萄干、桂圆、枣子，还是要尽量少吃。
【问题】馒头、米饭、面包、包子……它们的主要成分都是淀粉，淀粉没有甜味，糖尿病病人需要控制它们的摄入量吗？
【学生】需要。因为生物课上讲过淀粉水解可以生成葡萄糖。
【生活情境4】小明早餐吃面包时，感觉甜甜的，你知道是为什么吗？面包在人体内经历了哪些转变？
【教师】淀粉在人体内会在酶的作用下或实验室中催化剂的作用下发生水解，请你写出淀粉水解的化学反应方程式。
【教师】在我们的日常饮食中，很多食物里都含有淀粉，淀粉在体内最终会转化为葡萄糖，从而影响血糖含量，因此需要合理地食用米饭、馒头等。
设计意图：在这个环节中，通过化学实验推测葡萄糖的相关性质，培养学生基于证据的逻辑推理能力；尝试从微观角度探析医院血糖的检验原理，通过生物学科的知识回顾淀粉的水解原理，并采用化学符号表征具体的反应过程。通过学习，学生意识到饮食与健康之间的潜在关系，初步关注饮食搭配。
情境三：小小葡萄糖，本事不得了。
【生活情境5】陈磊，一位协调器官移植的医生，在连续工作30多个小时后，累瘫在手术室外。
【问题】大家有什么方法可以帮帮他吗？
【学生】吃糖果、吃面包、注射葡萄糖……
【问题解决】在真实情境中，由于工作的便利，陈医生喝了两瓶葡萄糖注射液。葡萄糖在人体内发生缓慢氧化，生成二氧化碳和水，并且放出热量，提供维持人体所需的能量。平时生活中因低血糖昏倒的学生，或者年迈无法进食的老人，也经常采用这种方法补充能量。请你写出葡萄糖在人体内缓慢氧化的化学反应方程式。
【学生】C6H12O6+6O2→6CO2+6H2O
【教师】绿色植物通过光合作用将二氧化碳和水转化为葡萄糖和氧气，当葡萄糖储存在人体内，人体又通过缓慢氧化将能量释放出来，能量不会凭空消失或产生，万物之间皆有关联，发生化学反应的同时，必定伴随着能量的转化。
【生活情境6】“谁家麦茬谁家管，焚烧拘留加罚款。”看了标语之后，农民伯伯说：“这是我自家的土地，我有权处置。”你觉得国家应该采取强制措施吗？
【分组讨论】同学甲：焚烧秸秆不仅会产生二氧化碳，还浪费资源。生活中焚烧秸秆的事情时有发生，所以应采取强制措施。同学乙：随着生活的发展，人们对秸秆的需求在减少，处理秸秆又比较麻烦，如果秸秆能够回收再利用就能从根本上解决这一问题。
【教师】其实大家关注的社会热点问题，国家也在关注，你们的思路跟国家发展与改革委员会的成员是一样的。
【资料卡片】乙醇汽油是一种由粮食及各种植物纤维加工成的燃料乙醇和普通汽油按一定比例混配形成的新型替代能源。国家发展与改革委员会等部门印发《关于扩大生物燃料乙醇生产和推广使用车用乙醇汽油的实施方案》，明确在全国范围内推广使用车用乙醇汽油，到2020年基本实现全覆盖。
【教师】淀粉和纤维素在催化剂的作用下，都能生成葡萄糖，葡萄糖在酒化酶的作用下能够转化为乙醇。如果所有的小汽车都能“喝”上乙醇汽油，就能在很大程度上减少秸秆焚烧对环境的污染，也能更充分地利用粮食作物。但是以目前的生产技术来看，用玉米和秸秆为原料生产乙醇汽油费用太高，仍需进一步提高科研水平，以降低生产成本。这一难题的解决离不开将来的你们，老师将这个难题留给未来的小化学家们。
设计意图：葡萄糖不仅可以为人体提供能量，还可以作为燃料为汽车提供能量，目前正尝试采用玉米和秸秆生产乙醇汽油。这个情境的设计，使学生可以真切地感受到糖类给人类生活带来的巨大改变，意识到环境与资源的重要性，体会到自己所学的化学知识可以用来解决具体的生活问题。
五、教学反思
化学学科核心素养的落地研究离不开真实的生活情境。《糖类》一节具有与生活联系紧密的特点，选择糖类作为研究对象比较适合。化学学科核心素养就蕴藏在我们生活之中，细细品味，便有体现。具体思路如下：
《普通高中化学课程标准（2017 年版）》中指出：“能从有机化合物及其性质的角度对能源、材料、饮食、健康、环境等实际问题进行分析、讨论和评价。”本节课立足学生生活展开对糖类的学习，积极创设真实的问题情境，尝试解决能源、饮食、健康、环境等热点问题。实施之后，学生的学习热情高涨，教师也更加享受化学课堂的每分每秒，很好地诠释了“化学来源于生活，又应用于生活”，让学生真切地感受到身为中国青年应有的担当，时刻做好准备去迎接各种挑战。
文/杨晓月
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