必修1第四章·第四节《基本营养物质》的教学设计

教学案例设想： 当前化学的新课程改革，将科学探究作为突破口，提倡建立“以科学探究为主的多样化的学习方式”。强调帮助学生了解科学探究的基本过程和方法。要帮助学生顺利完成学习任务，突破重、难点，必须掌握相应的探究方法。问题式学习方法就是科学探究方法的一种方式。使用新课程的过程中注意问题式学习的研究与应用对于解决重难点有很大的帮助。 一、问题式学习的教学方式定位 1、问题式学习的探讨过程是思维发展的动力。从本质上说，问题式学习也是人们发现思维的客观要求。任何发现都是首先发现问题，其次分析问题，最后解决问题；进而在此基础上提出新的有价值的问题，发展理性思维，培养批判意识。 2、问题式学习的方式并非凭空而生。首先，它有科学及哲学的理论基础。问题的设计应体现以下特征：    （1）问题必须能引出与所学领域相关的概念原理。在设计问题时，首先要确定学生需要获得的基本概念和原理，由此出发设计要解决的问题。    （2）问题应该是实际的、开放的、真实的。问题应该具有足够的复杂性，包含许多相互联系的部分，而每部分又是很重要的。能够在学习者的经验世界中产生共鸣。将教学中的重难点激活学生的元认知知识，将学习置于复杂的、实际的问题情境中：学习知识的情境与以后应用知识的情境具有相似性，这可以促进知识的提取；在解决问题的过程中来掌握概念、原理和策略可以促进学习在新问题中的迁移；另外，先前学习的实例可以应用到与此类似的问题解决中。    （3）这种问题需能够激发学生的动机，鼓励他们去探索、学习。    （4）一个好问题能够随着问题解决的进行自然地给学生提供反馈，让他们能很好地对知识、推理和学习策略的有效性进行评价，并促进他们的预测和判断。这种解决问题的过程不仅在于沟通和理解，更在于积极思维，推进了分析问题的深度，拓展了人的观察问题视野。使探讨有所发现，有所感悟；更重要的是，学生在这一思维过程中，发现能力、分析能力和判断能力都会有不同程度提高。 二、用有序思维法完善问题探讨全过程 问题探讨学习方式侧重的是探讨。具体来说，就是在学习中，借助教科书预设的问题，引发学生积极思考、讨论和交流，从中学习探究的方法，发展理性思维和批判意识，提高化学素养。 应该说新课程教科书预设的探究题既是解决重难点的钥匙，也是提示学习方法的例子，价值很高，但这些探究题的预设是一个引子。更重要的是学生能在学习中发现有价值的问题，进而自主探究。不仅仅在课堂学习如此，在学习的全过程中都要有此意识，有所运用。 问题是思维的种子，会学第一要略就是培养问题意识、发展问题思维。当然课堂学习要有序高效，必然要有问题的预设，必然在问题提出后加以思考，讨论解决。所以问题探讨应该包括两部分：有序提出问题，层层深入探讨。 有序思维的问题探讨进行第四节基本营养物质的教学包括以下几步： 1、复习第三节内容，温故知新，进行元认知激活。让学生自我回答，引入新课，进行初步探讨。    2、抓住有机物的组成、结构和官能团的性质，提出有思考性高质量问题，深入探讨。使学生在理论层面上有基本的认识。同时注意难度的把握，必修课程的化学知识面宽，应用性内容多，理论深度较浅。不可过早加深对糖类、油脂、蛋白质知识体系的完整性的注入，以认知和联系实际为教学目的。    3、通过一定量的实验，品味官能团的性质和化学特效性质，咀嚼回味，细细探讨。加深对基本营养物质的性质认知和特性的体验。    4、通过小组讨论，自我完成糖类、油脂、蛋白质在生产、生活中的应用的学习。在学习过程中不断发现问题，分析问题；通过积极思考、讨论和交流，从中学习探究的方法，发展理性思维和批判意识，提高化学素养。 教学案例设计 一、教学目标 1. 使学生了解食物中基本营养物质（糖类、油脂和蛋白质）的化学组成，认识葡萄糖、果糖的分子结构。 2. 使学生掌握糖类、油脂和蛋白质的特征反应和水解反应性质。 3. 使学生了解糖类、油脂和蛋白质在生产、生活中的应用，了解糖类、油脂和蛋白质与人体健康的一些知识。 4. 通过实验培养学生观察问题、分析问题和解决问题的能力。 二、教学重点 糖类、油脂和蛋白质的特征反应和水解反应性质。 三、教学难点 葡萄糖、果糖的分子结构，糖类、油脂和蛋白质水解反应及化学方程式的书写。 四、课时安排 1．5--2课时 五、教学方法 问题式学习与实验探究法 六、教学用具 葡萄糖粉、蒸馏水、碘酒、浓硝酸、NaOH溶液（10%）、CuSO4溶液（5%）、蔗糖溶液（20%）、稀硫酸、pH试纸。洁净的试管、烧杯、酒精灯、玻璃棒、表面皿。 Power point投影课件 教师活动 学生活动 设计意图 【复习提问】（投影显示） 我们学习的乙醇与乙酸都是烃的衍生物，请回顾并完成下列问题： （1）．乙醇在催化剂的条件下，被空气中的氧气氧化为乙醛，写出乙醛的结构简式。 （2）． 乙醇的-OH是官能团，乙醛分子中的官能团是什么？应有什么样的性质？ （3）．什么是乙酸乙酯？试着书写乙酸乙酯与水发生反应的化学方程式。 【设疑引入】请同学们分析讨论该反应属于什么反应的类型 指导：乙酸乙酯与水的反应称之为水解反应，是取代反应中的一种。 【过渡提问】乙醇和乙酸属于烃的衍生物，在我们日常饮食中也有不少物质也属于烃的衍生物。 复习并完成 （1）．写出乙醛的结构简式：     CH3CHO 【讨论回答】： （2）．是醛基：-CHO，应可发生氧化反应，被氧化生成乙酸。 （3）．乙酸乙酯是酯的一种。是由乙酸与乙醇反应所生成的酯。 化学方程式 CH3COOC2H5+H2OCH3COOH+HOC2H5 是与水的复分解反应，大概叫水解反应。 温故知新，培养学生有序思维的学习方式，激活学生的元认知。 （1）、（2）两题为学生理解葡萄糖的结构、性质做铺垫。   （3）．为学习水解化学性质打基础。 引入“水解”反应的概念。   教师活动 学生活动 设计意图 （1）．食物是维持人体的生命活动的原料，食物中的营养物质有哪些？ （2）．在糖类、油脂、蛋白质、维生素、无机盐和水这六大营养素中，能为人提供能量的物质有哪些？ 【引入新课】在糖类、油脂、蛋白质都是天然有机化合物，它们不仅为人体提供能源，还是化工生产的重要原料。下面让我们共同学习第四节。 【回答】：食物中的营养物质主要包括：糖类、油脂、蛋白质、维生素、无机盐和水。 思考并回答： 糖类、油脂、蛋白质     帮助学生明确基本的营养物质种类。切入主题。   【板书】第四节 基本营养物质 1．糖类、油脂、蛋白质代表物的化学组成（见表3-3） 【问题式学习提问】（投影显示） （1）         根据表3-3，分析单糖、双糖、多糖在分子组成上各有什么特点？ （2）         葡萄糖和果糖，蔗糖和麦芽糖分别具的相同的分子式，但却具有不同的性质，试推测原因。 小结表格内容 【板书】2．糖类的分类与同分异构现象 （1）         葡萄糖和果糖是互为同分异构体的单糖。 【启发思考】请分析这两种物质的分子结构。 （2）         蔗糖和麦芽糖是互为同分异构体的双糖 （3）         淀粉和纤维素是多糖不互为同分异构体 【设疑设问】为什么淀粉和纤维素不互为同分异构体 【过渡】介于糖类、油脂、蛋白质分子结构比较复杂，我们怎样鉴别和区分它们呢？ 阅读课本，小结。 1．                组成元素：C、H、O；都是烃的衍生物。 2．                它们具的相同的分子式，不同的结构，含有不同的官能团。         阅读课本回答： 糖类可分为：单糖、双糖、多糖。       【回答】葡萄糖分子中含有六个羟基一个醛基。果糖分子中含有六个羟基一个酮基。         【回答】因为组成分子的n 值不同，所以分子式不同，因而不能互称为同分异构体。 明确糖类、油脂、蛋白质的化学组成与所属有机物的种类。与前面所学的内容建构知识网络。     学习糖类的概念，了解低聚糖的同分异构现象。           了解糖类的分类。   了解多羟基醛与多羟基酮的结构。           初步引入高分子化合物的概念。 【板书】一、糖类、油脂、蛋白质的性质 1．   糖类和蛋白质的特征反应 实验3-5 （1）葡萄糖与新制Cu(OH)2反应 观察并记录实验现象 在葡萄糖溶液中加入新制Cu(OH)2悬浊液，混合溶液变为绛蓝色，加热后变为砖红色。   培养观察实验的能力，和分析化学实验现象的能力 了解多羟基的鉴别方法。掌握醛基的鉴别方法。 教师活动 学生活动 设计意图 指导：该项实验可用于醛基的检验，常用于糖尿病患者的糖尿检验。（投影图片） （2）碘酒与淀粉的反应          指导：同学们在家可用土豆片、淘米水等含淀粉的物质与碘酒进行实验 【投影思考】有人发现市场上销售的牛奶中掺有淀粉，你如何检验？ （3）蛋白质的黄蛋白反应   浓硝酸与鸡皮反应     （4）         灼烧蛋白质有焦羽毛气味（灼烧全毛毛线） 【投影思考】：有人发现市场上销售的丝巾不是真丝的，如何来检验？ 【过渡引出于公心】糖类、蛋白质不仅有特征性质； 糖类、油脂、蛋白质还共同的化学性质类似乙酸乙酯与水的反应。 2．糖类、油脂、蛋白质的水解反应 实验3-6 【投影思考】 （1）         水浴加热有什么特点？ （2）         已知蔗糖不可以发生与新制的Cu(OH)2间的反应，说明蔗糖中不含有什么官能团？ （3）         加入稀硫酸和加入氢氧化钠调节溶液至碱性的作用是什么？ 【投影板书】 蔗糖+水 葡萄糖 + 果糖 淀粉或纤维素+水葡萄糖 油脂+水丙三醇+高级脂肪酸 （酸性条件）   学生阅读资料卡片，观察图片并记忆     学生动手做分组实验：用玻璃棒蘸取碘水点在盛有米粒的点滴穴中的 观察并记录实验现象 淀粉遇到碘单质变蓝   【思考回答】选用碘酒检验。       观察并记录实验现象 浓硝酸可使蛋白质变黄。     学生动手做分组实验：灼烧全毛毛线 闻气味。 有焦羽毛气味。 【回答】灼烧丝线闻气味。       观察实验现象，观察后描述实验现象并记录，讨论完成书上解释填写   【讨论回答】： （1）水浴加热的特点是，受热均匀；可控制温度。 （2）蔗糖不含有醛基。 （3）加入稀硫酸的是起催化剂作用，加入氢氧化钠调节溶液至碱性的作用是防止在酸性条件下 Cu(OH)2会溶解。 识记化学方程式：C12H22O11+H2OC6H12O6+C6H12O3     葡萄糖                                 果糖 （C6H12O6）n+nH2O nC6H12O6   淀粉或纤维素                              葡萄糖 了解化学与生活的联系。   掌握淀粉的鉴别方法。         学会在生活中检验营养物质的方法。         了解可用黄蛋白反应与灼烧有焦羽毛气味的方法鉴别蛋白质。           培养知识迁移能力。引出水解反应概念。     使学生主动参与学习，动手动脑。     使学生参与问题式学习。在学习过程中经过思维碰撞，进行自我体现，自我锻炼，自我提高，自我评价的过程。       帮助学生理解水解概念。 教师活动 学生活动 设计意图 油脂+水 丙三醇+高级脂肪酸钠 （碱性条件） 又称为皂化反应。 蛋白质+水 氨基酸 【过渡引出】 糖类、油脂、蛋白质不仅有共同的化学性质，也是人类能源的重要来源。 【板书】 二、糖类、油脂、蛋白质在生产、生活中的应用 1．   糖类物质的主要应用 【投影讨论】： （1）．糖类是什么作用的产物？我国居民每天能量主要来源是什么？ （2）．葡萄糖、蔗糖、淀粉、纤维素在自然界的存在形式有哪些？主要作用是什么？ 【板书】 2．油脂的主要应用 【投影讨论】： （1）．油脂的在自然界的存在形式有哪些？主要作用是什么？ （2）．低沸点的油分子中含有什么样的碳链？高沸点的脂肪分子中含有什么样的碳链？如何健康饮食？ 【板书】 3．蛋白质的主要应用 【投影讨论】： （1）．蛋白质的在自然界的存在形式有哪些？主要作用是什么？ （2）．为什么将氨基酸分成必需和非必需二种？蛋白质是如何被人体消化吸收的，最后去向如何？ （3）．蛋白质在工业生产中有哪些应用？ 【启发思考】结合饮食健康问题谈谈自己的生活习惯与健康饮食的差距。     记忆基本营养物质：糖类、油脂、蛋白质的共同性质—水解反应。（化合物与水发生的复分解反应。） 学生阅读书本。 1．回答： （1）糖类是绿色植物光合作用的产物。我国居民每天能量主要来源是糖类。 （2）葡萄糖、蔗糖、淀粉、纤维素在自然界的存在形式分别是：水果、蔬菜；甘蔗、甜菜；植物种子和块茎中；植物的茎、叶和果皮中。主要作用除为人体提供营养物质以外，在工、农业生产中也有广泛的应。？   2．回答： （1）．油脂的在自然界的存在形式有各种植物的种子、动物、人体的脂肪中。是产生能量最高的营养物质。但摄入过量有不良后果。 （2）．低沸点的油分子中含有碳碳双键，高沸点的脂肪分子中含有碳碳单键。在饮食中要注意控制油脂的摄入量。   3．回答： （1）．蛋白质的在自然界的存在形式有鸡蛋、牛奶、动物的毛、皮、蚕丝中。是人类必需的营养物质。 （2）．必需氨基酸人体自身不能合成；非必需氨基酸人体可自身合成。蛋白质被人体胃中蛋白酶和胰蛋白酶催化水解生成氨基酸被消化吸收的，最后生成尿素，排出体外。 （3）．蛋白质在工业生产中可制造照相用片基、制作食品和塑料等。   学生分组讨论进行问题式学习，结合自己的元认知扩展书本内容，交流补充。   使学生了解糖类、油脂、蛋白质的水解产物不同，条件也不同，其中油脂的碱性水解又称为皂化反应。         培养学生自学能力。 培养学生交流信息的能力。 使学生学会将化学知识与工农业生产、生活、科学技术相结合的理论联系实际的应用能力。       帮助学生建立健全科学饮食、健康饮食的意识，养成良好的饮食习惯。         认识蛋白质摄入的重要性，了解蛋白质是人类必需的营养物质。注意自身的身体健康，关爱生活，关爱生命。了解蛋白质的重要应用。           培养学生问题式学习的参与能力，相互学习并解决一些实质性的问题。 【反馈练习】1．糖类是指（D）A、含有碳、氢、氧的有机物              B、含有羟基和醛基的有机物C、有甜味的有机物                       D、以上都不对2．生命起源的研究是世界性科技领域的一大课题，科学家模拟和十亿年前地球的还原性大气环境进行紫外线辐射实验（当时无臭氧层），认为生命起源的第一层次是产生了与硝基化合物可能是同分异构体的（D）A、醇类          B、羧酸类        C、糖类       D、氨基酸                                                         3．葡萄糖是含有醛基的单糖，其事实依据是（C）A、能与H2生成六元醇          B、分子组成是C6H12O6C、能与新制Cu（OH）2悬浊液反应，生成红色沉淀D、能发生酯化反应4．下列叙述中正确的是（BC）A、能发生酯化反应的酸一定是羧酸B、油脂水解后得到的醇是丙三醇C、天然蛋白质水解的最后产物是氨基酸D、淀粉、纤维素、油脂和蛋白质都是高分子化合物                                                          2006年 南京 教学设计反思    提出有价值、高质量问题是问题探讨的核心，怎样提出有价值、高质量问题呢？首先要将学生的元认知激活，温故知新，注意与新知识的相关基础知识提问引入，如课堂教学一开始时对酯的水解反应的复习为糖类、油脂、蛋白质的水解进行了知识结构的铺垫。    面对单糖、双糖、多糖的同分异构体的知识点，要求学生自学自答。通过“是什么”、“为什么”、“怎么区分”？只要我们多问几个问题，我们学习糖类时就不会头脑乱成一团，就不会在阅读课本时感到十分困难。面对醛基的检验实验，课本是怎样设计实验的，有什么现象，说明什么。对照自己的感受自问自答，可以说，这时你才真正接触到官能团性质的本质，真切体会其妙处。对于水解反应的定义迁移，对基本营养物质糖类、油脂、蛋白质可发生水解反应共性的认识，我们的重难点问题就解决了，我们的认识有了实实在在的提高，这时，还要反思一下学生认识一定正确吗？物质种类变了，水解的论断还成立吗？从本节学习而言，获得基本化学素养的途径真有重要不重要之分吗？对于学习化学，拓展知识面提高学以致用的能力，难道不是学习最有效的内涵。随着这一个个问题的提出与探讨，我们的问题探讨形成了一个完整的问题链，这才是真正有序的问题式学习的探讨。    其次，要在细节处进行深入的问题探讨。何谓细节？我们在生活中对事物的观察遵循从感性到理性，从具体到抽象的规律，在日常生活中我们还必须将习惯的、片面的饮食方式“物化”为具体生动的科学饮食形象，即符合个别——>一般——>个别的营养规律。我们要注意营养规律中的个别形象，因为它已被证实对健康是有害的了，这个“个别”本身还具有无限丰富性，它既是外部有形世界的代表，也是内部心灵世界的象征，即这个“个别”之中还包括许多具体生动的“个别”，这就是细节。它是典型中的典型，个别中的个别。通过细节把握整体，这是有价值、高质量问题的共性。    最后，我们要落实到课堂语言上去品味。我们在学习化学知识结构的同时，一定要学会渲染文化色彩，欣赏和热爱语言。语言美的最高境界是创造。创造性的课堂语言，来自于“千锤百炼”，形成了“陌生化”的话语蕴藉特性，区别于“自动化”的日常生活语言。    怎样提出有价值、高质量的问题，必须明确：    追问是问题探讨的基础与起点，通过它发现问题；细节关注是其支点，通过它梳理问题；品味语言是其亮点，通过它升华问题。这三个方面共同作用，使问题探讨的课堂生机盎然，精彩纷呈。