凸显化学知识功能价值的生活事实教学——以“蛋白质与氨基酸”的教学为例

陈 霞

（浙江省萧山中学 浙江 杭州 311200）

一、研究的来源

课堂是学生学习新知的重要途径，不同教师对教学内容的呈现方式有不同的方法，提高学生课堂学习效率是教师设计教学应该考虑的一个重要因素。好奇心是提高学生学习效率的关键，教师可以设计让学生发现有趣现象或解决问题的真实情境，让学生在好奇心驱动下自然而然地建构新的知识内容，化被动学习为主动学习，进而提高学生的学习效率。有趣的课堂需要“有趣”的老师来构建，作为教师自身应该对生活充满好奇心，对生活中发生的很多有趣的现象或者不同于理论的事实进行随时记录，并挖掘其中蕴含的化学知识与化学原理，设计突出化学知识实践性特征的学习任务，呈现给学生一个体现化学功能性的课堂。意识是一切工作的先驱，当有了要打造激发学生学习动机的课堂的意识之后，可以让课堂生动的素材会自然而然地聚集起来。

化学事实性知识是指反映物质的性质、存在、制法和用途等多方面内容的元素化合物知识以及化学与社会、生产和生活实际联系的知识。［1］化学事实性知识是物质及其变化的宏观表现，学生理解起来一般不存在困难，在化学事实性知识教学中，教师可以有意识地选择合适的化学情境渗透化学学科素养，让化学学科核心素养在学生问题解决过程中得到提升。不同的问题在不同的情境设计中自然呈现，层层递进，能提高学生探究兴趣，提升学生思维和实践能力。本研究一方面是希望学生活用化学知识解决生活中的问题，培养学生化学视角下的实践意识和实践能力，另一方面更重要的是让学生认识到化学学科在生产生活中的巨大作用，知道化学学科的价值和作用。［2］

二、教学内容分析

化学核心素养一方面需要在真实问题情境下才能表现出来，另一方面也只有在分析和解决真实问题的过程中才能得到发展［3］。如果学生在面对真实但又陌生的生活情境中能够运用已学化学知识解释异常现象，这就代表化学核心素养得到了发展。

“蛋白质与氨基酸”这节课一是介绍了蛋白质的性质以及蛋白质在生产生活中的应用，一方面补充了食品中涉及的有机物内容，完善了高中阶段的有机化学知识结构，另一方面也让学生认识到化学在生产生活中的巨大价值，挖掘学生学习化学的内部学习动机；二是介绍了氨基酸的基础性质，拓展了官能团氨基的性质，一方面初步补充了高中阶段官能团的性质的学习，有利于选择性必修内容的进一步学习提升，另一方面也能够让学生了解氨基酸在人体内的运行机制，意识到有机化学与人体健康的密切联系。本节课内容包括蛋白质的组成、主要性质、氨基酸的结构特点和性质，其中蛋白质的性质指变性、盐析和水解，氨基酸的性质为官能团羧基的性质和氨基的性质。

三、教学目标

1.分析生活中反常的生活现象，能提取信息，基于证据对物质组成、结构及其变化提出可能的假设，通过分析推理确定银耳汤白色悬浮物产生原因，学会证据推理；认识蛋白质的组成和主要性质，认识其在日常生活中的应用，了解化学对满足人民日益增长的美好生活需要的重大贡献，发展科学态度与社会责任素养。

2.会区分蛋白质的变性与盐析，并会根据条件判断蛋白质发生变性还是盐析；知道物质是变化的，化学变化需要一定的条件，能运用化学知识解决生活中简单的实际问题，明白化学变化需要一定的条件，树立变化观念。

3.了解氨基酸的结构特点，能说出羧基的性质确定氨基酸的部分化学性质，形成“结构决定性质”的观念，了解氨基酸在人体内的变化，感受化学与生活的密切关系，提高学习化学兴趣；从宏观和微观相结合的视角分析蛋白质的性质和结构的关系。

四、教学支持条件分析和教学流程

新高考改革后，高一开始上生物课，在生物教材中，介绍了蛋白质的元素组成和水解结果、氨基酸能够脱水缩合形成多肽从而形成蛋白质、蛋白质变性的部分条件。因此学生已经初步了解蛋白质与氨基酸的性质，这为本节课设置的问题解决情境奠定了基础，另外学生经过高一第一学期化学内容的学习，已经具备了一定的发现问题、信息提取、提出假设和分析问题的能力，因此，对本节课设计的问题情境能迅速理解到位。

教学流程见图1。

图1 教学流程

五、教学实施过程

1.从生活中发现问题

【信息提供】红枣银耳牛奶羹的制作方法：（1）银耳用冷水浸泡1小时，泡发后洗净，去掉黄色的硬根，剪成小碎块，越碎越好。（2）锅内加入清水，放入银耳，大火煮开后，调成小火，盖上盖子，煮20 分钟。（3）放入洗净的红枣，然后继续煮20分钟。煮好后别着急开盖，焖10 分钟，根据自己的口味加冰糖，搅拌融化。（4）倒入牛奶，搅匀即可。图2 为百度百科中红枣银耳牛奶汤的图片。

图2 百度百科上的红枣银耳牛奶汤

【生活事实】老师根据百度百科上的红枣银耳牛奶羹的制作方法制作银耳汤，但是却得到了不同于“卖家秀”的银耳汤。（图3 为制作失败的银耳牛奶汤）。

【提出问题】为什么按照百度百科制作方法做出来的红枣银耳牛奶羹会有白色“固体”漂浮物（见图3）？

图3 制作失败的红枣银耳牛奶汤

2.信息提取实验验证

【回忆过程】为改善口味，使得银耳汤变成酸甜口味，在提供的方法中的第3步后加入柠檬汁调味。

【资料查找】1.牛奶的营养成分表（见图4）。2.相关资料卡。

资料卡1：蛋白质的盐析性质是指向蛋白质溶液中加入某些化学物质，蛋白质会溶解度因降低而析出，加水后会再溶解。蛋白质的变性性质是指蛋白质溶液中加入某些化学物质，蛋白质的性质会改变，发生凝聚析出，但加水不会重新溶解。

资料卡2：柠檬中含有丰富的柠檬酸，因此，被誉为“柠檬酸仓库”。柠檬酸又称枸橼酸，分子式为C6H8O7，结构式如右。

资料卡3：结构相似时，有机物中的羧基越多，酸性越强。

【学生猜测】可能是柠檬汁导致的异常现象。

【学生实验】向一杯牛奶中加入柠檬汁，观察实验现象。

【学生】先向一次性杯子中倒入一半新牛奶，再拿出一个柠檬切成两半，向牛奶中用力挤出柠檬汁。

【学生1】观察现象并说出实验现象：牛奶变为凝固状（见图5）。

图5 牛奶中挤入柠檬汁

【学生2】品尝“酸牛奶”，口感和酸奶一样。

【提出问题】那么向牛奶中加入柠檬汁后，蛋白质是发生了变性还是发生了盐析呢？如何探究呢？

【学生3】向酸牛奶中加水，不溶解。

【结论】像牛奶中加入柠檬汁后，蛋白质发生了变性。

3.新知学习价值教育

【提出问题】蛋白质遇到哪些化学物质发生的是变性，遇到哪些化学物质发生的是盐析？

【实验探究】蛋白质的性质。

表1 蛋白质的变性实验

【用途拓展】介绍蛋白质变性的应用：①紫外光能使蛋白质变性，故紫外灯可以用来杀菌消毒。②75%的乙醇可以用于杀菌消毒。

【学习新知】蛋白质溶液中加浓的无机盐溶液（如碱金属、镁、铝的盐及铵盐等），可使蛋白质的溶解度减小，而从溶液中析出——盐析。盐析是一个可逆的过程，不影响蛋白质的性质。蛋白质在热、强酸、强碱、重金属盐、紫外线、福尔马林溶液作用下，蛋白质的性质会发生改变并发生凝聚（即发生变性），从而失去生理活性。

【用途拓展】利用多次盐析的方法分离、提纯蛋白质。

【对比内化】盐析和变性对比。见表2。

表2 盐析和变性对比

【知识的应用】

1.误食重金属盐中毒时，应该怎样处理？

答：喝大量的牛奶或豆浆，因为牛奶或豆浆中含有蛋白质，重金属让蛋白质变性后凝聚，减缓人体的重金属吸收与中毒，然后马上去医院。

2.春天为什么要在树木的枝干上涂抹石灰浆?

答：利用石灰浆的强碱性，可以让蛋白质变性，从而达到防虫害的目的。

3.H7N9 禽流感病毒对热很敏感，65 ℃加热30 mins或煮沸2 mins以上可灭活。

答：高温可以让蛋白质变性，从而达到杀菌消毒的作用。

4.学科联系，价值升华

【信息展示】《中国食药用菌学》书中银耳主要营养成分截图（见图6）。

图6 银耳主要营养成分

【提问】除了牛奶中含有蛋白质之外，银耳中也还有丰富的蛋白质（展示银耳主要营养成分表），那么摄入的蛋白质是不是直接成为人体细胞的蛋白质呢？

【学生回答】蛋白质在人体内会水解成氨基酸，然后氨基酸会脱水缩合成多肽，最后形成蛋白质。

【新知补充】蛋白质的水解原理（见图7）。

图7 氨基酸水解原理

【提问】什么是氨基酸？氨基酸中有哪些官能团？因而具有哪些化学性质？

【学生回答1】氨基和羧基连在一个碳原子上的有机物是氨基酸。

【学生回答2】氨基酸有羧基，所以有酸性，还可以发生酯化反应。氨基酸可以脱水缩合，羧基脱羟基，氨基脱氢，形成肽键。

【新知补充】1.氨基酸的概念：分子中含有羧基和氨基原子团的化合物叫做氨基酸。α-氨基酸的概念。

2.物理性质：无色晶体，有特殊香甜味，熔点较高（200 ℃），能溶于强酸或强碱溶液中，一般能溶于水，（难溶于乙醇、乙醚）。

3.化学性质：①羧基的性质。②氨基的性质：a.成肽反应。b.能与酸反应。

【学生领悟】化学在生活中的巨大价值。

【教师总结】利用化学研究方法，结合化学基础知识，发现生活中的化学问题并解决，化学让生活更美好！

【教师展示】所以过了一天，老师重新按照百度百科上的说明（没有加柠檬汁），终于做出了与“卖家秀”一样的银耳牛奶汤（见图8）。课后分享给同学们。

图8 第二次做的银耳牛奶汤

六、反思与展望

蛋白质与氨基酸的性质在必修和选修中都有涉及，其中必修阶段主要涉及蛋白质的变性与盐析和氨基酸的性质，而蛋白质水解以及氨基酸的脱水缩合等性质要求不高，只需要学生知道可以发生这样的反应，不深究原理。在学生学习过程中，学生遇到的困难主要是变性和盐析条件的判断，学生可以通过记忆解决。其实本节课更重要的是让学生认识到化学在生产生活中的重大价值，以及与生活的密切联系，提高学生的学习兴趣，培养学生宏观辨识与微观探析、变化观念以及科学态度和社会责任等核心素养。

与生活紧密联系的化学知识能够让学生增强学习动机，有内部学习动机的学习效率比机械化学习高很多。如何让学生有内部动机，是教师需要解决的问题，这就需要教师设置合适的教学情境，让学生感受到化学知识的实践性，有用的知识才是学生最容易内化的知识。［4］而化学核心素养的养成可以在学生运用化学知识解决实际问题的过程中进行，因此，教师需要发现生活中的实际问题，转化成能够促进学生素养发展的素材，引导学生自己提取信息解决问题，顿悟化学知识与实际生活的关系，从而提高学生的思维层次，掌握获取知识的方法和途径，真正体现学生在学习化学知识过程中的主体地位。如果能让学生在一节课后发出这节课怎么那么快的感慨，那么这节课应该就是成功的。教师一方面可以有意识地收集生活中与化学有关的素材，另一方面，也可以多积累化学教育类的期刊杂志、新闻素材和电视剧素材，这样才可以在需要生活事实作为化学知识载体的时候马上检索到对应的事实。