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化学性消化的概念范文1
下课了,看到学生异常兴奋地在空中比划着的小手,我闭上眼睛,开始沉浸在这已经结束却让我激动不已的课堂中。
一、课前许多的困扰与担忧
回忆以往的课堂,学生能把“直线、线段、射线”三者的异同倒背如流。可是,一到变式练习与运用,错误百出。联系实际,动手操作,形象展示,如此顺畅的流程却导致了如此不顺畅的效果这是为什么?
百思不得其解中,我做了一个问卷调查:
“直线、射线、线段”三个数学概念给你带来了什么样的困惑?
问卷结果出来了,我将学生的困惑归纳如下:
为啥同是直直的线却有不同的名称与特性?
为啥一条直直的线上出现几个点便改变了它的意义?
为啥这种线可以无限延长,哪种线又不可以?
为啥能画在黑板上的一条直线老师却说它不可以测量?……
还没来得及解除这些学生的困惑,又要面对同样有着困惑的学生了,我该如何应对?
二、课中些许的开窍与开朗
教者请学生观察投影仪。
生:是光!光线!
师:这束光从哪里来?
生:投影仪的头头上。
师:对,这束光的光源就是在“头头”里面。
教者将光源处用一个“”表示在白板上。
师:这个点表示什么?
生:光的起点。
生:光的源头。
生:光的开始、开端……
学生七嘴八舌地议论起来。
生:老师,光从这里射出来了。
好一个“射”字,知识的“精髓”所在。正当我心里暗暗叫好时,一个叫小峥的孩子忽地站起来。她左手握着拳头,右手从拳头出发往外一指:“老师,看我这里射出的光线!”
师:刚才小峥的动作,你们看清楚了吗?谁来再做一次?
学生都将左手握成拳头,右手也向往外一指。
师:你们的左手表示什么呢?
生:是光的起点。
师:右手呢?
生:射出的光线。
师:如果用图形表示你们刚才的动作,可以怎样画呢?
生:从刚才老师画的那个点出发,画一条直直的线。
教者从“”出发画出了一条直直的线。
师:这条直直的线就是刚才你们右手划过的光线,那又该画多长呢?
生:很长很长!
师:你们的小手那么短,怎么能指很远很远?
生:我们右手表示的是光,光可以照很远很远。
生:我们可以想像我们的手可以长长,指得很远很远。
师:那老师画的这条线就得画得很长很长,超出屏幕,再超出教室吗?
生:不用,老师,你只要不在另一边画上点就可以了。
生:不画上点,它会一直延长,像我们的手一样,指很远很远。
师:那这条线究竟有多长?
生:就是无限长。
到这里,学生的状态让我兴奋不已。因为我知道,虽然他们还不知道这就是“有一个端点,可以向一端无限延伸”的射线,但是射线的特征已在他们的脑海里建立起雏形了。
师:从这个光源,只能射出一道光吗?
生:当然不是,要不然怎么可能把整个屏幕都照亮呢?
生:从这个光源可以射出许许多多道光线呢!
教者顺势在这个端点上引出了数十条直线。
师:这么多可以了吧?
生:还有,空白的地方都可以画。
生:老师,像我这样。
说罢,这个孩子的右手从左手拳头处出发向各个方向不停地划动着,嘴里还发出“倏倏倏”的声音。其他孩子也跟着“倏倏”起来,教室里顿时沸腾起来。此时,我的心也沸腾了,声音也因为激动而有些颤抖。
师:那这个光源可以向哪些方向射出光呢?
生:可以朝任何一个方向。
生:四面八方。
师:用一句话来说说,从这个点可以……
生:从这个点可以朝四面八方画出无数条线。
学生已经朦胧地感受到“无限多”这个概念了。
师:像这样从一端起点,另一端无限伸长的情况,生活中还有哪些现象?
生:太阳发出万丈光芒。
生:手电筒。
生:汽车的车灯、电灯……
课上到此,我觉得是该向学生介绍“射线”这一概念的时候了。于是,我告诉了他们这样的线叫做射线,接着让学生用自己的话理解“射线”。因为有了前面这段“丰富的手势表演秀”,学生对射线的理解变得形象且生动,他们居然说出了“射线就是一条有始无终的线”。我相信,“射线”的表象和概念一定深深地扎在学生脑海里了。接下来的“直线、线段”的学习,学生的小手没有停止过。
三、课后万般的品味与回味
儿童的思维是从动作开始的,切断了动作与思维的联系,思维也就不能得到发展。
数学概念是人脑对现实对象的数量关系和空间形式的本质特征的一种反映形式,即一种数学的思维形式。对以形象思维为主的小学生而言,概念抽象而难懂。因此,将概念形象化是小学概念教学的有效支撑点。
(一)形象感知,建立概念表象
感知概念是概念教学的首要环节。让学生有目的地细致观察与动手操作,感知具体事例,建立反映事物本质属性的表象,为正确理解数学概念奠定基础的。
1.在观察中丰富表象
在教学中用学生熟悉的事物,有目的地组织学生进行观察,使学生借助知觉,丰富感知性表象。如在认识“射线”时,我让学生观察教室里的投影仪,并让他们想一想:投影仪是怎样将图像显示在屏幕上的呢?学生认真观察了从投影仪镜头里射出的光束。接着,再让学生深入观察,从镜头处射出的光,只有一道细细的光线吗?学生又继续观察发现,从镜头处射出了许多道光束。通过对光束的观察,学生已朦胧感知到了射线这一概念的基本要素:光源――端点,光束――无限延长。
2.在比划中形成表象
这节课中,我非常感谢站起来用小手不停比划的小峥,是他启发了我让学生动手来感知概念。学生用左手表示光源,右手指向不同的方向,再用他们的空间想象,右手能指很远很远。当学生的小手在空中饶有兴趣地比划,嘴里还不停地发出“倏倏”的声音时,“射线”的表象已逐步清晰地形成于他们的脑海里,这是提炼射线特征的认知基础。
(二)形象理解,感悟概念内涵
学生在对概念获得感性认知进而形成表象的基础上,教师应适时引导学生将形成的表象进行概括与提炼,抽象出本质含义。
1.在操作中体验含义
第二次操作有别于第一次动手,因为它带有更加理性的操作成分,是在为学生抽象数学概念提供一个直观模型。在学生对“射线”有充分的感知以后,我让学生试着将这些光束画下来,这里的操作便是数学中的作图。学生的作品可谓是五花八门,但大致可归纳为以下三类(如图1)。
这些不太规范的作图恰好成了难得的教学资源。我让学生充分展示自己的作品,再观察、比较、分析和交流,找出每幅作品在表现光束特点上的优势与不足。这个过程便是引导学生充分体验“射线”含义的过程,最后形成的射线图便是对其含义的最好诠释。
2.在归纳中概括本质
抽象的数学语言会造成学生对概念本质的理解障碍。因此,形象化地归纳可加快学生对抽象概念的领会过程。本课在认识了直线、射线、线段的基本特征后,我放弃了传统的列表比较,采用了如下的方式出示(如图2)。
教者问:“你能用几个四字词语来形容一下这三种线吗?”通过交流,学生对三种线作出了如下形容。线段――有始有终;射线――有始无终;直线――无始无终。三个词语恰好精准地描述了三种线的本质,学生理解起来更为贴切。
(三)形象运用,拓展概念外延
1.在比较中强化
概念教学始终应抓住一条主线,就是运用有效手段,帮助学生把握本质属性,去除非本质属性,通过变式比较,强化对概念的认识。在课后的练习中,我出示了一道判断题(如图3)。
首先,通过正例进行比较。
师:①和④的位置和方向都不同,为什么它们都是线段呢?
生:因为它们都有两个端点,并且是直直的线。
其次,通过反例比较。
师:②和⑤也是直直的线,为什么不是线段?
生:因为它们没有两个端点。
师:③有两个端点,为什么又不是线段?
生:它是弯曲的,不是直线。
2.在应用中拓展
化学性消化的概念范文2
【关键词】新建应用型本科院校 卓越计划 教育教学改革 定位 社会责任
【中图分类号】G647 【文献标识码】A 【文章编号】1006-9682(2012)08-0019-03
2010年6月23日,教育部在天津大学召开“卓越工程师教育培养计划”启动会,联合有关部委办和行业协(学)会,共同实施“卓越工程师教育培养计划”(以下简称“卓越计划”)。“卓越计划”的目标在于培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才,为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务,对促进高等教育面向社会需求培养人才,全面提高工程教育人才培养质量具有十分重要的示范和引导作用。当年包括合肥学院等新建应用型本科院校在内的首批61所高校被纳入“卓越计划”名单。2011年9月29日,教育部批准上海应用技术学院等132所高校进入第二批“卓越工程师教育培养计划”名单。
“卓越计划”的特点主要体现在三个方面:一是行业企业深度参与培养过程;二是学校按通用标准和行业标准培养工程人才;三是强化培养学生的工程能力和创新能力。那么,针对当前我国工科院校中较为普遍存在的片面追求“高、大、全”,定位不清,学生培养目标趋同等弊端,新建应用型本科院校(以下简称新建院校)应该如何结合自身特点与定位,通过实施“卓越计划”进行教育教学改革实现差异化发展呢?在实施的过程有哪些模式可供参考,在实施过程中存在哪些问题以及相应的对策是什么呢?
一、当前新建应用型本科院校实施“卓越计划”进行教育教学改革模式的分析
1.因地制宜创建应用型本科院校的卓越工程师教育培养模式
应用型本科院校的定位重在“应用”这两个字上。在卓越工程师教育培养模式方面,进入“卓越计划”的各新建院校结合自身特点,在实践中创新发展出各种培养模式来。比如安徽省应用型示范高校合肥学院,在实施“卓越计划”的过程中,创新构建出以模块化教学为核心的本科教学体系。合肥学院将原来单一的教学活动整合成不同的教学单元——教学模块,并且围绕入选“卓越计划”各专业的培养目标重新设置教学内容、教学时数和授课形式。在构建模块化教学体系的过程中,合肥学院首先依照“卓越计划”的要求,深入调研行业企业对学生知识结构、专业素质及能力的要求,并对企业所需要的学生专业能力进行细化梳理与分解,确定各种能力要素所需要的专业知识支持点,进而将知识点以及知识应用整合成该专业的专业教学模块。在此基础上,结合卓越工程师的培养目标,将若干个专业教学模块有机搭配,构成“卓越计划”专业培养的模块化教育体系。在该模块化教育体系中,一个模块针对特定的专业能力单元进行设置,进而一项专业能力的教学培养可以由若干个有机联系的专业模块所支撑。在学分制的教学体系下,合肥学院的模块化教学体系支持各个教学模块的学分互认和模块互换。入选“卓越计划”的各专业通过个性化的教学模块设计和选择,有针对性的制定出专业培养方案。通过模块化的教学改革,合肥学院形成以知识输出为导向的卓越工程师培养教学体系,使教学更加符合应用型人才培养目标定位。
2.构建培育大学生工程能力与创新能力所需的实践教学体系
实践教育教学环节是应用型院校实施“卓越计划”的关键所在。为提升在校大学生的工程能力和创新能力,需要学校在实践教学环节按照“卓越计划”的要求进行实践教学改革。此外,为使行业企业能够深度参与工程人才培养的全过程,新建院校要深化校企合作,共同搭建卓越工程师培养平台。
(1)实践教学的改革。新建院校实践教学改革首先体现在“卓越计划”各试点专业实践教学课时的增加上。比如合肥学院将进入“卓越计划”各专业的实践教学学时数占总学时数的比例由以往的30%提高到40%以上,并且规定各试点专业要在企业里完成30%以上的实践教学任务,这样从时间上来保证工程人才的培养。针对我国高校学生进入高校前普遍没有社会实践与企业实习经历的特点,合肥学院在新生入学后的第二学年和第三学年之间专门增设了一个为期10~12周的企业认知实习学期。在这个学期中,组织学生们深入相关企业,亲身经历与体验企业现场生产管理,了解企业业务流程。通过身临其境的认知实习,使学生们提升专业素养,培养职业观与就业观。通过比较理论学习同企业实践在专业知识结构上的差异,为学生们返校后下一步的专业学习进行引导和铺路。此外,合肥学院积极开展同企业实践相结合的第二课堂活动,将学生们的第二课堂纳入人才培养方案,规定每个专业培养过程中要包含有6~10个学分的第二课堂环节,引导学生们的兴趣与企业的专业实践相结合。
化学性消化的概念范文3
一、教学目标
1.知识目标
通过糖类的学习使学生掌握糖类的主要代表物葡萄糖、蔗糖、淀粉、纤维素的组成和重要性质,以及它们之间相互转化的关系。能举例说明糖类在临床上的用途。
2.能力目标
通过探究实验,体会到实验是学习和研究物质化学性质的重要方法。
3.情感目标
通过对单糖、双糖、多糖代表物的探索实验,培养学生乐于交流、相互协作、勇于承担的精神。
二、教学重点和难点
1.教学重点
掌握糖类重要的代表物葡萄糖、蔗糖、淀粉、纤维素的组成和重要性质,它们之间的相互转化以及与烃的衍生物的关系。
2.教学难点
糖类的概念、葡萄糖的结构和性质。
三、教学方法
目标导向法,循序渐进法,教、学、做合一。
四、教学过程
【目标导向】借助PPT先展示本次课的教学目标,接着演示四种含糖食物——糖果、葡萄、红薯、麦杆。它们之间有何联系?
【提问】我们每天吃的主食米饭、馒头、面条中的主要营养成分是什么?为何每天还要吃大量的蔬菜和水果?
学生阅读教材P89,边读边思考。
PPT演示
糖的概念:糖类又叫碳水化合物。
糖的分类:
单糖:葡萄糖、果糖、核糖。不能水解成更简单的糖。
双糖:蔗糖、麦芽糖、乳糖。能水解生成2分子单糖的糖。
多糖:淀粉、糖原、纤维素。能水解生成许多分子单糖的糖。
【实验】学生观察葡萄糖晶体并做葡萄糖溶解实验。区分溶解与水解的不同。
一、单糖——葡萄糖与果糖
(一)葡萄糖的结构与性质
1.物理性质:白色晶体,易溶于水,有甜味。
实验测得:葡萄糖的相对分子质量为180,C、H、O三种元素的质量分数为40%、6.7%、53.3%。
葡萄糖的分子式为:C6H12O6。
【设问】葡萄糖具有什么结构呢?除碳、氢外还含有氧原子,说明它可能含什么官能团呢?是前面学过烃的含氧衍生物醇、酚的官能团——羟基;还是醛、酮的官能团——醛基;或是羧酸的官能团——羧基?还是多种官能团并存。如何鉴别葡萄糖的官能团呢?在教师的提示下,学生分组进行探究实验。
探究内容:葡萄糖的结构特点及性质。具体方法是依据前面学过的内容——烃的含氧衍生物醇、酚、醛、酮、羧酸,由结构决定性质,最终推导出它的结构特点及其应具有的性质。
2.结构简式:CH2OH-CHOH-CHOH-CHOH-CHOH-CHO。
3.葡萄糖的用途:
(1)临床上:病人往往因疾病导致饮食较少,或者是身体虚弱,通过输液方式补充葡萄糖,有助于人体机能的恢复。1g葡萄糖完全氧化放出约15.6kJ的热量。注射葡萄糖可迅速补充营养。
(2)生活中:可直接使用,补充营养,还有利尿、解毒作用。
(3)工业上:大量用葡萄糖为原料合成维生素C,在印染制革,制镜工业和热水瓶胆镀银工艺中作还原剂。
【小结】葡萄糖是醛糖,具有还原性。
(二)果糖的结构与性质
1.物理性质:无色晶体,易溶于水,有甜味(是所有糖中最甜的糖)
【强调】糖精虽然比果糖还甜,但糖精不是糖。
如何检验果糖是否有还原性?通过实验探究进行。
果糖没有还原性,因为它没有醛基,不能发生银镜反应和与新制氢氧化铜反应,属于非还原性糖。
2.结构简式:CH2OH-CHOH-CHOH-CHOH-CO-CH2OH。
二、双糖——蔗糖、麦芽糖、乳糖
【讲述】蔗糖是自然界分布最广的一种二糖,存在于大多数植物体中,甜菜和甘蔗中含量最丰富。麦芽糖主要存在于发芽的谷粒和麦芽中,是淀粉在体内消化过程中的一个中间产物,可以由淀粉在淀粉酶作用下水解而得到。乳糖存在于哺乳动物的乳汁中而得名。蔗糖、麦芽糖乳糖的分子式均为:C12H22O11,三者为同分异构体。
1.物理性质
蔗糖:白色晶体,易溶于水,甜味仅次于果糖。
麦芽糖:白色晶体,易溶于水,有甜味。
乳糖:白色粉末,溶解度小,味不甚甜。
2.化学性质
蔗糖:无醛基,无还原性,但水解产物具有还原性。产物为一分子葡萄糖、一分子果糖。为了加深印象,用一民间歇后语说明:吃甘蔗上楼梯——步步高、节节甜。正是由于水解后产生了最甜的糖——果糖的缘故。
C12H22O11+H2O■C6H12O6+C6H12O6
(蔗糖) (葡萄糖)(果糖)
麦芽糖:(1)有还原性:能发生银镜反应(分子中含有醛基),是还原性糖。
(2)水解反应:产物为2分子葡萄糖。
C12H22O11+H2O■2C6H12O6
(麦芽糖) (葡萄糖)
乳糖:(1)有还原性:能发生银镜反应(分子中含有醛基),是还原性糖。
(2)水解反应:产物为一分子葡萄糖和一分子半乳糖。
C12H22O11+H2O■ C6H12O6 + C6H12O6
(乳糖) (葡萄糖) (半乳糖)
PPT演示:三种双糖的组成示意图
学生自己列表归纳比较葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖的结构、物理性质、化学性质以及它们在医药上的用途。
PPT演示:汉堡包中包含的三种多糖:面里面有淀粉,肉里面有糖原,蔬菜里面有纤维素。
三、多糖——淀粉、糖原、纤维素
结构:[C6H7O2(OH)3]n
【提问】我们日常摄入的食物中哪些含有较丰富的淀粉?
【思考】米饭、馒头、红薯等。
米饭没有甜味,但咀嚼后有甜味,为什么?
淀粉是一种多糖,属天然高分子化合物,虽然属糖类,但它本身没有甜味,在唾液淀粉酶的催化作用下,水解生成麦芽糖,故咀嚼后有甜味。
PPT演示:淀粉在体内的水解过程:
(C6H10O5)n■(C6H10O5)m+C12H22O11+C6H12O6
淀粉 糊精 麦芽糖 葡萄糖
【实验】碘遇淀粉变蓝实验。
如何用实验的方法判断淀粉是否已水解及水解程度?由学生设计实验方案。
【讲述】纤维素是绿色植物通过光合作用生成的,是构成植物细胞的基础物质。一切植物中都含有纤维素,但不同的植物所含纤维素的多少不同。纤维素是白色、没有气味和味道的纤维状结构的物质,是一种多糖。水解的最终产物是葡萄糖。
(C6H10O5)n + nH6O■nC6H12O6
小组讨论:
1.人在患病时往往浑身乏力,临床上常采取静脉输液治疗,为什么输液中含有葡萄糖的成分?葡萄糖的浓度是否越浓越好?能否用蔗糖代替?
2.糖尿病人能否吃糖?
3.含纤维素丰富的食物对人体有哪些好处?哪些食物中含有较丰富的纤维素?
【小结】人体摄入最多的糖类物质是淀粉,但食物中的淀粉在人体内不能直接被吸收和利用,而是要转化成葡萄糖才能实现,血液中的葡萄糖称为血糖,血糖浓度的相对恒定对机体有着重要的生理意义。糠尿病人的首要治疗原则虽然是控制饮食,但医生常常提醒病人外出时一定要带几个糖果或含糖的点心,就是为了避免出现低血糖。
纤维素虽然不能直接作为人类的营养食物,但它在人体组织消化过程中起着重要作用。例如:能刺激肠道蠕动和分泌消化液,有助于食物的消化和废物的排泄,减少有害物质与肠粘膜的接触时间,可预防很多疾病,如便秘、痔疮和直肠癌等。还可用于预防和治疗肥胖、糖尿病,缺血性心脏病等。
化学性消化的概念范文4
一、学会阅读
在化学学科的学习过程中,学会阅读是培养学生自学能力重要途径。结合化学学习的过程,阅读贯穿于课前、课中和课后全过程,课前快速粗浅读、课中精心研读、课后读思结合,引申拓展。
1.课前快速浅读。为培养学生良好的学习习惯,学生在上新课之前必须事先做好预习。课前阅读就是很好的预习方法。课前通过快速浅读所要学习的课程,让学生明确学习的目标,找出所学的内容的知识点、重点、难点和疑点,这样学生在听课时才能有针对性、目的性,才能集中精力听老师的讲解,正确处理听课和记课堂笔记之间的关系,提高课堂学习的效率。
2.课堂精心研读。化学课堂上,教师要结合教材中的重点、难点、疑点处,精心设计阅读思考题,指导学生精心研读。阅读思考题要遵循循序渐进的原则,能充分调动学生的思维,让学生沿着科学的思路去精心研读,加深对概念规律的理解,消化掌握所学的知识。在指导学生阅读过程中,一方面设计的问题要让学生跳一跳够得着,激发学生阅读的欲望,增强阅读的信心;另一方面,还要重视课文知识之间的逻辑关系,促进学生逻辑思维能力的形成与发展。
3.课后读思结合。在复习巩固环节,教师指导学生阅读,阅读知识点、解题方法、化学概念、知识之间的相互联系和规律。课后阅读既能巩固所学的知识,又能实现对知识的拓展和升华,并能利用所学知识解决问题。课后阅读要抓住课文的重点,突破难点,这就需要化学教师要精心设计课外作业,使其有代表性和针对性。
二、学会记忆
初中化学概念、规律多,知识容量大。要掌握好所学的知识,必须掌握科学的记忆方法。结合化学学科知识记忆的特点、技巧,介绍几种切实有效的记忆方法。
1.浓缩记忆法。化学许多需要牢记的概念和规律,用传统的死记硬背的方法,往往费时费力,事倍功半,即便记住了,遗忘也快。如果抓住概念规律中的关键字词进行浓缩记忆即扣住重要信息,既方便了记忆,又加深了对化学知识理解。例如,为让学生理解溶解度概念,只要抓住重点,将其浓缩为“三定一态”,既可熟记概念又能应用自如。
2.联想记忆法。联想是在所学知识的基础上,利用知识之间的相关联系,进行有意义的想象,灵活地提取大脑中储存的信息,实现由此及彼的信息转换。例如,学习“一氧化碳的化学性质”一课时,可联想到氢气和碳的化学性质;学习元素的单质及其化合物知识时,可以性质为核心,联想到物质的制法、用途、鉴别、分离和贮存等。
3.规律记忆法。在学习化学的过程中时,可结合所学知识进行纵横联系,归纳整理,形成知识结构,抓关键,记特点,找规律。为让学生熟练掌握化学四个基本反应类型,可引导学生结合各反应类型的特点,归纳总结总结为“化合多变一,分解一变多,置换单对单,复分解两对换”。
4.实验记忆法。加强实验教学,引导学生观察、操作,对理解掌握化学概念和规律有着至关重要的作用。形象直观的化学实验,既丰富学生的表象,又促进联想,让知识在头脑中储存。例如“铁丝在氧气中燃烧”的实验,学生看到的现象是:铁丝在氧气中剧烈燃烧,火星四射,同时会有黑色四氧化三铁物质生成。此时,可启发学生思考“为什么瓶底要装有少量的水(或砂)”,从而让学生明白,这一反应过程中会放出大量热。
5.口诀记忆法。将化学知识编成口诀,让学生记忆。由于编成口诀的内容整齐划一,读起来朗朗上口,因此会在听觉和视觉给学生以综合信息刺激,这样容易记住并难以忘记。如常见酸、碱、盐的溶解性口诀;常见的化合价口诀等。对难以理解记忆的重点知识编成韵语,会使记忆更加省时、省力。
三、学会实验
教师指导学生亲自动手操作,进行化学实验,能有效地培养学生的观察能力、动手能力、创新能力。在实验教学中,变演示实验为边讲边实验,设置问题,创设实验情境,让学生积极动眼观察,动脑思考,从而激发学生勤于思考、勇于探索的精神。教师还可以把教材上的一些验证性实验改为探索性实验,适当增加联系生活和生产的应用性实验。例如,回收实验室制氧气中的二氧化锰,污水PH值测定的环保实验,氯化钠溶解度的测定等。将教材与习题中的一些问题,让学生设计化学实验进行探究,解决化学问题,从而培养学生的创新能力。
四、学会解题
化学性消化的概念范文5
[关键词] 酶 实验设计 方法 探究
学生已经学习了生命的物质基础、细胞的基本结构和细胞物质的输入和输出,并进行了一些生物实验。这为理解生命活动需要能量的供应、酶的作用本质并进行相关实验奠定了必要的知识和能力基础。
【教学目标】1、通过酶的发现史了解酶的概念及本质;2、比较酶和无机催化剂的异同,举例说明酶在细胞代谢中的作用;3、通过实验理解酶的特性及影响酶活性的因素;4、理解实验设计的科学性原则、单一变量原则及等量原则,学会控制自变量、观察和检测因变量变化的方法;5、使学生明白科学的发展是一个探索和争论的历程,只有不断探索才能挖掘出本质来。
【教学方法】采用多媒体课件辅助教学,引导――演示实验――归纳总结――分析曲线的方式,分阶段分层次设置问题引导学生思考。
【教学流程】
导入:复习新陈代谢的概念:新陈代谢是生物体内全部有序化学变化的总称。强调“有序”的重要性:(1)时间上的有序性;(2)空间上的有序性。
新陈代谢过程中发生了如此复杂的化学反应,这些化学反应必须在很快的时间内完成。但是在生物体内,化学反应的条件只能是常温常压,在这种情况下生物催化剂――酶的作用就尤为重要,生物体内的许多化学反应在没有酶的情况下几乎是不能进行的。
展开
(一) 酶的发现史
最早人们对酶的认识起源于生产和实践,对酶的研究都是通过实验得到。
(多媒体展示酶的发现史资料,学生探讨,回答问题)
⑴1773年斯帕兰扎尼实验。想一想,这个实验的巧妙之处在哪?通过这个实验说明了什么问题?到底是谁在起化学性消化作用?
⑵1836年,施旺把胃液中起化学性消化作用的胃蛋白酶取了出来。这种物质的本质是什么?
⑶1926年,萨姆纳提取脲酶(如何证明脲酶是蛋白质――双缩脲反应?)19世纪30年代相继提取出多种酶。结论:酶是一类具有生物催化功能的蛋白质。
生活;再者,直接让学生参与做好家庭小实验,除了蛋白质,其他的物质能不能起催化的作用?
⑷20世纪80年代,T.R.Cech 和S.Altman发现RNA的催化作用
教师引导:后人的发现都是在前人研究的基础上实现的。到现在为止,已经鉴定出来的酶有4000多种,而且每年仍然有新的酶被发现。
(二)酶的概念
酶是由活细胞产生的具有生物催化作用的有机物。强调:(1)来源和分布;(2)生物功能――催化作用;(3)化学本质:绝大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA。
(三)酶的特性
作为生物催化剂肯定有跟无机催化剂不一样的地
方。
探索实验:比较过氧化氢酶和Fe3+催化效率(渗透实验原则)。
学生讨论:1、为什么所采用的肝脏组织必须是新鲜的?(含的酶多)2、为什么实验过程用的是肝脏研磨液?(把酶从细胞中释放出来)
【酶的特性之一】高效性(107―1013)
实验步骤 试管1 试管2
1 H2O2溶液 2mL 2mL
2 肝脏研磨液 2滴 /
3 FeCL3溶液 / 2滴
4 实验现象 燃烧剧烈 燃烧不剧烈
探索实验:探索淀粉酶对淀粉和蔗糖水解作用
序号 试验步骤 试管1 试管2
1 可溶性淀粉 2mL /
2 蔗糖溶液 / 2mL
3 淀粉酶溶液 2mL 2mL
4 用Feiling
试剂检测 砖红色沉淀 无沉淀
学生探讨:1、实验过程中60℃水浴5分钟的目的是什么?(充分反应,60℃酶活性最高)2、使用斐林试剂应该注意什么?把蔗糖溶液换成果糖溶液是否可以?
【酶的特性之二】高度专一性
高度专一性指酶对催化的反应和反应物有严格的选择性,被作用的反应物通常叫底物,酶催化的反应叫酶促反应,酶往往只能催化一种或一类反应,作用于一种或一类物质(分子结构近似的物质),而一般的催化剂没有这样的选择性。
例如:蛋白酶只能催化蛋白质肽键的水解,淀粉酶只能催化淀粉的水解。但淀粉酶自身是蛋白质,它能不能被蛋白酶水解呢?
引申:酶的多样性――酶与反应物之间是对应关系,反应物的种类很多,那酶的种类也很多
【酶的特性之三】酶需要适宜的条件
对于无机催化剂而言,在高温高压下也能起催化作用。但是对于酶而言,它只在某个温度和PH值的条件下才有催化活性,它需要适宜的条件。
影响酶活性的因素(实现图文转化):
1.温度:在最适温度下酶的活性最高,不同的生物最适温度不同,动物体内的最适合温度在35℃―40℃之间,植物在40℃―50℃之间;高温会破坏酶的分子结构使酶失活;低温抑制酶的活性。
2.PH值:在最适PH下酶的活性最高,不同的酶最适PH值不同,动物体内的酶最适PH值大多在6.5―8.0之间,但也有例外,如胃蛋白酶的最适PH值为1.5,植物体内的酶最适PH值大多在4.5―6.5之间;过酸过碱都会破坏酶的分子结构使酶失活。
举例:发烧的时候为什么会食欲不振?唾液淀粉酶到胃里还有催化活性吗?
课后思考题:设计实验验证温度和PH对酶活性的影响。
教师课堂总结并答疑。
【教学反思】
按照以上的教学模式,课堂教学效果基本达到要
求。但也有需要改进之处,如:酶的发现要引导学生渗透生物学史观;在实验的讲解中要注意渗透实验思想,注重实验的设计原则及过程;在图文转化方面,要渗透分析图形的一般方法;基于时间的考虑,第二个实验无需当堂做,可延伸到课外,最好能结合多媒体动画分析。
化学性消化的概念范文6
从生活和学科的视角看待糖类,在学生已有认知基础上,引导学生的旧知和新知产生碰撞并促进知识体系重组;教学设计中多处用化学视角理解生活中的糖;强调学科观念建构,特别彰显变化观和能量观;渗透科学阅读的学习策略,将科学新闻、社会报道、化学史、科学数据等文本,作为教科书之外的学习资源。
[关键词]
化学性质;科学阅读;能量;生活
一、教学设计思路分析
《基本营养物质》是高中化学必修二有机化学与生活实际的重要连接点,我们选取了糖类这种人类所需的基本营养物质――此时学生已经学习过甲烷、乙烯、苯等重要的基础化工原料,也了解了乙醇、乙酸这两种生活密切关联的烃的衍生物,继续学习糖类等基本营养物质,可促使必修阶段有机物的知识体系相对完整,也为以后学习选修做准备。
学生在小学科学和初中生物及化学阶段就已经接触了糖类,学生在生活中也积累了不少认识,但也存在着一些错误前概念。良好的认知基础有利于学生更深层次的学习,而课堂之内的正式学习更有必要修正学生的科学前概念。
由于糖类的结构和性质错综复杂,必修阶段教学不宜在结构上盲目拔高,课标建议要从生活经验和实验探究出发设计教学内容和过程,所以我们着重将糖类的性质和用途紧密联系,结合化学史、新闻、生活经验、明星食谱等文本素材,引导学生联系基础知识开展科学阅读,尝试以各种糖类性质的应用串联学习过程,引导学生理解化学学习意义,凸显对事实证据的阅读分析以及随之带来的逻辑推理,这是尝试的一种创新。科学阅读在教学过程中主要分为先存知识的唤起,知识概念的完善和分享式阅读三个阶段,而不只限于情境的简单呈现。
但如果一味停留于联系生活科普化,不免失去了化学味道。所以从体现化学性质的多元变化以及体现应用意义的能量释放,两个角度帮助学生强化学科观念,是本设计反复强化的线索和思想。
需要说明的是,对于必修二糖的教学,安排两课时完成,我们的设计体现整体性和系统性,所以并没有割裂两课时;适当拓展内容,也意在丰富中学生在必修阶段学习有机化学的实用性,强调学科观念和学科逻辑。
二、教学目标
【知识与技能】
(1)了解糖类的常见代表物葡萄糖、蔗糖、淀粉、纤维素的组成及主要性质。
(2)掌握葡萄糖、蔗糖、淀粉的基本鉴别方法,能简单辨别葡萄糖和果糖。
(3)了解糖类对生命活动的重要性,以及糖类摄取与人体健康之间的关系。
【过程与方法】
结合化学史,生活经验,实验探究等基本方法,讨论交流,了解葡萄糖,蔗糖,淀粉和纤维素的主要性质。
【情感态度与价值观】
辨识科学信息真伪,追求科学逻辑思维。
三、教学过程
(一)开门见山,回顾旧知
【教师提问】同学们,今天你们吃糖了吗?请谈谈在初中阶段你对糖化学的了解。
【学生】回答
【设计意图】了解学生对糖的已有认识,活跃学生思维。
(二)基于糖类化学式的分类和归纳
【教师】请同学根据所查资料,将糖类分类汇总。
【板书】
[分类\&元素组成\&代表物质\&化学式\&来源\&______糖\&\&葡萄糖、______\&\&______、\&______糖\&\&蔗糖______、\&\&______、\&______糖\&\&淀粉______、\&\&______、\&]
【过渡】根据表格填写情况,老师进行补充说明。
【教师小结】如何根据化学式初步判断单糖、双糖和多糖?
【过渡】这些糖类的化学式有什么特征,有什么规律可循,我们能不能归纳出一个通式来代表所有糖类?
【学生】发现规律,总结
【教师】是不是糖类都符合Cn(H2O)m这个公式?是不是符合这个公式的就是糖?
【学生】讨论、回答。
【补充】符合这个公式的不一定是糖,前面所学乙酸的化学式C2H4O2就是一个典型的反例。
鼠李糖的化学式C6H12O5:它是糖但是它的化学式不符合糖类的通式。
【教师小结】通式的应用是有限度的,因此糖类大部分通式是Cn(H2O)m,但不是全部。
【设计意图】作为教师进一步了解学生对糖的已有认识,并更正部分错误前概念。
(三)从结构上辨别葡萄糖和果糖
【板书】绘制葡萄糖和果糖的结构式
【教师】葡萄糖和果糖,它们都是单糖。它们的化学式都是C6H12O6,但是它们是两种不同的物质。请同学们观察并发现结构式上不同的地方。
【学生】观察、讨论交流
【教师小结】它们的官能团不同,结构不同。葡萄糖含有醛基,果糖含有酮基。两种物质拥有相同的化学式但是却拥有不同的结构,我们称之为同分异构体。
【教师】糖类中除了葡萄糖和果糖,还有哪些物质互为同分异构体呢?
【学生】讨论交流并做出猜想。
【教师小结】蔗糖和麦芽糖互为同分异构体,但淀粉和纤维素不是,因为它们化学式不能确保一样。
【设计意图】学生通过观察两者的结构式,发现官能团差异,由此发现结构不同。它们是什么关系?这是学生脑海中的疑问,老师从而强化同分异构体的概念。必修阶段学生对醛基和酮基并不熟悉,但是简单提及、强化结构决定性质的观念是有必要的,不只是为选修做铺垫。更是为了建构学科观念必经的过程:让学生充分了解到有机化学的复杂性是结构决定的。
(四)应用广泛的葡萄糖特征反应
(1)血糖检测――斐林试剂
【教师】有同学知道医院里血糖检测的原理吗?根据血糖试纸的变红程度,就可以大致推断出血液中葡萄糖的含量高低。
【学生】回忆生物知识。
【演示】呈现照片或实验演示:实验过程中蓝色Cu(OH)2变成了砖红色沉淀。
【教师小结】葡萄糖的醛基决定特征反应,Cu2+变成了Cu+被还原。因此葡萄糖是一种还原糖。斐林试剂检验葡萄糖,作为葡萄糖的特征反应之一可以用来血糖检测。
(2)镀银的原理――银镜反应
【科学阅读】阅读科学史:13世纪后半期,威尼斯人制得了玻璃镜子,后来变为水银镜子,但因为水银有毒。直到一百多年前,人们才想出一个法子用金属银来代替水银镜子。在硝酸银的氨水溶液里加进去葡萄糖水,葡萄糖水把看不见的银离子变成银微粒,沉积在玻璃上做成银镜子。
【教师】根据该原理实验室里如何制银?
【演示】在银氨溶液中加入葡萄糖溶液,水浴加热,观察实验现象
【学生活动】观察现象,讨论交流
【教师小结】再次强调葡萄糖的还原性。并拓展以前家里用的水瓶胆,利用银镜反应的原理。
【设计意图】了解必修里的葡萄糖,一是对醛基的初步认识但不必深究,二是对有机化学中氧化还原的深入了解,不用太纠结于葡萄糖的氧化产物,却可以通过反应对象无机物的化合价改变来体会葡萄糖的还原性,这是学生建构变化观的重要过程:从初中分别认识氧化反应和还原反应,到必修一中整体认识氧化还原反应,再到有机化学学习中重新“割裂”氧化和还原――这种回归是对氧化还原反应深层理解的必经阶段。
(五)由提供能量提到糖类的水解反应
【过渡】糖类对人类的最大意义是提供能量
【科学阅读】提供数据资料:“游泳界传奇人物、22枚奥运金牌得主菲尔普斯的一日食谱与众不同。早餐:3个煎蛋三明治、2杯黑咖啡、5个鸡蛋饼、3片法式吐司面包、3块巧克力小煎饼和1碗玉米粥。午餐:约455克的意大利通心粉、2个火腿奶酪三明治和特制的能量饮料。晚餐:约455克的意大利通心粉、1大块比萨饼和特制能量饮料。”
【提问】为什么菲尔普斯没有像很多其他运动员一样大鱼大肉补充高蛋白营养食品?喜欢参加体育运动的同学愿意结合自身经验谈下么?
【学生活动】发言
【补充】菲尔普斯的食谱中有很多碳水化合物,比如面包、小煎饼、通心粉等。这样的饮食结构特别适合菲尔普斯这样的运动员。人在运动时所需的能量来源有三种,糖类、脂肪和蛋白质。这其中,通过食物摄入的糖变成血糖,而血糖供给能量的速度是最快的。也就是说,喜欢运动的人一旦有需要,其体内的糖将在第一时间变成能量“冲上去”。所以,人们如果经常从事短跑、游泳等需要短时间内爆发很大力量的运动,就应该多吃些碳水化合物,好保证能量的及时供应。
(1)如何最快获得能量――直接摄取葡萄糖
【科学阅读】提供新闻素材作为情境:2016年合肥某医院一医生在手术室内连续工作24小时,手术结束后疲惫不堪直接坐在地上喝葡萄糖液。
【教师】单糖是糖类水解的最终产物,单糖不发生水解反应。糖类水解需要一定的时间,因此恢复精力最快的方法就是直接接受葡萄糖。
【板书】葡萄糖在人体氧化的化学方程式
【科学阅读】提供新闻素材作为情境:各类葡萄糖燃料电池的最新研究进展。
【提问】如何设计葡萄糖燃料电池的电极反应式。
【设计意图】具体事实的学习,是化学能量观形成的发展和基础,没有一定的事实积累,很难形成一定的化学能量观。(1)当实验无法表征葡萄糖化学反应的能量变化时,科学阅读的文本就成为一种间接素材。从最初的葡萄糖人体摄入,到葡萄糖燃料电池的前沿进展,给予科学视野的同时,更加引领学生对能量的转换途径有了更深认识。
(2)蜂蜜的水解切入到蔗糖的水解
【阅读材料】甜言蜜语,蜂蜜是甜滋滋的。蜂蜜可以减肥美容补充能量,恢复疲劳,蜜蜂从花中采得花粉,花粉中含有蔗糖,在体内多种转化的作用下,把花蜜中的多糖转变成人体可直接吸收的单糖葡萄糖、果糖。
【教师】根据阅读材料,填写下列表格,并写出化学反应方程式
[蜂蜜\&反应物\&催化剂\&生成物\&应用\&\&\&\&\&]
【实验探究】取1mL 20%的蔗糖溶液,加入3~5滴稀硫酸。水浴加热5min后取少量溶液,加氢氧化钠溶液调溶液pH至碱性,再加入新制的氢氧化铜,加热煮沸3~5min,观察实验现象。
【学生活动】观察现象,代表书写蔗糖水解的化学反应方程式
【拓展提问】为什么我们不直接使用蜂蜜来做这个实验?
【设计意图】没有单独通过实验室中蔗糖的水解来说明双糖的转化,而是另辟蹊径,结合蜂蜜的制成来讲述蔗糖的水解――蜂蜜主要成分是蔗糖,不能发生和葡萄糖类似的反应,但是它水解后的产物有葡萄糖,可以根据葡萄糖的特征反应来判断,所以就可以顺其自然地引出双糖的水解反应方程式。
(3)多糖的水解供能
【教师】请同学们根据生活经验和已学知识罗列其他糖类的水解。
【学生活动】讨论交流,畅所欲言。
【补充】淀粉和纤维素的最终水解产物相同,都是葡萄糖。
板书:多糖水解的化学反应方程式
【教师小结】糖类在实验室中水解常用H2SO4作催化剂,在动物体内水解则是用酶作催化剂。纤维素只有在食草动物胃中水解。淀粉可以水解为葡萄糖,为人们提供能量。纤维素帮助人们消化,有些营养学家称之为膳食纤维。
【科学阅读】回顾之前的菲尔普斯的食谱中进行分析:两次出现了“通心粉”。菲尔普斯为何对它情有独钟?
【拓展解析】这和通心粉在胃里被消化吸收的速度较慢有关系。对于喜欢运动的人来说,不应该让主食在胃里消化得过快,否则容易引起血糖的快速升高。而快速升高的血糖水平在胰岛素的作用下又会迅速下降。于是,人又一下子没了力气。反观消化速度慢的食品,它们能够像“缓释胶囊”一样让血糖水平保持在相对平稳的状态,人的运动状态就会相应稳定,因此特别适合喜欢运动的人来吃。除了通心粉,我们日常生活中常见的粗粮、豆类、薯类都是消化速度慢的主食,纤维素含量丰富,在一定程度上影响了淀粉的水解速率。它们比精米、白面更能让人在较长时间里维持不错的体能。
【教师】“饭要一口一口地吃”的科学依据是什么?为什么吃饭时要强调细嚼慢咽,为什么仓促嚼的米饭味道和细嚼慢咽的米饭味道不一样?
【学生】结合生活经验,讨论交流,做出猜想。
【实验探究】探究淀粉的水解程度
【学生活动】边做实验,边观察现象。记录实验现象。
【教师】请根据实验现象,做出相应的猜想。
[现象A\&现象B\&猜想\&变蓝\&未出现砖红色沉淀\&\&变蓝\&部分出现砖红色沉淀\&\&未变蓝\&都是砖红色沉淀\&\&]
【设计意图】因为学生通过先前的学习早已了解淀粉的水解反应,因此另辟蹊径,探究淀粉水解程度。影响淀粉水解程度的因素有:时间,温度和试剂的量等。运用控制变量的科学方法,可以科学地探究淀粉的水解程度。
【设计意图】围绕提供能量的主线来说明糖类的水解反应,最终还是为了给人体提供能量。化学能量观是一个不断深化、有机联系的结构化内容,因此学生的化学能量观建构应该注重认识和理解的重要性。(2)对于多糖的水解探究,终究还是一种科学方法的训练,化学教学不能停留在知识教学,需要重视方法教育。
(4)代糖不是糖――不提供能量
【教师】代糖结构和糖类相似,但是代糖不是糖。代糖不提供能量,只提供甜味,糖类既提供能量又提供甜味。
【补充】对于一些嗜甜却又必须要控制糖分的人时,除了控制糖类的摄取外,用代糖代替也是个很好的选择。但代糖不可以吃多,会消化不良。
【设计意图】选修才仔细通过结构来说明代糖不是糖,必修方面就一带而过。糖类在人们的认知中代表着 “甜”和“供能”。为了解决人们追求甜味,但也要抑制摄取糖类过度的问题,人们发明了代糖。但是人们解决了“甜”,也成功使血糖浓度保持稳定,但代糖无法解决“能量”问题,这是一种对比,更是一种观念强化。科学观念形成于学习、实践活动之中,又左右着人们的学习和实践活动(3),所以代糖的补充教学意义更在生活实践之中。
(六)课堂总结
用流程图表示糖类各个知识点。总结糖类是什么,糖怎么转化,糖的意义是什么,如何合理摄取糖类保障人体健康。
[参 考 文 献]
[1]姚远远,陈凯.初中化学教科书中能量观的建构[J].化学教育,2013,(5):7-22.
[2]梁永平.论化学学习中的能量观建构[J].化学教育,2008,29(8):7-12.
[3]何彩霞.对“科学主题”、“科学观念”的认识[J].北京教育学院学报,2001,15(3):51-54.