摘 要:通過從生活中尋找葡萄糖的用途,讓枯燥的有機物性質學習變得有趣。在課堂上,以前面章節所學知識應用到葡萄糖結構的驗證,注重師生互動式學習,更多的讓實驗現象說話,發揮學生的主觀能動性。在葡萄糖的知識教授完畢之后,學以致用,與醫學上的糖尿檢測做對比。
關鍵詞:葡萄糖;銀鏡反應;結構
【教學過程】
一、 視頻導入
采訪身邊的人對葡萄糖的認識,受訪人員是:英語教師、初中生、公務員、清潔工、物業維修人員,他們對于葡萄糖的認識是:葡萄糖可以食用、吊點滴、提供能量等。
【教師】從視頻中可以發現大家對于葡萄糖是不陌生的,但是我們現在作為高二的學生,我們學習葡萄糖應該更加的全面。
【教師】演示實驗:用新鮮葡萄,研磨取汁,配制新制氫氧化銅懸濁液于試管中,將新鮮的葡萄糖汁液滴加入試管中,進行加熱
【學生】觀察實驗現象
【教師】我們發現這里出現了磚紅色沉淀,由此可知?
【學生1】從這個實驗現象可以知道葡萄糖里有醛基
【教師】這個實驗現象說明葡萄糖中有醛基,我想請大家判斷一下這個結論是否正確
【很多學生】對的
【學生2】我認為是不正確的,因為葡萄里面的成分特別多,出現了磚紅色的沉淀只能說明驗證出了有含有醛基的物質,但不一定就是葡萄糖表現出來的。
【教師】應該怎么辦?
【學生3】我認為應該要利用純凈的葡萄糖或者只含葡萄一種溶質的溶液來完成這個實驗
【教師】回答的非常好。同學們,在你們的桌上,擺放有硝酸銀溶液、葡萄糖溶液、氨水、燒杯器具,其中有些桌上給大家備了玻璃片,有些是備了玻璃瓶,請同學們根據現有的藥品、儀器,和目前所掌握的知識點,進行實驗,驗證出葡萄糖中含有醛基,并且讓我們的成果來的高大上些,把實驗結果制作成為鏡子或者內膽。
【學生】進行分組實驗
【教師】同學們的成果
【教師】(整理板書)已知葡萄糖的分子式是C6H12O6,所以是有一個不飽和度,而同學們探究出它的分子中含有醛基,也只能夠含有一個醛基結構,而剩下的5個氧原子該怎么辦?
【學生4】可能有5個羥基;【學生5】可能有醚鍵;【學生6】可能羥基和醚鍵都有
【教師】那么如果你是科學家,你會如何處理這個問題?如何確定這一結果?
【學生7】可以利用紅外光譜、核磁共振氫譜;【學生8】可以用實驗來驗證羥基
【教師】那請你說說利用實驗你會如何驗證出羥基?
【學生8】可以利用葡萄糖與鈉反應
【教師】“展示葡萄糖”葡萄糖是白色固體,所以必須要經過在制作熔融狀態與鈉反應,但是溫度高了之后做不到無氧環境,則整個的探究就會發生其他的反應,所以當時探究葡萄糖結構的過程是非常艱辛的
【視頻】圖片視頻展示葡萄糖的發展史
【教師】后來科學家實驗確定了葡萄糖為五羥基醛,雖然我們今天的課堂無法重試科學家所有的過程,但是多羥基的物質有一個共性,就是可以使新制氫氧化銅懸濁液出現絳藍色,同學們現在請看,我準備了1、2、3、4、5、6號試管,每支試管中都放置了新制氫氧化銅懸濁液1號試管滴加水,2號試管滴加乙醇,3號試管滴加丙三醇,4號試管滴加己六醇,5號試管滴加乙醛,6號試管滴加葡萄糖
【學生】觀察現象,并且描述現象
【教師】請同學們根據我們現在所掌握的信息試著寫出葡萄糖的結構簡式(提示學生多個羥基接在同一個碳原子上不穩定)
【教師】寫的很不錯,那么在科學家探究葡萄糖的過程中,其實還出現了一次重要的科學貢獻,德國科學家費歇爾發現了葡萄糖的空間結構投影到平面上是不同的,利用這一種方式很清楚的把三維結構展現在二維平面上
【展示】費歇爾投影式
【教師】發現葡萄糖存在著D型和L型之分,而這兩種結構永遠不能重合,就像我們的左手和右手一樣,基本構造雖然完全相同,但是卻是不一樣的,我們稱這種為對映異構,也俗稱為手性異構,而手性碳原子就是分析這類問題的關鍵,手性碳原子即為每個碳原子上鏈接了四個不同的原子或者原子團。“展示幾個含手性碳原子的異構體”
【教師】確定了葡萄糖的結構之后,請同學們結合我們之前的探究活動,整理出有關于葡萄糖的物理性質和化學性質
【學生】分組討論
【教師】現在我來請一組來說說你們討論的結果
【學生9】可以看出葡萄糖是白色固體,有甜味,而且可以溶于水,熔沸點較高
【教師】為什么說葡萄糖的熔沸點較高
【學生9】因為結構中含有多個羥基和醛基,所以類比之前學過的醇的分析,推測它的熔沸點較高
【教師】再來請一組同學說說它的化學性質
【學生10】葡萄糖具有羥基的性質,所以應該可以發生酯化反應、與金屬鈉反應、發生氧化反應;具有醛基的性質,所以應該可以發生與新制氫氧化銅的反應、銀鏡反應。
【教師】“教師展示PPT,展示出有關葡萄糖的物理性質和化學性質。”同學們整理的都非常的好,同時請同學們要注意,在書寫化學方程式時要仔細,比如曾經在講解醛性質時,針對于化學方程式的一些記憶技巧,1 mol醛基與2 mol的氫氧化銅反應,生成12 mol的氧化亞銅,1 mol醛基與銀氨溶液反應是生成1 mol水、2 mol銀單質,3 mol氨氣。這些技巧可以節省同學們書寫復雜化學方程式的時間。
【教師】展示PPT,學以致用——用途
二、 結束語
【教師】同學們的桌子上有一張糖尿試紙,同學們把它帶回家,可以測測自己或者家人的尿液,然后與標準比色卡對比,檢測出尿液中葡萄糖的含量是否超標
【教學反思】
設計本堂課程是結合了必修2和選修5中所有有關葡萄糖的內容,糖類在生命活動中起到的最重要的作用就是功能,而高中生除了要知道生活中用途之外,對于它的結構和性質的掌握也是很重要的。所以本課的線索主要是根據性質推結構,根據結構整理性質。而本人認為在處理結構推出的過程中由于中學化學的技術和知識點掌握有限,只能講解的比較含糊,可能對于有一些基礎薄弱的學生來講會比較難接受。在實驗設計方面可能由于高中實驗條件的限制和知識掌控不足,所以實驗多以驗證為主,缺乏探究實驗,這也是本可成功最大的遺憾!
作者簡介:
熊莉,江西省南昌市,江西師范大學附屬中學。