傳統文化視角下的高中化學教學設計

[中圖分類號] G633.8 [文獻標識碼] A[文章編號] 1674-6058（2025）17-0061-05

一、教學主題內容與研究現狀

本節課選自人教版高中化學必修第二冊的第七章第四節“基本營養物質”。對于本節內容，《普通高中化學課程標準（2017年版2020年修訂）》所給的情境素材建議為食物中糖類、油脂、蛋白質在人體中的轉化和常見體檢指標中的有機化合物，其學業要求是能列舉蛋白質在生產、生活中的重要應用，并結合這些物質的主要性質進行簡單說明[1]。因此，近幾年關于蛋白質的教學設計均以融合生活為主，如武培通過設置不同的生活情境和驅動任務推動教學進程2，陳穎圍繞土豆這一常見的事物構建生物大分子模型[3]，由此提高學生的學科核心素養。

2017年，中共中央辦公廳、國務院辦公廳印發了《關于實施中華優秀傳統文化傳承發展工程的意見》（以下簡稱《意見》）。該《意見》提出了總體目標：到2025年，中華優秀傳統文化傳承發展體系基本形成，研究闡發、教育普及、保護傳承、創新發展、傳播交流等方面協同推進并取得重要成果[4]。教育是中華優秀傳統文化普及的一條重要途徑，以教學為文化傳播的載體，可厚植文化底蘊，增強民族自豪感。絲綢是我國聞名于世界的絲織品，其中“四大名繡”和“三大名錦\"最為出名，而海南最有名的絲織品為“臨高絲”。在絲綢制作的一般工藝以及絲綢的洗護和鑒別中，蘊含著蛋白質的相關知識點。絲綢制作的原料一—蠶絲富含蛋白質，蠶絲的加工步驟涉及蛋白質的形成和水解過程，桑蠶絲制品的洗護和鑒別過程涉及蛋白質變性和檢驗知識點。本節課以絲綢為情境主線，通過探究絲綢制作的一般工藝和絲綢的洗護和鑒別方法，聯系生活經驗，用化學知識揭示傳統文化的奧秘，讓學生感受化學知識在生產生活中的價值，并增強民族自豪感。

二、教學目標

1.通過比較構成絲素蛋白的主要氨基酸的結構簡式的相同點，掌握氨基酸的官能團及其組成元素，培養觀察能力和分類能力

2.通過分析絲素蛋白的形成和絲膠蛋白的水解過程，構建氨基酸和蛋白質的轉化模型，培養科學思維和模型構建能力。

3.通過對蛋白質溶解性實驗、蛋白質顯色實驗、蛋白質變性實驗的探究，認識蛋白質的性質，培養動手實驗能力和根據證據進行分析推理的能力，提高科學探究的科學素養。

4.通過對絲綢制作一般工藝的了解，體會化學在生產生活中的應用，提高對化學的認同感，增強文化自信。

三、教學設計思路

本節課以絲綢為情境主線，將整個學習過程分為三個環節：絲素蛋白介紹、蠶絲的巢絲與脫膠、絲綢的洗護與鑒別。這三個教學環節的內在邏輯為：蠶絲的構成、蠶絲的加工步驟、桑蠶絲制品的洗護和鑒別。教學環節結合課前布置的調查任務，創設多個問題情境，并讓學生通過實驗探究、小組探討等多種活動形式解決問題、獲得知識，從而發展學生的化學學科核心素養。具體教學設計思路如表1所示。

表1基于傳統文化視角下的“蛋白質\"教學設計思路

四、教學過程

（一）課題引入

【課前任務】把學生分為4個小組，并讓學生在課前通過網絡搜索、書籍查閱等方式搜集有關蠶絲的構成、蠶絲的加工步驟、桑蠶絲制品的洗護和鑒別等資料。

【情境創設】清光緒《臨高縣志》記載：“婦女業桑蠶，司紡織…田疇錯壤，桑麻蓊蔚，皆可耕可織。一夫力耕，歲可得米百斛；一婦紡織，年終得縑三匹。所謂臨高絲者，其貨可居也?！?提到絲綢，大家可能第一時間想到“四大名繡”和“三大名錦”。但其實我們海南也有自己的絲綢，名為“臨高絲”。臨高絲歷史悠久、聞名遐邇，今天我們就一起從化學的角度認識一下絲綢。

設計意圖：以臨高絲為情境載體，引導學生從生活視角重新認識蛋白質，為后續構建知識網絡埋下伏筆。同時，將化學與海南地方傳統文化相結合，有助于增強學生的文化自信，提升學生對化學的認同感。

（二）環節1：絲素蛋白介紹

【資料1】海上絲綢之路的沉船\"南海一號\"的出水文物中，主要有瓷器、金器、銀器、銅器、銅錢等，沒有發現絲綢。周腸團隊利用免疫分析法在“南海一號”的泥沙中檢測到了絲素蛋白，從而驗證了海上絲綢之路有運輸絲綢[6]

【提問】為什么檢測到絲素蛋白就驗證了沉船上曾經存有絲綢？

【學生】根據查閱的資料可知，蠶絲中絲素蛋白占 70%～80% ，蠶絲中還有絲膠蛋白。檢測到絲素蛋白就能證明\"南海一號\"的貨物中有絲綢。

【教師】絲素蛋白中的甘氨酸、丙氨酸、絲氨酸、絡氨酸占其組成在 80% 以上，從結構式（如圖1）來看，構成絲素蛋白的主要氨基酸有何相同點？

圖1甘氨酸、丙氨酸、絲氨酸、絡氨酸、甲硫氨酸結構式

【學生1】觀察甘氨酸、丙氨酸、絲氨酸、絡氨酸、甲硫氨酸結構式，發現都有一 ?NH₂ —COOH。

【學生2】組成氨基酸的元素有碳元素、氫元素、氮元素和氧元素。

【教師】從圖1我們可以看出，一 NH₂ 、—COOH是氨基酸的官能團。氨基酸除了有官能團，還有別的基團，簡稱\"R基”。在部分R基中有硫元素存在，所以部分氨基酸中有硫元素。

設計意圖：通過觀察蠶絲中絲素蛋白的主要氨基酸的結構簡式，引導學生掌握氨基酸的官能團及其組成元素。從蠶絲到氨基酸，從宏觀到微觀，培養學生的“宏觀辨識與微觀探析”化學學科核心素養。

（三）環節2：蠶絲的巢絲與脫膠

【教師】甘氨酸、丙氨酸、絲氨酸、絡氨酸等氨基酸可在一定的條件下脫水縮合成多肽，多肽盤曲折疊形成絲素蛋白。蛋白質的相對分子質量都很大，如血紅蛋白的相對分子質量在六萬以上，所以蛋白質是非常復雜的有機高分子，主要由碳元素、氫元素、氧元素、氮元素組成，部分蛋白質還有硫元素。

【資料2】人教版高中化學選擇性必修第三冊第四章第二節中的“蛋白質結構示意圖”如圖2所示。

【教師】根據絲素蛋白的形成過程和蛋白質結構示意圖，構建氨基酸形成蛋白質模型（如圖3）。

圖2 蛋白質結構示意圖

圖3氨基酸形成蛋白質模型

圖4蛋白質的水解模型

聚合 盤曲折疊若干氨基酸分子 →多肽 → 蛋白質一定條件

【提問】如何從蠶繭中獲得蠶絲呢？要經過什么步驟？

【學生】要經過繅絲的步驟。原始的巢絲方法是將蠶繭浸在熱盆湯中，用手抽絲，卷繞于絲筐上。盆、筐就是原始的巢絲器具[7]。

【資料3】絲素蛋白是蠶絲的主要成分，是一種堅韌而有彈性的線性蛋白，是制作絲綢的基本紡織原料。絲膠蛋白是構成蠶絲纖維外層組織的球狀蛋白，可保護內部絲素，并有黏結作用。絲素蛋白不溶于水，絲膠蛋白可溶于水。巢絲就是將部分絲膠蛋白進行溶解，將蠶絲從蠶繭中抽離出來。經過巢絲步驟的蠶絲叫作“生絲”[8]

【追問】在此工藝中，體現了蛋白質的什么性質？

【學生猜想】不同蛋白質的溶解性不同，如絲素蛋白不溶于水，絲膠蛋白可溶于水。

【探究實驗】探究雞蛋清和頭發絲中蛋白質的溶解性。

【儀器和藥品】燒杯、玻璃杯、雞蛋清、頭發絲、蒸餾水。

【實驗現象】雞蛋清可溶于水，頭發絲不溶于水。由此可知不同蛋白質的溶解性不同。

【追問生絲中還存留的絲膠會影響蠶絲的光澤度和柔軟度，不利于蠶絲制品的加工生產，該如何解決這個問題？

【學生】根據查閱的文獻可知，可通過脫膠的方法將生絲變成“熟絲”，如此就可解決這個問題?！短旃ら_物》中記載：“凡帛織就猶是生絲，煮練方熟。練用稻稿灰人水煮。以豬胰脂陳宿一晚，入湯浣之，寶色燁然?！盵9]

【講述】脫膠可用酸劑、堿劑、酶劑，古代絲綢精煉常用堿劑和酶劑。堿劑主要有兩類：一類是石灰或蛤蜊的殼燒成的灰；另一類是植物燃燒生成的草木灰。古代大量使用的酶劑是胰蛋白酶，主要來源于豬胰。胰蛋白酶在一定條件下對絲膠起到專一的高效水解作用[8]。利用酸劑、堿劑、酶劑對生絲進行脫膠，是因為這些物質能使絲膠蛋白進行水解，最后生成各種氨基酸。

【教師】根據氨基酸形成蛋白質模型和絲膠蛋白的水解過程，試著構建蛋白質的水解模型

【學生】構建蛋白質的水解模型（如圖4）。

水解 水解蛋白質 → 多肽 →若干氨基酸酸、堿或酶

設計意圖：引導學生通過動手實驗獲得知識，并在實踐中理解和鞏固知識，培養學生獲得科學知識的能力和實驗技能；同時，通過分析絲素蛋白的形成過程和絲膠蛋白的水解過程，構建氨基酸形成蛋白質模型和蛋白質水解模型，發展學生的“證據推理與模型認知”化學學科核心素養。

（四）環節3：絲綢的洗護與鑒別

【教師】接下來請同學們幫助老師完成一個魔術，讓雞蛋清像頭發一樣不溶于水。請同學們滴幾滴實驗臺上的醋酸鉛溶液到裝有雞蛋清溶液的燒杯中，并觀察實驗現象

【學生】觀察實驗現象，并進行描述：有沉淀生成。

【教師】有沉淀生成是因為加入的重金屬鹽使蛋白質變性。而蛋白質變性后溶解度會下降，并失去生理活性。

【教師】我們平時也會采取某些措施使病毒、細菌失去生理活性，從而起到殺菌消毒的作用。請同學們根據日常生活經驗總結出使蛋白質變性的方式。

【學生】小組討論，進行總結：使蛋白質變性的方式有加熱、紫外線照射、加入乙醇等。

【教師請同學們利用實驗臺上的試劑進行實驗，進一步探究使蛋白質變性的方式。

（試劑氫氧化鈉溶液、氫氧化鋇溶液、稀硫酸溶液、鹽酸溶液、甲醛溶液和雞蛋清溶液

【探究實驗1探究使蛋白質變性的方式。

【實驗現象】氫氧化鈉溶液、氫氧化鋇溶液、稀硫酸溶液、鹽酸溶液、甲醛溶液都能使雞蛋清溶液產生沉淀。

【實驗結論】強酸、強堿和甲醛都能夠使蛋白質變性。

化學試劑：重金屬鹽類、強堿、強酸、乙醇、甲醛等蛋白質溶液 →變性 ?₊ 溶解度下降 $$ 失去生理活性物理因素：加熱、紫外線

【教師】請同學們繼續實驗，將蒸餾水加入變性的雞蛋清中，觀察實驗現象。

【學生】進行實驗，發現沒有明顯的變化。

【實驗結論】變性是一個不可逆的化學變化，所以加水并不能使雞蛋清重新溶解。

【教師】絲綢主要由蠶絲制作而成，而蠶絲富含蛋白質。為了避免蛋白質變性，在洗護絲綢的過程中有許多注意事項，請同學們根據洗護注意事項（如圖6）說出其中的原理。

真絲·洗護SILKWASHING以產品實際附帶維護方法說明進行維護× 山 ？ H

手洗 不可漂白 低溫熨110 溫和干洗 陰涼掛干

熨斗底板最高溫度110℃，蒸汽熨燙可能造成不可恢復的損傷使用四氧乙烯和符號f代表的所有溶劑的專業干洗

【學生】小組討論，回答問題。

【教師】絲綢服飾相對昂貴，市面上有以假亂真的情況，我們該如何鑒別呢？

【學生】結合蘇州市市場監督管理局發布的關于真絲綢鑒別方法和查閱的文獻可知[10]，鑒別真絲綢的方法有： ① 眼觀，真絲綢表面光澤明亮而柔和；② 手摸，用手抓捏比較干燥的真絲綢，絲綢互相摩擦時會發出類似踏雪的聲音，俗稱“絲鳴”； ③ 燃燒，真絲纖維燃燒緩慢，先是卷縮成一團，再散發出類似毛發或禽毛燒焦的氣味； ④ 溶解，蠶絲可溶解于堿性次氯酸鈉溶液； ⑤ 顯微鏡法，蠶絲橫截面呈三角形。

【教師】請同學們利用實驗臺上的蠶絲和一小段滌綸衣料進行灼燒實驗，驗證利用燃燒的方法是否可以辨別真絲綢。

【探究實驗2】蛋白質灼燒實驗。

【學生實驗】在酒精燈的火焰上分別燃燒一小段滌綸衣料和蠶絲，小心聞氣味。

【實驗現象】灼燒蠶絲時聞到類似燒焦羽毛的特殊氣味。

【實驗結論】蛋白質被灼燒時會產生類似燒焦羽毛的特殊氣味，可用于蛋白質和纖維素的鑒別。

【教師】灼燒實驗是檢驗蛋白質的方法之一，我們也可以通過蛋白質的顯色實驗來檢驗蛋白質。

【探究實驗3】蛋白質的顯色實驗。

【學生實驗在盛有雞蛋清溶液的試管中滴加幾滴濃硝酸，加熱，觀察實驗現象并進行分析。

【學生1剛加入濃硝酸時，試管中產生了白色沉淀，在酒精燈上加熱后，白色沉淀轉化為黃色沉淀。

【學生2】濃硝酸是強酸，會使蛋白質變性產生白色沉淀。

【學生3根據課本信息可知，蛋白質與濃硝酸作用時呈黃色。

【實驗結論】很多蛋白質與濃硝酸作用時呈黃色，可用于蛋白質的檢驗，但此方法只適用于含苯環的蛋白質。

【教師蠶絲蛋白不僅可以制作服飾，還常被添加到化妝品中，具有保濕、滋養、修復的功效。蠶絲蛋白還可以做食品添加劑，提高食物的口感，增加食物的營養價值等。

【小結】桑蠶業曾是臨高的重要生產行業，臨高絲也曾聞名遐邇，曾是朝廷貢品。如今鮮少人聽過臨高絲，甚至部分臨高人也未曾聽聞，這體現了文化傳承的重要性。海南有著悠久的種桑養蠶歷史，且陽光充足、雨量豐富，適宜栽桑養蠶。隨著新時期南海絲路的建設和海南省政府的支持，海南桑蠶業開始發展并擁有了較為完整的產業鏈，包含種桑養蠶、絲織綢、印染加工、出口經貿等一系列產業，覆蓋三大產業[1]。相信在桑蠶業的發展下，臨高絲在不久的將來也能重新走向輝煌。

【課后作業】通過書籍查閱、網絡搜索等方式了解海南臨高絲的歷史，試著分析臨高絲走向沒落的原因，為臨高絲的傳承出謀劃策。

設計意圖：通過列舉生活中殺菌消毒的措施，將生活知識遷移到化學學習中，幫助學生理解化學知識；通過查閱資料獲得辨別真絲綢的方法，并設計實驗進行驗證，培養學生的證據推理能力以及靈活應用知識解決實際問題的能力。

五、教學反思

本節課圍繞著絲綢展開教學，設置絲素蛋白介紹、蠶絲的巢絲與脫膠、絲綢的洗護與鑒別等教學環節，使學生在學習化學知識的過程中，了解絲綢制作的一般工藝及絲綢制品的洗護和鑒別方法。將傳統文化與化學教學相結合，既能提高學生對傳統文化的關注和認識，也能讓學生體會化學在生產生活中的應用，從而學會用化學知識解釋生活現象、解決生活問題。

本節課以絲綢的原料、絲綢的制作工藝與絲綢制品的洗護和鑒別為線索貫穿整個教學過程，但由于絲綢制品相對昂貴，無法將其作為教具大量地在課堂中運用。針對這個問題，教師可借助顯微鏡展示絲綢纖維和其他纖維的橫截面結構，引導學生在觀察中主動構建“結構決定性質”的科學思維，直觀感受顯微鏡法鑒別絲綢的可行性。同時，教師可建議有條件的學生用家中的舊絲巾、領帶等小型制品輔助觀察，以實物增強觸感認知。由于“臨高絲\"對大部分學生來說是陌生的，且海南現代紡織業規模較小，本地學生對絲綢的一般制作工藝了解不多，理解絲綢工藝中的化學知識有一定的難度。針對學生對臨高絲的認知空白，教師可開發“海南蠶桑文化探秘”微項目，讓學生搜尋有關臨高絲的歷史古籍和研究文獻，了解臨高絲的歷史與發展成就，同時，帶領學生前往海南省博物館觀看中國傳統蠶桑絲織技藝的展品、聆聽講解員的講解并觀看傳統桑蠶絲紡織工藝的視頻，幫助學生將零散的臨高絲知識整合為立體的“文化一技術\"認知體系。以蠶繭顯微觀察聯動本土文化項目，破解教具昂貴與臨高絲認知壁壘，貫通“結構一工藝一文化\"三維教學，實現了地域性化學知識的深度轉化與傳承。

[參考文獻]

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（責任編輯 羅艷）