摘要以“下午茶”為情境線,設(shè)計若干個關(guān)鍵問題,引導(dǎo)學(xué)生探究奶茶、蛋糕配料中的營養(yǎng)成分,復(fù)習(xí)糖類、油脂、蛋白質(zhì)的性質(zhì)和檢驗,培養(yǎng)學(xué)生從化學(xué)角度看待、分析并解決社會生活中的真實問題,為奶茶、蛋糕制作行業(yè)的發(fā)展提出建議,感受化學(xué)學(xué)科在社會發(fā)展中的重要作用。

　　關(guān)鍵詞項目式教學(xué)糖類油脂蛋白質(zhì)

　　1教學(xué)主題及教學(xué)現(xiàn)狀分析

　　本節(jié)教學(xué)設(shè)計以蘇教版《普通高中教科書:化學(xué)第二冊(必修)》[1]專題8第2單元“食品中的有機物”為基礎(chǔ),以“糖類、油脂和蛋白質(zhì)的性質(zhì)”為主要知識內(nèi)容,這一部分內(nèi)容在《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》[2]中的必修模塊提出了具體的內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)和學(xué)業(yè)要求。

　　課標(biāo)對這部分內(nèi)容的要求并不高,主要內(nèi)容包括:糖類、油脂、蛋白質(zhì)的組成及性質(zhì),了解它們的結(jié)構(gòu)特點,以及在人們?nèi)粘ｏ嬍持械闹匾�性和在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用。檢索近年來的教學(xué)論文,雖然有部分分別以“糖類”“油脂”“蛋白質(zhì)”為主題的教學(xué)設(shè)計,如《融入地方特色資源的中學(xué)化學(xué)教學(xué)設(shè)計———以“甘蔗的綜合利用”為例》[3],是以“糖類”為主要內(nèi)容進行教學(xué)設(shè)計,但類似的優(yōu)質(zhì)教學(xué)設(shè)計很少,且將這3者在一個真實情境下聯(lián)系起來進行教學(xué)的實踐并沒有檢索到。

　　由此可見,此為高中教學(xué)中的非熱點內(nèi)容,但卻是學(xué)生在生活中十分熟悉的東西,以此為題,更有利于學(xué)生從生活中認識化學(xué),關(guān)注身邊與化學(xué)有關(guān)的社會問題,積極參與相關(guān)話題的討論,因此,對于這部分內(nèi)容,更應(yīng)敢于嘗試創(chuàng)新,深入挖掘其中的育人價值,立足于學(xué)生和社會的長遠發(fā)展,真正落實立德樹人的目標(biāo)[3]。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,2020年我國以奶茶為主的茶飲市場的總規(guī)模達442億元[4],以糕點為主的烘焙食品零售額有望突破2500億元[5];而學(xué)生是其主要消費群體之一。

　　如何引導(dǎo)學(xué)生利用化學(xué)知識了解奶茶、蛋糕的制作原料、工藝,從而學(xué)習(xí)其對人體健康、食品行業(yè)發(fā)展的影響,成為一項重要的課題。基于此背景,筆者以“‘化’說下午茶”為題開展主題教學(xué),以“下午茶”為情境線,引導(dǎo)學(xué)生從下午茶的制作原料類屬進行探究,主要內(nèi)容為復(fù)習(xí)糖類、油脂、蛋白質(zhì)的性質(zhì)和檢驗方法,同時從人體健康和行業(yè)發(fā)展2方面進行思考,激發(fā)學(xué)生的社會責(zé)任感,促使學(xué)生在探究和思考過程中發(fā)展自身的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

　　2教學(xué)目標(biāo)

　　根據(jù)上述教學(xué)主題分析,本節(jié)課設(shè)置了如下教學(xué)目標(biāo):

　　(1)結(jié)合生活實際,通過學(xué)生熟識的奶茶、蛋糕回憶3大重要營養(yǎng)素糖類、油脂、蛋白質(zhì)的性質(zhì)。

　　(2)通過“白色晶體樣品是葡萄糖還是蔗糖”“植脂末成分檢驗”“自制氫化植物油”“常見食用油的不飽和度的檢驗”等鞏固糖類、油脂、蛋白質(zhì)的化學(xué)性質(zhì),同時培養(yǎng)學(xué)生分析、設(shè)計實驗的能力,通過實驗-現(xiàn)象-結(jié)論之間的關(guān)系,培養(yǎng)學(xué)生收集證據(jù),依據(jù)證據(jù)提出假設(shè)和驗證的能力,促進學(xué)生依據(jù)物質(zhì)性質(zhì)及其變化的信息建構(gòu)模型,建立解決復(fù)雜化學(xué)問題的思維框架。

　　(3)通過討論利用化學(xué)知識提高生活質(zhì)量,相關(guān)社會各界需要如何通過履行自身責(zé)任義務(wù)促進飲品行業(yè)健康發(fā)展,提高學(xué)生的社會責(zé)任感,通過為不同年齡的人群設(shè)計下午茶,培養(yǎng)學(xué)生綜合分析問題的能力。

　　3教學(xué)流程

　　4教學(xué)實錄

　　4.1下午茶的營養(yǎng)成分

　　【師】隨著國民生活水平的提高,下午茶逐漸成為人們在追求慢生活中的一種新風(fēng)尚,下午茶主要以茶飲和甜品為主,尤其是奶茶和蛋糕。這2者也是同學(xué)們在平時經(jīng)常接觸的休閑食品。它們是不是能在健康安全的前提下為我們提供足夠的營養(yǎng)呢?今天我們從化學(xué)角度來研究這2種風(fēng)靡于市場的食品。

　　【PPT展示】奶茶、蛋糕的圖片及其概念———奶茶:以牛奶、茶、糖為主要原料制成的牛奶和茶的混合飲品;蛋糕:用雞蛋、白糖、小麥粉為主要原料,以牛奶、奶粉、油、水、泡打粉為輔料。經(jīng)過攪拌、調(diào)制、烘烤后制成一種像海綿的點心。

　　【師】根據(jù)這個制作方法,從健康角度來看,同學(xué)們對奶茶、蛋糕有什么樣的初印象?【生1】包含了人體所需要的3大營養(yǎng)物質(zhì),感覺對人體健康沒有太大的損害。但為什么人們總說奶茶、蛋糕這些東西吃多了不好呢?【生2】可能是含糖量太高,糖分攝入太多,對人的身體健康有危害。

　　【生3】我覺得奶茶、蛋糕里可能含有對人體健康有害的添加劑,或者使用廉價的替代品替代上述的原料降低成本,使其食品安全性大打折扣。【師】同學(xué)們說得都很有道理。既然我們懷疑它的原材料有問題,那我們就從這些原料入手,用我們已掌握的化學(xué)方法進行一次行業(yè)揭秘。【任務(wù)1】請同學(xué)們對配料表中的物質(zhì)所含的主要營養(yǎng)素進行分類。

　　【生】糖、小麥粉、葡萄糖屬于糖類,油屬于油脂類,牛奶、雞蛋、奶粉主要含有蛋白質(zhì)。【師】在奶茶配方中的這個糖,據(jù)了解,有的店用白砂糖也就是蔗糖,有的店用的是葡萄糖,這2者從分類上有無區(qū)別?【生】蔗糖是二糖,葡萄糖是單糖;蔗糖是非還原糖,葡萄糖是還原糖。【任務(wù)2】老師從某一奶茶店中求購了一些他們在制作奶茶所用的糖,就是大家桌子上的白色晶體樣品,這究竟是葡萄糖還是蔗糖?請同學(xué)們設(shè)計并完成實驗。

　　【生】小組討論得出實驗方案:葡萄糖沒有還原性,而蔗糖有還原性,因此可以利用蔗糖的還原性進行檢驗。學(xué)生完成實驗:取少量樣品溶于試管中,加入3~5滴新制氫氧化銅懸濁液并加熱,無明顯現(xiàn)象。得出實驗結(jié)論:該樣品是蔗糖而非葡萄糖。【師】其實大部分甜品店都會選擇蔗糖作為甜味劑,因為如果在相同條件下將蔗糖水溶液甜度定為1.0,則葡萄糖水溶液的甜度則只有0.7。當(dāng)然還有一些不良商家會添加甜度更高的糖精,屬于違法操作。

　　【生】如果商家使用糖精,則違法,但如果使用蔗糖,是不是就要添加很多糖?【任務(wù)3】一杯奶茶需要添加多少糖?每個小組的桌子上都分別有正常糖、半糖、無糖的奶茶樣品,請同學(xué)們利用測糖儀測一下這些奶茶的含糖量,計算一杯500mL的正常糖奶茶中需要添加蔗糖的質(zhì)量。(注:利用測糖儀測得的數(shù)據(jù)為白利度(brix),指溶液中的糖的百分溶度)【生】完成實驗并計算。其中一組學(xué)生測得3種甜度的奶茶白利度分別為7.5%,5.0%,2.1%。若取奶茶密度約為1g/mL,則以一杯500mL正常糖奶茶進行計算,其中含糖量為500mL×1g/mL×7.5%=37.5g【師】同學(xué)們對實驗得到的這個數(shù)字有什么感受?

　　【生1】奶茶的含糖量真的太高了!一杯奶茶竟然加有37.5g糖,太可怕了!【生2】無糖奶茶其實也有糖!根據(jù)測試無糖的奶茶甜度也有2.1,還是有一定糖分的。【生3】一杯正常糖奶茶的糖就已超過了我們?nèi)粘Ｋ�需的�?喝多了肯定影響健康。

　　4.2奶茶中真的有奶嗎

　　【師】除了配料表上的原料,老師在查閱資料的時候發(fā)現(xiàn),很多新聞資訊上提到奶茶配方時,都會提到一種物質(zhì)———奶精,這奶精究竟是什么物質(zhì),請同學(xué)們閱讀資料卡片《奶茶中的奶精到底是什么精》[6],并思考奶精的分類歸屬。【生】小組代表上臺展示小組以“植脂末”為主題繪制的海報,并介紹植脂末。

　　【師】通過閱讀以及第一小組同學(xué)的介紹,相信同學(xué)們對植脂末已經(jīng)有了初步了解,對于調(diào)制奶茶使用植脂末替代牛奶,有沒有什么想要說的?【生】通過剛才的介紹我們知道植脂末應(yīng)該是屬于油脂類,不含蛋白質(zhì),和牛奶有本質(zhì)區(qū)別,我覺得奶茶店使用植脂末調(diào)制奶茶屬于商業(yè)欺詐,我們可以維權(quán)。【師】維權(quán)需要證據(jù),你要如何通過化學(xué)知識來指證這種欺詐呢?【生】牛奶中含有大量蛋白質(zhì),而植脂末屬油脂,我們可以通過檢驗?zāi)滩柚杏袩o蛋白質(zhì)來驗證商家究竟是用了牛奶還是植脂末來調(diào)制奶茶。

　　【任務(wù)3】請同學(xué)們利用桌面上的儀器和藥品,通過檢驗蛋白質(zhì)來驗證桌面上的2份奶茶樣品中是否真的含有牛奶?【生】小組討論,根據(jù)蛋白質(zhì)的顯色反應(yīng)鑒別蛋白質(zhì)。設(shè)計完成實驗:分別取約2mL奶茶樣品1和樣品2,加入2mL0.1g/mL的NaOH溶液,再分別向試管中滴入3~4滴0.01g/mLCuSO4溶液,觀察,樣品1中溶液顯紫色,樣品2中沒有明顯現(xiàn)象。【師】通過剛才的實驗,同學(xué)們得出什么結(jié)論?

　　【生】樣品1中含有蛋白質(zhì),樣品2中沒有檢測到蛋白質(zhì),所以樣品1應(yīng)該是用牛奶沖泡的,而樣品2可能是用植脂末調(diào)制的。【師】是的,有些不法商家偷工減料,甚至威脅到了我們的健康安全,我們不僅可以利用化學(xué)知識戳穿他們的不法手段,還可以利用法律武器維護我們的權(quán)益。除了A同學(xué)提出的這個問題,還有沒有同學(xué)有其他想要討論的問題?

　　【生】根據(jù)材料介紹,植脂末也就是氫化植物油,是不是通過油脂加氫得到的產(chǎn)物?【生】討論后回答:氫化應(yīng)該就是加氫。因為植物油和動物油在常溫下狀態(tài)不一樣的主要原因就是不飽和度不一樣,要將植物油轉(zhuǎn)化成固態(tài)奶油的狀態(tài),可能就是通過植物油和氫氣加成,降低它的不飽和度。【師】究竟是不是呢?我們可以利用加成的方法制備看看,能不能得到氫化植物油。【任務(wù)4】請同學(xué)們根據(jù)實驗方案,自制氫化植物油。

　　【PPT展示】自制氫化植物油:在燒杯中加入約4mL芝麻油,加入鎂條約2g,充分振蕩均勻后,用膠頭滴管逐滴滴加稀硫酸,并用玻璃棒不斷攪拌,直到析出較多固體為止,然后注入冷水?dāng)?shù)毫升,振蕩后靜置,析出的固體即為氫化油[7]。【生】學(xué)生完成實驗,并觀察實驗現(xiàn)象:溶液分層,上層有淡黃色黏稠狀固體析出。

　　【師】氫化植物油確實是通過與氫氣加成得到的。經(jīng)過氫化的植物油硬度增加,保持固體的形狀,可塑性、融合性、乳化性都增強,可以使食物更加酥脆。不過加成過程中可能產(chǎn)生較多的反式脂肪酸,會對人體健康產(chǎn)生一定程度的威脅。

　　4.3什么是健康的食用油

　　【師】通過上述實驗,相信同學(xué)們對奶茶有了新的認識。那么蛋糕呢?我們再來看看剛才的蛋糕所用的原料,雞蛋、牛奶大家都很熟識,但是這個油通常用的是什么油呢?同學(xué)們覺得做蛋糕的油需要滿足什么條件?

　　【生】油本身的氣味不能太重,以免掩蓋蛋糕的氣味,比如花生油應(yīng)該不行。【師】沒錯,制作蛋糕可以用味道比較淡的如色拉油,而需要批量生產(chǎn)的商家會有專門的蛋糕油,主要成分是棕櫚油。棕櫚油和我們常見的花生油、菜籽油等相比又有什么特點呢?課前,老師也布置了其中一個小組去查閱資料并繪制棕櫚油的海報,我們請這個小組來介紹一下棕櫚油。【生】展示海報并做介紹。介紹中提及棕櫚油的不飽和度較高,不適合用于食品加工。

　　【師】感謝這一小組同學(xué)的介紹,讓我們對棕櫚油有了一定的認識,但是老師有一個疑問:為什么飽和度較高的油脂,不被推薦用于加工食品?同學(xué)們認為評價一種食用油的品質(zhì)和營養(yǎng)價值應(yīng)該看什么?4.4如何健康地享用下午茶【師】剛才我們通過所學(xué)知識了解了奶茶、蛋糕中一些原料的理化知識,學(xué)到了一些新的名詞,同時也運用我們的化學(xué)知識驗證了一些說法。通過這節(jié)課的學(xué)習(xí),有沒有刷新大家對奶茶、蛋糕這些東西的看法?

　　【生1】奶茶、蛋糕中的糖分和脂肪含量都很高,最好少吃點。【生2】氫化植物油過程會形成反式脂肪酸,很不利于人體健康,最好不要吃。【生3】我覺得也不能這么絕對,如果能注意搭配,采用符合規(guī)范、質(zhì)量較好的原材料,我們也可以享受到健康營養(yǎng)的下午茶。【任務(wù)6】為不同年齡階段的人士設(shè)計適宜的下午茶,并說明設(shè)計意圖。【生1】我為小朋友搭配的下午茶是牛奶和蛋糕,牛奶和蛋糕能夠提供足夠的糖類和蛋白質(zhì),為小朋友長身體提供較好的營養(yǎng),當(dāng)然,蛋糕制作肯定要符合規(guī)范,最好不要使用含反式脂肪酸的氫化植物油。【生2】青少年是人體生長發(fā)育十分旺盛的一個階段,也是對各品類的小吃食比較感性的群體,所以我覺得下午茶搭配也要豐盛一些,我的搭配是無糖奶茶、三明治和水果。這樣的搭配營養(yǎng)全面,口感豐富。同樣的,奶茶用的牛奶以及其他原料也要符合規(guī)范。

　　5反思與啟示

　　人體中的營養(yǎng)元素在高中化學(xué)、生物學(xué)科里都有涉及,在人體生命活動中也扮演著重要角色。而目前社會上對食品安全也越來越重視,健康生活逐漸成為國民追求的新風(fēng)尚。但由于這部分內(nèi)容非高考重點考查知識,因此在以往的復(fù)習(xí)過程中都是比較簡單地將糖類、油脂、蛋白質(zhì)的性質(zhì)、檢驗方法等羅列出,更注重知識傳授、習(xí)題講評,忽視了對學(xué)生思維、實驗技能、化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

　　本節(jié)復(fù)習(xí)課突破了原來常見教學(xué)設(shè)計的格局,借助下午茶這個學(xué)生熟知的情境,從中發(fā)掘和化學(xué)相關(guān)的問題,學(xué)生在整個過程中處于主體地位,表現(xiàn)出極高的興趣和求知欲,通過自主動手完成實驗,融會貫通地運用了奶茶、蛋糕等制作過程所涉及的化學(xué)知識,不僅復(fù)習(xí)了糖類、油脂、蛋白質(zhì)的性質(zhì)和檢驗方法,還提升了學(xué)生的批判性思維和問題解決能力,培養(yǎng)學(xué)生從化學(xué)視角審視社會問題的習(xí)慣,潛移默化地培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任感等化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)[9]。

　　參考文獻

　　[1]王祖浩.普通高中教科書:化學(xué)第二冊(必修).南京:江蘇鳳凰教育出版社,2019

　　[2]中華人民共和國教育部.普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版).北京:人民教育出版社,2018

　　[3]覃念,徐瀟瀟,許燕紅.化學(xué)教育(中英文),2020,41(7):20-26

　　[4]第一財經(jīng)商業(yè)數(shù)據(jù)中心,奈雪の茶.2020新式茶飲白皮書[EB/OL].(2020-12-03)[2021-01-08]

　　[5]深圳中商情大數(shù)據(jù)股份有限公司.2020年中國烘焙行業(yè)市場規(guī)模及發(fā)展趨勢預(yù)測分析[EB/OL].(2020-09-08)[2021-01-08].

　　作者：賴珊珊1*劉雙俊2