□王惠英

（昆鋼第一中學，云南安寧 650302）

教材文本是是培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)具體而生動的載體。作為高中化學教師，你肯定碰到過這樣的情況：在考察如何檢驗葡萄糖時，學生給出的試劑是菲林試劑，條件是水浴加熱；列舉還原糖時都提到了果糖；學習糖類時，學生說蔗糖是大分子不能透過半透膜……諸如此類聯(lián)系生物和化學的內(nèi)容，都出自教材，有的內(nèi)容是相通的、互補的，有的卻看似矛盾。教學中如何抓住契機在老師講清楚、學生不糊涂的基礎(chǔ)上，做好學科之間的延續(xù)和借鑒，把培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)落到實處？本文從幾個頗有爭議的內(nèi)容談?wù)勌幚矸椒ā?/p>

一、研究對象不同時，突出學科特點——落實結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)

案例1：糖類和碳水化合物的關(guān)系

在生活中很多人不知道碳水化合物主要指糖類，在學習中，不少中學生又錯把糖類和碳水化合物等同。人教版高一生物《必修1》：“糖類分子都是由C、H、O三種元素構(gòu)成的，因為多數(shù)糖類分子中氫原子和氧原子個數(shù)之比是2∶1，類似水分子，因而糖類又稱為‘碳水化合物’”。這一內(nèi)容大多數(shù)學校的學生在高一上學期就接觸到。

人教版高二化學《選修5》：“從分子結(jié)構(gòu)上看，糖類可定義為多羥基醛、多羥基酮和它們的脫水縮合物。因為，并不是所有的糖分子中H和O的比例都是2∶1，而有些由C、H、O三種元素構(gòu)成，其中H和O按2∶1組成的從結(jié)構(gòu)上看卻不是糖，所以稱糖類為‘碳水化合物’并不準確，但因沿用已久，迄今仍然在某些學科中使用”。這一概念不僅體現(xiàn)元素組成更強調(diào)了結(jié)構(gòu)和官能團，有利于形成“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的觀念。鑒于化學上接觸糖類的概念在生物之后，教學時老師要有預(yù)見性，對學生已形成的概念和存在的局限要及時糾正和規(guī)范。

可見，由于學科研究對象不同，對同一概念的描述也會存在差異。生物學科的定義立足于元素組成和原子個數(shù)比，化學學科不僅研究物質(zhì)的組成還強調(diào)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。教學中教師要引導(dǎo)學生精讀教材，逐字逐句進行概念剖析，把核心素養(yǎng)中的“能從元素和原子、分子水平認識物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和變化”這一具體要求落到實處。

二、判斷標準不同時，抓問題背景——落實證據(jù)意識

案例2：果糖究竟是不是還原糖

中學生物老師認為果糖屬于還原糖，而多數(shù)化學教師則認為果糖分子中不存在醛基，屬于非還原糖，那學生如何回答呢？先看看各科教材對還原糖的描述：

人教版高一生物《必修1》：“糖類中的還原糖（如葡萄糖和果糖），與菲林試劑發(fā)生作用，生成磚紅色沉淀”。而全日制普通高級中學教科書（必修）生物第一冊（2003版）：“還原糖是分子結(jié)構(gòu)中含有還原性基團（游離醛基或游離酮基）的糖”。顯然，還原性基團包含了游離酮基，果糖屬于還原糖，不少生物教師也依此為據(jù)進行教學。無論是新舊教材，這一內(nèi)容大多數(shù)學校的學生在高一上學期就接觸到。

人教版高二化學《選修5》：科學探究——“葡萄糖是醛糖，有還原性，果糖是酮糖，請設(shè)計實驗證明其是否有還原性”。結(jié)合該學段學生已有知識，在教學中我們會設(shè)計3組對比實驗讓學生完成：葡萄糖、果糖和丙酮分別與新制氫氧化銅（或者銀氨溶液）反應(yīng)，前兩者實驗時出現(xiàn)了紅棕色沉淀，而丙酮實驗時沒有產(chǎn)生紅棕色沉淀。通過查閱資料得知：果糖能被菲林試劑氧化的實質(zhì)是：堿性環(huán)境中，果糖可以通過差向異構(gòu)作用轉(zhuǎn)化為葡萄糖和甘露糖，果糖中的酮基經(jīng)過烯醇化轉(zhuǎn)化為醛基，所以堿性環(huán)境中果糖溶液其實是果糖、葡萄糖（含醛基）和甘露糖（含醛基）三者的混合物，其實質(zhì)是堿性環(huán)境中已經(jīng)存在含醛基的葡萄糖和甘露糖了。在酸性環(huán)境中果糖不能發(fā)生差向異構(gòu)作用，不能被菲林試劑氧化，不具有還原性。

結(jié)合實驗分析不同學科對還原糖的界定，不難看出分歧在區(qū)分還原糖的標準上，中學化學一般根據(jù)是否含有醛基來判斷，果糖不含醛基，所以不是還原糖；中學生物則把游離醛基和游離酮基都歸為還原基團，所以果糖屬于還原糖。在教學中，如果教師能把劃分還原糖的標準以及果糖能被菲林試劑氧化的實質(zhì)給學生介紹清楚，學生就可以根據(jù)問題設(shè)問的角度來回答，而不是像有些教師簡單粗暴地告訴學生：化學中果糖是非還原糖，生物中果糖是還原糖。同時也提醒我們，設(shè)問時要注意問題背景，單純地提出果糖是不是還原糖，學生確實不好回答，如果化學教師是從檢驗是否存在醛基的角度來設(shè)問，不僅問題指向明確，突出本學段重點即醛基的性質(zhì)。同時還可以在研讀教材的過程中落實核心素養(yǎng)的內(nèi)涵——“具有證據(jù)意識”，能基于證據(jù)對物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)及其變化提出可能的假設(shè)，通過分析推理加以證實或證偽，在學習過程中體現(xiàn)具有化學學科特質(zhì)的思想和方法。

三、實驗條件不同時，強調(diào)實驗?zāi)康摹鋵嵶兓^念

案例3：新制氫氧化銅氧化還原糖究竟用什么方式加熱

生物和化學教材上檢驗還原糖在描述和實驗條件上也存在不同。

人教版高一生物《必修1》描述：……2mL待測組織液（蘋果或梨勻漿），1mL菲林試劑（甲、乙液等量混合均勻再注入），放入50～65℃溫水的大燒杯中加熱約2min。

人教版高二化學《選修5》實驗4-1：……2mL10%葡萄糖溶液，2mL10%NaOH溶液、5%的CuSO4溶液5滴，加熱。此處的“加熱”，教學過程中都采取直接用酒精燈加熱。

高一生物教材中用菲林試劑檢驗還原糖，高二化學教材上檢驗醛基用“新制氫氧化銅”，中學階段，由于沒統(tǒng)一要求配合物知識，因此，為了避免造成不必要的麻煩就用新制的氫氧化銅代替斐林試劑，但有一點，二者起作用的都是Cu（OH）42-。分歧在實驗時的加熱方法。

究竟用水浴加熱還是酒精燈直接加熱，水浴溫度有限制嗎？教師對學生提出此類問題要有預(yù)見性，雖然該實驗靈敏性極高，無論水浴加熱還是酒精燈直接加熱都能看到磚紅色沉淀產(chǎn)生，但是鼓勵學生要具有對比和質(zhì)疑的態(tài)度還是需要的。其次，要明確生物和化學教材上該實驗的目的不同，化學教材上的演示實驗，要達到驗證醛基的存在、分析磚紅色沉淀產(chǎn)生、沉淀變黑以及強調(diào)實驗的規(guī)范操作等目的，所以在短時間內(nèi)要達到以上目的當然就用酒精燈直接加熱。而生物教材上要達到的實驗?zāi)康氖菣z驗醛基的存在，甚至還要有意避免磚紅色沉淀變黑的現(xiàn)象，因為Cu(OH)2分解不在本節(jié)生物教材討論范圍，所以就選擇55～65℃水浴加熱。由此可見，實驗條件的選擇由實驗?zāi)康臎Q定。抓住此類問題可以在對比不同實驗條件的過程中實時滲透核心素養(yǎng)的“變化觀念”——知道化學變化需要一定的條件，并遵循一定規(guī)律。

四、實驗現(xiàn)象不同時，重視分析原理——落實科學探究

案例4：蔗糖能否透過半透膜

蔗糖能否透過半透膜，在生物教材上的運用比化學教材上多。生物教材中在講物質(zhì)的跨膜運輸時就以蔗糖分子不能透過玻璃紙的實驗說明滲透現(xiàn)象。人教版高一生物《必修1》：“玻璃紙(又叫賽璐玢)是一種半透膜，水分子可以透過它，而蔗糖分子則不能”?；瘜W教科書中涉及的相關(guān)內(nèi)容出現(xiàn)在人教版全日制普通高級中學教科書《必修加選修》化學第三冊：“半透膜有非常細小的孔，只能允許較小的離子、分子透過，膠體分散質(zhì)的粒子不能透過半透膜”。

學生出現(xiàn)的疑惑通常集中在：生物上蔗糖不能透過半透膜，它屬于大分子，與化學中的高分子等同嗎？化學上蔗糖分散在水中不形成膠體，它應(yīng)該能透過半透膜？面對這些疑問，化學教師可以從原理出發(fā)引導(dǎo)學生進行分析：首先，半透膜指的是一類孔徑有區(qū)別的膜，玻璃紙（賽璐玢）和雞蛋內(nèi)膜就是兩種常見的半透膜，不同的半透膜其孔徑大小是有細微差別的，用酸處理過的雞蛋內(nèi)膜其孔徑也會發(fā)生變化。蔗糖不容易（不是不能）透過雞蛋內(nèi)膜，它和水都含—OH，靠氫鍵形成較大分子束，但不穩(wěn)定，所以透過速率慢[1]；其次，生物中的大分子和化學中的高分子是有區(qū)別的，生物大分子是為了區(qū)別化學高分子以及相對分子質(zhì)量較小的有機分子而提出的。生物上，蔗糖習慣歸于大分子，在化學上它不屬于高分子（高分子的相對分子質(zhì)量從幾千開始）；最后，蔗糖分散在水中形成溶液而不是膠體，這很好驗證。有了以上理論的支撐，學生才能從問題和假設(shè)出發(fā)，確定探究目的——是半透膜孔隙大小還是蔗糖分子大小的原因？不能透過還是透過速率慢？并據(jù)此設(shè)計探究方案，進行實驗探究。

諸如以上聯(lián)系化學和生物的內(nèi)容還有不少。作為教師，我們在研讀本學科教材的同時，也要串串其他學科的門，把學科間的分歧協(xié)調(diào)統(tǒng)一，從不同學科中吸收和轉(zhuǎn)化課程資源。當然，在處理教材時，教師既要做到“形散”——博覽不同版本、不同學段、不同學科對相關(guān)知識的描述，又要“神聚”——收集和處理素材的目的是為本學段的重點、難點服務(wù)。對學生而言，不同學科的差異可以拓展他們的眼界，初步體會學術(shù)爭論的樂趣。閱讀、對比、思考是人們終身學習必須掌握的技能，是學生素養(yǎng)中最基礎(chǔ)、最核心的部分，對學生的學習與成長具有重要的意義，教師用好這些教學素材，教材就會成為滋養(yǎng)學生核心素養(yǎng)的沃土。

［1］劉懷樂.關(guān)于蔗糖分子能否透過半透膜的探討［J］.教學儀器與實驗，1993（4）：16.