修瑾

《測(cè)定食物中的能量》是七年級(jí)下冊(cè)的一個(gè)探究性實(shí)驗(yàn)。通過(guò)天平、量筒、溫度計(jì)等實(shí)驗(yàn)器具的使用和數(shù)值的讀取等能從多方面培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能。在組織實(shí)施這個(gè)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，逐漸摸索了一些經(jīng)驗(yàn)和創(chuàng)新的做法，使實(shí)驗(yàn)更加準(zhǔn)確，增加了實(shí)驗(yàn)的可行性。

一、實(shí)驗(yàn)介紹

1. 實(shí)驗(yàn)材料：選用半粒飽滿(mǎn)而干燥的花生種子。不但可以保證燃燒充分，而且成本低、時(shí)間短，方便做重復(fù)實(shí)驗(yàn)。

2. 實(shí)驗(yàn)用水：20ml。教材中給出的是10ml，而通過(guò)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，一?；ㄉ紵?min左右就能使10ml水沸騰，這樣根本無(wú)法測(cè)得整粒花生所放出的熱能。經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)，我們認(rèn)為燃燒半?；ㄉ鷷r(shí)，水量宜在20ml左右。

二、實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

1. 加熱器皿：將教材中給出的錐形瓶換為試管。雖然錐形瓶在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不易炸裂，但是錐形瓶是不能直接加熱的，學(xué)科之間具有滲透性，不能給學(xué)生留下可以直接加熱的印象，所以我們用試管代替了錐形瓶，實(shí)驗(yàn)效果和使用錐形瓶是一樣的。

2. 制作簡(jiǎn)易燃燒爐：易拉罐怎么剪對(duì)能量的損失最小呢？這個(gè)問(wèn)題在一線(xiàn)教師中爭(zhēng)議很大。在這我們做了一系列的實(shí)驗(yàn)，有各種剪法：有通風(fēng)口的，沒(méi)通風(fēng)口的，開(kāi)口大的，開(kāi)口小的等等。這是用各種燃燒爐測(cè)定的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。通過(guò)圖2可以看到，一號(hào)剪法不可取，因?yàn)樵谶@些剪法中它的能量損失最大。一號(hào)剪法特點(diǎn)是上面開(kāi)口較大。分析原因可能是：（1）燃燒中釋放的熱能除加熱試管外，還有一部分使空氣、易拉罐加熱，熱空氣都從上面較大的開(kāi)口散失了，使得種子不斷地加熱冷空氣，導(dǎo)致能量散失。（2）熱空氣和熱的易拉罐在一定程度上通過(guò)熱傳遞也能使試管內(nèi)的水溫升高，使實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確。所以，一號(hào)剪法因?yàn)闊崮軗p失較大，不可取。

2號(hào)、3號(hào)、4號(hào)剪法的實(shí)驗(yàn)結(jié)果差異不大。教材中給的是四號(hào)剪法。其實(shí)，最先在實(shí)驗(yàn)中我們替換的就是它，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)：（1）不牢固：把易拉罐的底部全剪掉以后，在加熱器皿后經(jīng)常出現(xiàn)裝置不穩(wěn)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗的現(xiàn)象。（2）污染大：燃燒后的灰燼落到了實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，增加了實(shí)驗(yàn)臺(tái)的整理難度，而且現(xiàn)在通過(guò)圖2我們也看到了4號(hào)剪法在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中能量損耗也不小。

圖2中測(cè)得能量最高的是6號(hào)和7號(hào)，上方的開(kāi)口不大，下部的開(kāi)口適中，而且具有通風(fēng)口。分析原因，可能是這兩種剪法既能保證氧氣的充分供給，又能減少熱能的散失。當(dāng)然，易拉罐怎么剪并不重要，重要的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，但如果想精益求精的話(huà)，不妨參考一下我們的剪法。

3. 與其他食物能量的對(duì)比。教材中提出花生和核桃仁哪個(gè)含有的能量多。教學(xué)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，花生和核桃仁同屬油料作物，含有能量差異不大，稍不小心就可能使實(shí)驗(yàn)結(jié)果相反，有?？茖W(xué)真理，所以我們改核桃仁為玉米或小麥，實(shí)驗(yàn)效果明顯。

另外，在點(diǎn)燃花生的時(shí)候，我們還發(fā)現(xiàn)除去花生皮要比帶皮更容易燃燒?；ㄉ缀跻稽c(diǎn)燃很快就燃盡，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果沒(méi)有什么影響，所以不如將花生皮直接除去，讓花生快速燃燒，以免損耗更多的熱量。

總之，經(jīng)過(guò)不斷的實(shí)踐積累，筆者發(fā)現(xiàn)，當(dāng)把實(shí)驗(yàn)中的這些細(xì)節(jié)改進(jìn)后，確實(shí)能增加實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性、可行性，減少實(shí)驗(yàn)中的誤差，使我們的教學(xué)更具實(shí)效性！

附：探究實(shí)驗(yàn)報(bào)告

測(cè)定某種食物中的能量姓名同組人

背景資料：

食物中含有以化學(xué)能形式存在的大量能量。一根香腸的能量甚至比一管炸藥的能量還多！食物中的脂肪含有最多的能量，不過(guò)在谷類(lèi)、馬鈴薯和糖等食物中的碳水化合物也含有大量的化學(xué)能。

可以通過(guò)將食物燃燒放出熱能，以水吸收這些熱能來(lái)測(cè)定食物中的能量。1毫升水每升高1℃，需要吸收4.2焦的熱能。材料用具：

花生或黃豆種子、溫度計(jì)、試管、試管夾，火柴、酒精燈、天平、鐵絲、空易拉罐等。

提出問(wèn)題：

你要探究的問(wèn)題是

做出假設(shè)：

針對(duì)你的問(wèn)題，做出假設(shè)

制定計(jì)劃：

1. 制作簡(jiǎn)易燃燒爐。

2. 取一只試管，注入20毫升清水，放入一支溫度計(jì)。

3. 參照右圖安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，并測(cè)量水溫，記錄在下表中。

4. 稱(chēng)出一?；ㄉ螯S豆種子的重量，記錄在下表中。

5. 將這粒種子放到火焰上點(diǎn)燃。種子點(diǎn)燃后盡快放到試管底部，以火焰加熱試管。

6. 待種子完全燃燒后，測(cè)量水溫，并稱(chēng)出燃盡后的灰分，記錄在下表中。

7. 根據(jù)：計(jì)算出每克花生或黃豆種子中含有的能量。

得出結(jié)論：

根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，你得出的結(jié)論是________。

討論與思考：

參見(jiàn)教材41～42頁(yè)食物成分表中所標(biāo)明的花生或黃豆種子中含有的能量值，比較你在實(shí)驗(yàn)中獲得的數(shù)據(jù)。

1. 數(shù)據(jù)相同嗎？

2. 如果不同，請(qǐng)分析原因是什么？

3. 針對(duì)實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的誤差，你能提出改進(jìn)的方案嗎？

參考文獻(xiàn)：

[1]李薇.“測(cè)定某種食物中含有的能量”探究實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)[J].生物學(xué)通報(bào)，2003，（06）.

[2]魏素榮.對(duì)測(cè)定食物中的能量探究性實(shí)驗(yàn)的淺見(jiàn)與改進(jìn)[J].生物學(xué)通報(bào)，2002，（08）.