测定食物中的能量实验_对探究实验“测定某种食物中的能量”的改进
摘要 生物探究实验教学中，通过多次实践，有关实验过程的改进积累了大量的素材。对“测定某种食物中的能量”实验，从装备的制作、食物质量的称量、规范操作程序等作了改进。 关键词 探究实验 知识准备 活动方案
中图分类号 G633.91
文献标识码 B
文件编号 1003－7586(2011)03－0048－02
“测定某种食物中的能量”是人教版义务教育教材生物学八年级上册的一个探究实验。通过多次实践，笔者认为对该实验作如下改进，更易操作，更具科学性。
1 知识准备
1.1分析原理
食物中含有大量的有机物。有机物储存有大量的能量，能提供人体生命活动的需要。食物燃烧时，有机物内储存的能量会以热能的形式释放出来，这些释放的能量能被水吸收，水在吸收这些热量后水温会升高，通过测量水升高的温度，就可以推算出被燃烧的食物中含有多少能量。
1.2计算热量
水的吸热特点：在常态下，1mL水每升高1℃，需要吸收4.2J的热量。每克花生仁含有的热量=(加热后的温度－加热前的温度)×4.2×水的体积／花生仁的质量。
1.3正确使用天平
本实验是定量实验，需要比较精确的质量数据。因此需要使用天平称量食物的质量。称量前，将游码归零，然后调节两端螺母，使天平平衡。称量时，左盘放物体，右盘放砝码。取放砝码要用镊子，不能用手摸。
1.4正确用量筒定量取水
根据刚才所称量的食物质量，估算所需的水量。用量筒量取水一定要准确，选一个大小合适的干净量简，加水至快接近所需量的刻度时，然后用干净的滴管滴入应补充的水，使量筒中水柱的弯月面最低处，与所需的刻度线位于同一水平。此时，量筒中的水量就是所需要的水量。
2 活动方案
2.1目的要求
知识目标：通过测定某种食物中的能量，了解食物中确实含有能量。
技能目标：能使用天平准确地称量物体的质量，能运用量筒准确地量取水量，正确恰当地设计并实施实验方案。
2.2材料用具
锥形瓶(50mL)、量筒(100mL)、滴管、解剖针、酒精灯、干燥花生米、核桃仁、天平、温度计、试管夹、带孔橡皮塞、减少能量散失的简易装置。
2.3制定并实施计划
(1)提出问题：______?
(2)作出假设：______。
(3)制定计划：
①用两个易拉罐做成简易装置。一个易拉罐口的部位彻底去掉，留下易拉罐的高度比锥形瓶的高度稍矮点，然后倒过来，罐底在上方，用剪刀在罐底中央处凿一个比锥形瓶口略大的圆孔，并用剪刀在圆孔四周凿数个小孔。将另一个易拉罐罐口的部位彻底去掉，留下易拉罐的高度距罐离口的位置约3cm，罐口的中央凿成一个较大的孔，利于花生米燃烧加热，周围打成数个小孔，即可通风加热，又可支撑住装有水的锥形瓶，另一端剪成一个三角形，便于燃烧的花生米放进去，然后将两个易拉罐套在一起，连接处用胶带在外面巩固好。这种装置改进后，可以不用试管夹。②温度计用带孔的橡皮塞固定后，塞在锥形瓶口处，减少能量的散失。③注意控制花生仁燃烧的火势，待花生仁烧尽，记录水温上长升达到的最高值。④分工合作。按每小组4人分组，分工合作，一组实验结束后，小组交流互换角色。
(4)实施计划：
①准备好减少能量散失的简易装置，天平称出花生米质量。
②用量筒取50mL水倒入锥形瓶内，并放入固定好的温度计(注意温度计的下端要进入水中，不能直接接触瓶底)，测定并记录水的温度T1。
③取花生米插在解剖针上，用酒精灯点燃后迅速移至锥形瓶下方。
④待花生米完全燃烧后，测定并记录锥形瓶内的水温T2。
⑤用天平称量花生米燃烧后的质量。
⑥重复步骤②～⑤2次。
如实作好记录(表1)。
2.4得出结论
__________。
2.5表达交流
(1)你得到的数据是否与教材中42页附表中的数据相同，如果不同，分析可能的原因，并对自己的实验作出评价。
(2)通过实际操作，你认为本实验还能怎样改进?
3 改进措施
在整体设计、组织实施这个实验时，从几个方面作了细心的考虑和安排，并对一些细节作了改进，力求充分发挥学生的主动性、参与性和实验的准确性。归纳为以下几点：
(1)准备减少能量散失的简易装置，由学生集思广益，提前动手制作，材料的取用方便、经济、环保，同时可以重复利用。教材中所设计的装置，燃烧物容易掉落桌面，再则燃烧空间小氧气量不足，多次点燃能量损耗大，可将另一易拉罐从中部剪开，取下部作底，以透明胶带固定在一起，既美观、稳定又加大燃烧空间，使燃烧完全，减少能量损失。
(2)按书上的实验计划，没有称量花生燃烧前的质量，改进后加上这一实验步骤，使实验更科学。因为一粒花生质量也有差别，如果实验结果为“1粒花生释放多少能量”这种说法不科学，不严谨，不如改为“每克花生释放多少能量”。
(3)书上实验步骤没有“称量花生燃烧后的质量”，加上这一步骤，利于分析结果，比较花生燃烧前后的质量，说明质量减轻的原因是什么；联系燃烧时的黑烟、能源、环保等实际问题进行探讨。
(4)设计实验记录表格，便于数据的整理、分析；进行重复实验并取平均值，减少实验误差，使实验更科学，结果更准确。
(5)插花生米的方法。用解剖针插花生米时应沿垂直于子叶方向插，防止燃烧过程中花生掉下来。
(6)温度计读数时应等上升至最高时读数，并且第二次实验时应等温度计降下来，可采取凉水降温，这样节省时间。
(7)将实验得出的数据与教材表格中的数据相比较，如果不同，分析可能的原因，是实验精度问题，还是假设错误，若是假设错误，则重新作出新的假设，重新设计新的实验方案，并对自己的实验作出评价。