优化实验方法 增加课堂实效

修瑾

《测定食物中的能量》是七年级下册的一个探究性实验。通过天平、量筒、温度计等实验器具的使用和数值的读取等能从多方面培养学生的实验技能。在组织实施这个实验的过程中，逐渐摸索了一些经验和创新的做法，使实验更加准确，增加了实验的可行性。

一、实验介绍

1. 实验材料：选用半粒饱满而干燥的花生种子。不但可以保证燃烧充分，而且成本低、时间短，方便做重复实验。

2. 实验用水：20ml。教材中给出的是10ml，而通过实践发现，一粒花生燃烧1min左右就能使10ml水沸腾，这样根本无法测得整粒花生所放出的热能。经过反复实验，我们认为燃烧半粒花生时，水量宜在20ml左右。

二、实验改进

1. 加热器皿：将教材中给出的锥形瓶换为试管。虽然锥形瓶在实验过程中不易炸裂，但是锥形瓶是不能直接加热的，学科之间具有渗透性，不能给学生留下可以直接加热的印象，所以我们用试管代替了锥形瓶，实验效果和使用锥形瓶是一样的。

2. 制作简易燃烧炉：易拉罐怎么剪对能量的损失最小呢？这个问题在一线教师中争议很大。在这我们做了一系列的实验，有各种剪法：有通风口的，没通风口的，开口大的，开口小的等等。这是用各种燃烧炉测定的实验结果。通过图2可以看到，一号剪法不可取，因为在这些剪法中它的能量损失最大。一号剪法特点是上面开口较大。分析原因可能是：（1）燃烧中释放的热能除加热试管外，还有一部分使空气、易拉罐加热，热空气都从上面较大的开口散失了，使得种子不断地加热冷空气，导致能量散失。（2）热空气和热的易拉罐在一定程度上通过热传递也能使试管内的水温升高，使实验数据更准确。所以，一号剪法因为热能损失较大，不可取。

2号、3号、4号剪法的实验结果差异不大。教材中给的是四号剪法。其实，最先在实验中我们替换的就是它，因为实验过程中发现：（1）不牢固：把易拉罐的底部全剪掉以后，在加热器皿后经常出现装置不稳导致实验失败的现象。（2）污染大：燃烧后的灰烬落到了实验台上，增加了实验台的整理难度，而且现在通过图2我们也看到了4号剪法在实验过程中能量损耗也不小。

图2中测得能量最高的是6号和7号，上方的开口不大，下部的开口适中，而且具有通风口。分析原因，可能是这两种剪法既能保证氧气的充分供给，又能减少热能的散失。当然，易拉罐怎么剪并不重要，重要的实验过程，但如果想精益求精的话，不妨参考一下我们的剪法。

3. 与其他食物能量的对比。教材中提出花生和核桃仁哪个含有的能量多。教学过程中发现，花生和核桃仁同属油料作物，含有能量差异不大，稍不小心就可能使实验结果相反，有悖科学真理，所以我们改核桃仁为玉米或小麦，实验效果明显。

另外，在点燃花生的时候，我们还发现除去花生皮要比带皮更容易燃烧。花生皮几乎一点燃很快就燃尽，对实验结果没有什么影响，所以不如将花生皮直接除去，让花生快速燃烧，以免损耗更多的热量。

总之，经过不断的实践积累，笔者发现，当把实验中的这些细节改进后，确实能增加实验的科学性、可行性，减少实验中的误差，使我们的教学更具实效性！

附：探究实验报告

测定某种食物中的能量姓名同组人

背景资料：

食物中含有以化学能形式存在的大量能量。一根香肠的能量甚至比一管炸药的能量还多！食物中的脂肪含有最多的能量，不过在谷类、马铃薯和糖等食物中的碳水化合物也含有大量的化学能。

可以通过将食物燃烧放出热能，以水吸收这些热能来测定食物中的能量。1毫升水每升高1℃，需要吸收4.2焦的热能。材料用具：

花生或黄豆种子、温度计、试管、试管夹，火柴、酒精灯、天平、铁丝、空易拉罐等。

提出问题：

你要探究的问题是

做出假设：

针对你的问题，做出假设

制定计划：

1. 制作简易燃烧炉。

2. 取一只试管，注入20毫升清水，放入一支温度计。

3. 参照右图安装好实验装置，并测量水温，记录在下表中。

4. 称出一粒花生或黄豆种子的重量，记录在下表中。

5. 将这粒种子放到火焰上点燃。种子点燃后尽快放到试管底部，以火焰加热试管。

6. 待种子完全燃烧后，测量水温，并称出燃尽后的灰分，记录在下表中。

7. 根据：计算出每克花生或黄豆种子中含有的能量。

得出结论：

根据实验现象，你得出的结论是________。

讨论与思考：

参见教材41～42页食物成分表中所标明的花生或黄豆种子中含有的能量值，比较你在实验中获得的数据。

1. 数据相同吗？

2. 如果不同，请分析原因是什么？

3. 针对实验中产生的误差，你能提出改进的方案吗？

参考文献：

[1]李薇.“测定某种食物中含有的能量”探究实验的改进[J].生物学通报，2003，（06）.

[2]魏素荣.对测定食物中的能量探究性实验的浅见与改进[J].生物学通报，2002，（08）.