何永全

(廣東省廣州市黃埔區(qū)九佛中學 510700)

“測定某種食物中的能量”是人教版《生物學》七年級下冊中安排的學生探究實驗，這個實驗主要通過引導學生在自己提出探究問題的基礎上，動手操作來增強感性認識，加深對所學知識的理解。在實施教學的過程中，發(fā)現教材上介紹的實驗裝置存在一定不足。故筆者嘗試對探究測定食物中的能量實驗裝置進行了改進。

1 實驗裝置的設計與制作

1.1 實驗器材 核桃(稱量好)、廢棄的易拉罐、解剖針、三腳鐵架、石棉網、試管夾、溫度計、錐形瓶(100 mL帶刻度)、量筒、單孔橡皮塞、蠟燭、打火機。

1.2 裝置制作(圖1) ①將易拉罐的面蓋徹底剪掉(盡量只剪掉面蓋,圖1A)；②離底部高2 cm處，根據三腳架的形狀對稱剪三個3 cm×3 cm的缺口(提供足夠的氧氣，使核桃完全充分燃燒，圖1B)；③用剪刀將易拉罐壁分別剪開，然后將剪開的罐壁面呈放射狀扒開，固定在三腳鐵架上(圖1C、D、E)；④用帶單孔的橡皮塞固定溫度計，溫度計插入單孔的橡皮塞固定后，塞在錐形瓶口處，既能固定溫度計，也可以防止溫度計接觸到瓶底影響實驗效果和加熱時防止瓶內水分熱量的散失(圖1F)；⑤在三腳鐵架上放置石棉網，錐形瓶放在石棉網上，用試管夾夾在錐形瓶頸部，避免挪動錐形瓶時燙傷手部。

2 實驗操作

圖1 實驗裝置制作步驟

準備好實驗用的簡易裝置后，用天平稱出核桃質量；用量筒取50 mL水倒入錐形瓶內，并放入固定好的溫度計(注意溫度計的下端要進入水中，不能直接接觸瓶底);測定并記錄水的溫度T1;取核桃插在解剖針上，用蠟燭點燃后迅速移至錐形瓶下方;待核桃完全燃燒后，測定并記錄錐形瓶內的水溫T2。

重復做3次。注意：換水時要等錐形瓶的溫度下降后，才能進行第二次實驗。

3 數據計算

取三次實驗的平均值計算食物所釋放的能量。根據常態(tài)下，1 mL水升高1℃，需要吸收4.2J熱量的 原理，計算公式：釋放能量=水量×溫差×4.2 J 。

4 反思

(1)教材上提供的方法，點燃的花生米在開放的>環(huán)境下直接燃燒，熱量散失比較多，而且學生不能感知散失的熱量。本裝置將核桃放在易拉罐這個相對有限的空間內燃燒，減少熱量的散失。

表1 核桃燃燒所釋放出來的能量計算

(2)教材上的錐形瓶口是敞開的，熱量損失多。改成用單孔橡皮塞塞緊錐形瓶口，這樣既可以減少熱量散失，同時也可以固定溫度計，還可以防止溫度計觸碰錐形瓶底，影響數據精確性。

(3)教材上介紹的實驗用水30 mL太少，可能有部分學生的溫度計下端不能完全進入水中或接觸瓶底，測量的溫度就會有誤差；同時，食物燃燒很容易會使30 mL水沸騰，無法測得整?；ㄉ姿懦龅臒崮?。經過多次實驗，水量宜在50 mL，既可以防止以上問題的發(fā)生，又可以保證燃燒后水溫升高約25℃～45℃，達到預期效果。