“测定某种食物中的能量”的实验改进设想

刘再喜

“测定某种食物中的能量”是国家课程标准实验教科书《生物学》七年级下册（人民教育出版社，2012年）的一个探究性实验（详见教科书21页）。该实验设计精当，操作易行，能从多方面培养学生的实验技能，如量筒、温度计、酒精灯等实验器具的正确使用和数值读取。同时学生通过提出假设、设计验证、分工合作、查表与计算、对照比较、统计分析、集体讨论、表达交流等活动，将实验结果与能源、环保、材料等社会实际问题有机结合，这样促进了思维品质的训练和科学研究方法的掌握，有利于创新思维的形成和综合素质的提高。

但是这个装置有一些不足的地方：

1.用解剖针穿着植物种子去烧，不能很好地固定，容易脱落；

2.食物在燃烧过程中没有遮挡，能量流失较大；

3.锥形瓶不能直接加热，需垫石棉网，而石棉网也会吸收部分热量；

4.锥形瓶敞口，能量易散失。

本身用植物种子去燃烧，释放的热量就不是很多，以上这些不足会导致不少的热量散失，影响实验测量的准确度。也有人做了如下改进，在空易拉罐顶部和底部四周剪若干孔洞，虽然可以增加通风量，防止热量散失，但是仍然存在热量散失比较多的问题，加上易拉罐材料比较硬，在制作过程中比较麻烦，不容易剪开，不容易成型，实验操作者劳动强度大，而且容易划伤皮肤。

我们在实验的实际操作中，经过实践探究，做了如下改进，取得很好的效果。

1.制作“燃烧室”

（1）选择一个茶叶罐（纸质材料），沿着茶叶罐的瓶身将其一端剪成圆形；

（2）在茶叶罐的侧面剪一个长方形，作为放食物和透气的

“窗口”；

（3）将石棉网的一角剪成茶叶罐大小的形状，作为燃烧网；

（4）沿着茶叶罐侧面开口的中间朝两侧剪开，将燃烧网固定在茶叶罐的中间；

（5）合着茶叶罐的高和周长剪一圈锡箔纸，将剪下的锡箔纸固定在茶叶罐内壁。

2.其他改进

将不能直接加热的锥形瓶换成可直接加热的试管，且不再敞

口，在试管口加一个打孔橡胶塞，既防止热量散失，也可固定温度计。（如下图）

创新改进前后实验装置的比较：

改进之后有以下优点：

（1）燃烧室的设置和锡箔纸的使用有效减少了能量散失；

（2）铁丝網的使用便于种子燃烧且便于固定食物；

（2）试管可直接加热，减少能量损耗，可避免锥形瓶直接加热炸裂，发生意外；

（3）打孔橡胶塞可防止热量散失且便于固定温度计；

（4）用纸质的材料操作更容易，可降低实验操作者的劳动强度；

（5）燃烧的灰烬掉落在燃烧室内不会污染、损坏试验台。

编辑 栗国花