“測定某種食物中的能量”的實驗改進設想

劉再喜

“測定某種食物中的能量”是國家課程標準實驗教科書《生物學》七年級下冊（人民教育出版社，2012年）的一個探究性實驗（詳見教科書21頁）。該實驗設計精當，操作易行，能從多方面培養學生的實驗技能，如量筒、溫度計、酒精燈等實驗器具的正確使用和數值讀取。同時學生通過提出假設、設計驗證、分工合作、查表與計算、對照比較、統計分析、集體討論、表達交流等活動，將實驗結果與能源、環保、材料等社會實際問題有機結合，這樣促進了思維品質的訓練和科學研究方法的掌握，有利于創新思維的形成和綜合素質的提高。

但是這個裝置有一些不足的地方：

1.用解剖針穿著植物種子去燒，不能很好地固定，容易脫落；

2.食物在燃燒過程中沒有遮擋，能量流失較大；

3.錐形瓶不能直接加熱，需墊石棉網，而石棉網也會吸收部分熱量；

4.錐形瓶敞口，能量易散失。

本身用植物種子去燃燒，釋放的熱量就不是很多，以上這些不足會導致不少的熱量散失，影響實驗測量的準確度。也有人做了如下改進，在空易拉罐頂部和底部四周剪若干孔洞，雖然可以增加通風量，防止熱量散失，但是仍然存在熱量散失比較多的問題，加上易拉罐材料比較硬，在制作過程中比較麻煩，不容易剪開，不容易成型，實驗操作者勞動強度大，而且容易劃傷皮膚。

我們在實驗的實際操作中，經過實踐探究，做了如下改進，取得很好的效果。

1.制作“燃燒室”

（1）選擇一個茶葉罐（紙質材料），沿著茶葉罐的瓶身將其一端剪成圓形；

（2）在茶葉罐的側面剪一個長方形，作為放食物和透氣的

“窗口”；

（3）將石棉網的一角剪成茶葉罐大小的形狀，作為燃燒網；

（4）沿著茶葉罐側面開口的中間朝兩側剪開，將燃燒網固定在茶葉罐的中間；

（5）合著茶葉罐的高和周長剪一圈錫箔紙，將剪下的錫箔紙固定在茶葉罐內壁。

2.其他改進

將不能直接加熱的錐形瓶換成可直接加熱的試管，且不再敞

口，在試管口加一個打孔橡膠塞，既防止熱量散失，也可固定溫度計。（如下圖）

創新改進前后實驗裝置的比較：

改進之后有以下優點：

（1）燃燒室的設置和錫箔紙的使用有效減少了能量散失；

（2）鐵絲網的使用便于種子燃燒且便于固定食物；

（2）試管可直接加熱，減少能量損耗，可避免錐形瓶直接加熱炸裂，發生意外；

（3）打孔橡膠塞可防止熱量散失且便于固定溫度計；

（4）用紙質的材料操作更容易，可降低實驗操作者的勞動強度；

（5）燃燒的灰燼掉落在燃燒室內不會污染、損壞試驗臺。

編輯 栗國花