資源簡介

《探究：測定某種食物中的能量》教學設計
【活動目的】
1、讓學生學會天平、量筒、溫度計的使用方法，對試管里的液體進行加熱的方法。
2、加深對科學探究一般過程的認識，進一步提高提出問題、作出假設、制定計劃、實施計劃、處理數據和分析探究結果的能力。
3、運用科學探究方法測定食物中的能量。
4、培養學生團隊合作精神、樂于探索、實事求是的科學態度和創新精神。
【課前準備】
1、改進實驗裝置：
（1）書本上的示意圖顯示要用到石棉墊著錐形瓶，但我們考慮到它會吸熱，會影響實驗結果，所以直接把它去掉了。
（2）溫度計懸掛于錐形瓶的水中，從而錐形瓶口是敞開的，我們考慮到種子燃燒釋放出來的能量會通過敞開的錐形瓶口散失掉了，也會影響實驗結果，所以改為把溫度計穿進穿孔的活塞里，再把活塞塞進錐形瓶口，以減少能量的散失。
改進后的實驗裝置如下所示：
2、全班分組分工：
將全班學生分成4-5人一組，選出小組長，再由小組長選出負責本組成員的具體分工，各個成員分工合作：
組長A：負責安裝好實驗裝置(包括往錐形瓶中注30ml水，并固定在鐵架臺上)；
組員B：負責稱取種子的質量，并把種子放在錐形瓶下燃燒；
組員C：負責測量錐形瓶中水的起始溫度和加熱后溫度；
組員D：負責記錄、統計數據、并發言。
3、培訓各組組長：
上課前教師對小組長進行培訓，讓他們明確實驗的具體操作過程與目的。由于初一學生沒有學過物理、化學方面的知識，因此可能不會使用托盤天平、量筒、溫度計，讀取的數值可能不夠準確。通過課前培訓小組長，提高小組長的科學素養來解決托盤天平、量筒、溫度計的使用問題。教師通過給小組長加以指導，然后讓小組長來培訓組員，這樣可以提高課堂的時效性，又培養學生間的合作探究精神。
4、準備材料器具：
花生種子、核桃種子、托盤天平、酒精燈、火柴、解剖針、鐵架臺、試管夾、100ml錐形瓶、量筒、水、帶孔的橡皮塞、溫度計。
【教學過程】
1、導入新課：
2、開始探究活動：
（1）提出問題：在教師的引導下，明確在探究食物中的能量時，可以從不同的角度提出問題；提出的問題不同，作出的假設也就不同，實驗的方法步驟也會有區別。例如：食物中是否確實含有能量？一克花生種子中含有多少能量？核桃仁和花生仁含的能量哪個多？
（2）作出假設：各小組根據自己小組提出的問題，充分討論后作出假設。例如：食物中確實含有能量；一克花生種子中含有12.47千焦的能量；核桃仁含的能量比花生仁的多等。
（3）制定計劃：根據小組確定的探究課題進行討論、交流，各自設計的探究方案。對制定的計劃進行討論、完善后，用自制的裝置和教師提供的材料器具，按照課前的分工進行操作。
（4）實施計劃：
1、用天平稱取花生的質量時，應注意 ①、稱量前先把游碼放在標尺的零刻度處，檢查天平是否平衡。如果平衡，指針擺動時先后指示的分度盤上的左右兩邊的格數接近相等，指針靜止時則應指在分度盤的中間。如果天平未達到平衡，調節左右的平衡螺母，使天平平衡。②、稱量時把稱量物放在左盤，砝碼放在右盤。砝碼要用鑷子夾取。先加質量大的砝碼，再加質量小的砝碼，最后移動游碼，直到天平平衡為止。記錄所加砝碼和游碼的質量。③、稱量完畢后，應把砝碼放回砝碼盒中，把游碼移回零處。④、如果稱量的是干燥的固體藥品前，應在兩個托盤上各放一張質量相同的紙，然后把藥品放在紙上稱量；如果是易潮解的藥品，必須放在玻璃器皿里稱量。
2、用量筒量取清水的容積時，應注意量筒必須放平，視線要跟量筒內液體的凹液面的最低處保持水平，再讀出液體體積數。
3、用溫度計測出水溫時，應注意溫度計的水銀球要淹沒在液體中但不要碰到加熱容器的壁，當溫度計里的水銀不再上升或下降時才能讀出讀數。
4、對試管里的清水進行加熱時，試管夾夾在距試管口四分之一處，手持試管夾的長柄，注意液體的體積最好不要超過試管容積的1/3，使試管傾斜一定角度（45。），不讓試管口對著自己或別人，以免試管里的液體沸騰噴出傷人，在加熱過程中要不時地移動試管，進行預熱。
學生進行探究期間，教師要巡視并對學生探究過程予以適當的點撥指導，提示學生注意事項和盡量減小誤差。
（5）數據分析，得出結論：根據各小組提出的問題和作出的假設，以及實施的計劃，設計實驗結果記錄的形式，并記錄實驗結果。例如：
食物名稱 食物的質量（克） 水的容積（ml） 加熱前的水溫（℃） 加熱后的水溫（℃） 該粒食物中含有的能量(焦耳) 一克食物含有的能量(焦耳)
該粒食物中含有的能量(焦耳)=水的容積（ml）×溫差（℃）×4.2焦耳/ml·℃
一克食物含有的能量(焦耳)=水的容積（ml）×溫差（℃）×4.2焦耳/ml·℃÷食物的質量（克）
得出結論：對實驗數據進行記錄和分析，得出結論：食物中含有能量，不同的食物含的能量多少不同。
（6）表達與交流：每組選出代表進行發言，小組間進行交流，說出實驗結論。引導同學從各組的報告中發現問題，吸取經驗，改進方案中的一些步驟。總結科學探究的一般過程，分析出現誤差的原因。
活動討論：
（1）請各小組將課前準備的實驗裝置向同學們展示，并說出它的優點。
（2）某同學想測定花生與核桃仁哪個含能量多。他們小組是這樣進行實驗的：兩個試管裝入同樣高度的水，取一個花生仁、半個核桃仁，在酒精燈上點燃后，分別放在試管下，給水加熱。等花生仁、核桃仁燃燒完畢，分別測出兩個試管中水的溫度。再經過計算，得出結論。請問他們的結果準確嗎？為什么？ （3）小偉同學做的是測定花生仁含有多少能量。但小偉將他得出的數據與課本第41～42頁中的數據進行比較，發現他測定的數據小于課本附表中的數據。請你幫小偉分析有哪些可能的原因？
（4）對于一粒花生種子，我們應取多少毫升水為最佳？為什么？（3）理論上說100克花生的能量是1247千焦，某小組做的是測定花生仁含有多少能量。該組發現測定的數據小于1247千焦。熱量散失的途徑有哪些？分析減少的原因。
（4）對于一粒花生種子，我們應取多少毫升水為最佳？為什么？
（5）實驗一次的結果準確嗎？如果有誤差怎么辦？
（6）實驗注意事項是什么？

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