《测定食物中的能量》教学实验设计与创新

周剑

新课程标准倡导在实验探究中应突出对学生创新技能的培养。创新技能的培养是生物学科素质教育的核心内容，是学生全面发展的重要体现。在实验《测定食物中的能量》这一实验教学中，笔者对实验从几个方面进行了创新，收到了意想不到的效果。

1 做好课前准备

1.1 制作微课

学会科学地测量食物中的能量是保证实验探究的基础。本实验涉及的实验器材多，特别是改进后的实验器材对学生来说比较陌生，考虑到学生要在一节课内掌握实验原理并完成各项测量，任务较多，所以提前把改进后实验装置的操作方法录下来制作成微课，并放在学生网络学习平台上，学生提前观看并学习，比教师直接进行讲解简单明了，收到事半功倍的效果。

1.2 提前称量

初一学生没有学过物理，可能不会使用托盘天平，往往会在使用托盘天平称重这一环节浪费大量的时间。通过课前培训小组长，提前称好食物的质量，并贴上标签，取消了课堂上学生用天平称重的环节。通过笔者大胆的创新，大大提高了实验效率，保证课堂教学的高效进行。

2 趣味导入新课

本实验是人教版7年级下册第4单元《生物圈中的人》第2章第1节《食物中的营养物质》中的一个探究实验，探究的内容是测定食物的能量值，实验的原理是依据1 mL水每升高1 ℃，需要吸收42 J的热量这一物理知识，通过测量食物燃烧放出热能的多少来测定食物中的能量。由于能量非常抽象，为了让学生理解食物中含有能量，選择面粉爆炸实验作为新课引入，“嘣”的一声，伴随着巨大的火光，让学生从听觉和视觉上直观地感受到食物燃烧释放的能量（如图1所示）。运用这种有趣的演示实验引起学生注意、激发学习兴趣，让学生参与到教学活动中，引发学生探究的冲动，自然地进入新课。这种趣味性导入的效果远远胜过教师无力的语言以及课本上枯燥的文字表述。学生通过分析，推理及探究，并结合教材的提示，达到了由现象到本质的认识，真正领悟到实验的内涵，推导出食物中能量值的计算公式，从而加深对概念的理解、培养了学生的思维能力、观察能力和实验能力。

3 改进实验装置

本实验是一个定量实验，教材上的实验装置散热较多，学生根据测出的数据计算的结果相对于教材上的参考值往往相差甚远。为了减小实验误差，笔者对实验装置进行了改进，而分析实验产生误差的原因是培养学生科学素养的重要内容。本实验巧妙地设置了实验装置的对照，实验分A、B两组进行。A组采用教材上的装置（如图2所示），B组采用改进后的装置（如图3所示）。用容量为500 mL的大易拉罐代替铁架台，并在罐身开口，这样可以形成一个燃烧室；用容量为100 mL的大试管代替锥形瓶，并用试管夹固定，去掉了石棉网，大大减少热量的损失；又考虑到温度计读数不够准确以及学生在读数时不容易读出最高值和最低值，用数字温度传感器代替了温度计，读数直观准确。学生先分析两种装置测出的能量值存在高低差异的原因，再分析两组测出的值都低于教材上的参考值的原因，从而得出实验误差主要是由散热引起的结论，进一步思考改进措施。教师在这个过程中对学生逐步引导，循循善诱，培养学生科学探究的精神和分析问题的能力。另外，选择花生和核桃两种实验材料，学生通过实验直观的认识到不同食物中含有不同的能量，从而在以后的饮食中注意合理营养，达到学以致用的目的。

4 应用“e教”助学

4.1 演示实验实时播放

作为新课引入的演示实验具有趣味性，而常见的演示实验，后排学生往往看不清楚，教师往往点前排学生描述实验现象，对后排看不到现象的学生来说是有遗憾的。为了让全体学生都能够观察到实验现象，笔者运用在线开课技术，用手机将实验过程实时投影到白板上，画面清晰直观，起到了较好的效果。

4.2 学生实验全程投影

在学生实验环节，由于每位学生对实验的理解程度以及掌握程度不同，在操作的过程中会遇到各种问题而导致实验的中断甚至停止。因此，在这个环节也运用了小蚂蚁系统的在线开课技术，将优秀的学生操作过程用手机实时投影到白板上，方便其他学生借鉴，保证所有学生都能顺利完成实验。笔者充分利用了互联网给我们带来的便利，将互联网技术贯穿于整个课堂，达到了新课程标准提出的面向全体学生的要求。

5 感悟与反思

有位著名的教育家曾经说过：“教育的技巧并不在于能预见到课堂的所有细节，在于根据当时的具体情况，巧妙地在学生不知不觉中作出相应的变化。”教师应充分重视师生活动的多样性和教学环境的复杂性，把每节课都视作是不可重复的激情和智慧的综合生成过程的课堂状态。在分析实验误差的原因这一环节，笔者事先预设了步骤，让学生通过表格中的数据先分析两组装置产生差异的原因，再分析两组装置与教材上参考值均存在差异的原因。但是学生在分析误差时颠倒了顺序，先分析两组结果均与参考值存在差异的原因是装置散热过多，教师没有继续按照预设的步骤进行，而是顺势对学生进行引导，学生意外的提出了将易拉罐的里外都糊泥的改进方法。由于时间关系，课后按照学生的改进方法又进行了一次实验，如图4所示，并让学生分析数据，得出结论。以核桃为例，改进前的实验结果为7 660.8J/g，改进后的实验结果为10 432.8J/g，大大缩小了与教材上参考值13 680J/g的差距，充分肯定了学生的想法。笔者让课堂变成开放式的，引导学生发现科学真理，收获了惊喜，成功地培养了其分析问题以及解决问题的能力。

问渠哪得清如许，为有源头活水来。课堂中需要有源源不断的创新，才能收到意想不到的效果，轻松的达到教学目标。创新的方式有多种，教师应把创新的理念贯穿于整个课堂，只有课堂创新了，才能向学生渗透创新的理念及方法，真正的教给学生创新的技能，实现培养学生创造性思维的教育目的。