《探究案例四》探究方法指導(dǎo)

1、探究案例四探究方法指導(dǎo)課前安排把全班學(xué)生以4個人為一組，制定探究計劃，選出組長，由他（她）來安排負(fù)責(zé)稱量、測量、安裝裝置和燃燒、記錄工作的同學(xué)。一、提出問題人體進行生理活動所需要的能量是從哪里獲得的呢？是從食物中獲得的，食物中含有能量?；ㄉ?、黃豆、小麥種子是我們經(jīng)常吃的食物，這些種子中確實含有能量嗎？這些種子中含有大量的脂肪和蛋白質(zhì)、糖類，這些有機物是富含能量的。因此，種子中含有能量。但是不同的種子中所含的脂肪、蛋白質(zhì)和糖類的數(shù)量和比例是不同的。提出問題：同重量的花生、黃豆、小麥種子中含有的能量一樣嗎？這一結(jié)論僅僅是靠推測得出的嗎？能不能通過實驗來測定呢？如果讓種子燃燒，可以看到火焰，還可以感

2、受到它釋放的熱量。如果能測量到它釋放了多少熱量，就該知道它里面含有多少能量吧。但是，熱量怎么測定呢？分別測定花生、黃豆、小麥種子的能量，再進行比較，就能得出它們能量多少的情況。二、提示可以通過測量食物燃燒放出的熱量，來測定食物中能量的多少。1毫升水每升高1，需要吸收4.2焦的熱能（焦是能量的單位）。三、制定計劃制定計劃中最重要的環(huán)節(jié)是設(shè)計一個可行的實驗方案。實驗分析有了提示的條件，你能測量種子含有多少能量了嗎？可以利用種子的燃燒，測出它能使水溫升高多少度，再算出種子中的能量。那我們怎么才能測出準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)呢？種子有大有小，一定要稱重才行。水的量也要一定，要經(jīng)過量筒測量；還有，要在加熱前測量一個溫

3、度值，加熱之后測量一個溫度值，這樣才知道水溫升高了多少。種子燃燒的時候，會有熱能散失到空氣中的，另外，裝水的器皿也會被加熱，還有種子也不可能燒到只?；覡a的程度呀，這樣的話，數(shù)據(jù)不就不準(zhǔn)確了嗎？是的，科學(xué)實驗中的數(shù)據(jù)，往往存在誤差，我們要做的就是想辦法把誤差降到最低，看看有什么辦法能使我們的實驗數(shù)據(jù)更精確呢？探究案例四實驗步驟的討論和分析在設(shè)計實驗方案之前，可以參考下面的實驗裝置和實驗步驟：（1）在空易拉罐頂部的中央，剪一個比錐形瓶口略大的圓孔，圓孔周圍以及罐底部四周剪若干孔洞，以便通風(fēng)。（2）取一只錐形瓶（50毫升），注入30毫升水，并放入一支溫度計。（溫度計的下端要浸入水中）。（3）將裝置用

4、試管夾固定，測量水溫。（4）分別稱出一粒干燥花生、黃豆、小麥種子的重量，將這粒種子放到火焰上燃燒。（5）將剛剛?cè)紵姆N子盡快放到錐形底部。待這粒種子完全燃燒后，測量水溫。討論和完善計劃自己制訂出探究計劃后，通過小組討論，檢查并完善自己的計劃，想一想：實驗裝置中一定要用空易拉罐嗎？怎樣才能做到盡量減少種子燃燒中能量的丟失？好主意：（1）溫度計不能直接接觸錐形瓶底，更不能待燃燒完全后再測水溫，用橡膠塞打孔后將溫度計固定在水層中，同時錐形瓶口部加橡膠塞也可以減少熱量散失。（2）針對種子不能充分燃燒到只?；覡a的程度，可在花生燃燒后再稱量一次，用重量差來計算。鏈接：探究案例四實驗的方法步驟實驗步驟：（1

5、）在空易拉罐頂部的中央，剪一個比錐形瓶口略大的圓孔，圓孔周圍以及罐底部四周剪若干孔洞，以便通風(fēng)。（2）取一只錐形瓶（50毫升），注入30毫升水，并放入一支溫度計。（溫度計的下端要浸入水中。用橡膠塞打孔后將溫度計固定在水層中，同時錐形瓶口部加橡膠塞也可以減少熱量散失。）（3）將裝置用試管夾固定，測量水溫。（4）分別取干燥的黃豆、花生、小麥種子，稱量其重量，分別將黃豆、花生、小麥種子放到火焰上燃燒。（5）將剛剛?cè)紵狞S豆、花生、小麥種子盡快放到錐形底部。待黃豆、花生、小麥種子完全燃燒后，測量水溫。（6）針對黃豆、花生、小麥種子不能充分燃燒到只?；覡a的程度，可在黃豆、花生、小麥種子燃燒后再稱量一次，

6、用重量差來計算。（7）對黃豆、花生、小麥種子的實驗結(jié)果進行比較。四、實施計劃要想測定這些食物中的能量我們需要先來學(xué)習(xí)使用這些儀器：托盤天平、酒精燈、量筒、溫度計和單孔膠塞。（教師示范，學(xué)生隨后練習(xí)操作。）重點：托盤天平配平，左物右碼，游碼的使用。量筒讀刻度時視線要平視，刻度以水面凹處為準(zhǔn)。溫度計和單孔膠塞溫度計在插入膠塞時要旋轉(zhuǎn)插入，用力要勻；溫度計水銀球要浸入水面以下并且避免與錐形瓶壁接觸，平視讀刻度。酒精燈的正確使用及注意事項。五、得出結(jié)論數(shù)據(jù)記錄表設(shè)計：內(nèi) 容儀 器數(shù) 據(jù)花生種子質(zhì)量m1托盤天平_克燃燒后花生種子質(zhì)量m2托盤天平_克量水量筒、錐形瓶V= _毫升水溫T1溫度計T1 = _&

7、#176;C水溫T2溫度計T2= _°C數(shù)據(jù)處理表： 內(nèi) 容 數(shù) 據(jù) 處 理水溫升高 T2-T1= _°C質(zhì)量減少m2-m1= _克花生燃燒釋放的能量Q1×(T2T1)×V/ （m2-m1） (焦耳)數(shù)據(jù)記錄表設(shè)計：內(nèi) 容儀 器數(shù) 據(jù)黃豆種子質(zhì)量m1托盤天平_克燃燒后黃豆種子質(zhì)量m2托盤天平_克量水量筒、錐形瓶V= _毫升水溫T1溫度計T1 = _°C水溫T2溫度計T2= _°C數(shù)據(jù)處理表：內(nèi) 容數(shù) 據(jù) 處 理 水溫升高 T2-T1= _°C質(zhì)量減少m2-m1= _克黃豆燃燒釋放的能量Q1×(T2T1)×

8、V/ （m2-m1） (焦耳)數(shù)據(jù)記錄表設(shè)計：內(nèi) 容儀 器數(shù) 據(jù)小麥種子質(zhì)量m1 托盤天平_克燃燒后小麥種子質(zhì)量m2托盤天平_克量水量筒、錐形瓶V= _毫升水溫T1 溫度計T1 = _°C水溫T2 溫度計T2= _°C數(shù)據(jù)處理表：內(nèi) 容數(shù)據(jù)處理水溫升高 T2-T1= _°C質(zhì)量減少m2-m1= _克小麥燃燒釋放的能量Q1×(T2T1)×V/ （m2-m1）(焦耳)六、表達和交流請將你的探究過程用簡潔的語言描述，寫出總結(jié)或心得，有機會與你的同學(xué)或老師進行交流，讓大家共同分享你的心得和收獲。實驗后的分析：1.個探究實驗只做一次，結(jié)果可靠嗎？應(yīng)當(dāng)怎樣

9、做？科學(xué)實驗中的數(shù)據(jù)，往往存在誤差，因此需要設(shè)置重復(fù)組，也就是同一個實驗在相同的條件下要重復(fù)做幾次。如果重復(fù)組的實驗數(shù)據(jù)十分相近，則說明這個實驗的結(jié)果排除了偶然因素的影響。科學(xué)實驗的數(shù)字結(jié)果，應(yīng)當(dāng)取各重復(fù)組的平均值。2.們測得的結(jié)果與課本中所給的結(jié)果有很大的差別，原因有哪些？學(xué)生們展開了熱烈的討論，“易拉罐吸收了一些熱量沒有算上”“錐形瓶原來是涼，現(xiàn)在變熱了，這些熱量也沒有算上”“串花生的鐵針也吸收了熱量”“花生燃燒放出的光也是能量”“通過錐形瓶水蒸氣放出時也帶走一部分熱量，這些熱量也沒有算上”“從酒精燈到加熱水的途中熱量也沒有收集到” 總結(jié)與反思通過這次探究活動我發(fā)現(xiàn)學(xué)生的觀察動手能力是很強的，研究熱情也是超乎想象的。生物學(xué)科最吸引人的地方就是他的可觀察性和可操作性。但在實際教學(xué)中由于各種限制常常難以落實，需要教師結(jié)合實際加以改進完善。鼓勵學(xué)生在看到問題時，大膽提出質(zhì)疑。在探究活動進行時，充分發(fā)揚了團結(jié)協(xié)作精神，培養(yǎng)學(xué)生分工合作意識，體會到合作的樂趣。在探究活動結(jié)束后，各小組進行表達和交流，并分組討論產(chǎn)生誤差的原因