师：各位同学，大家好，欢迎走进张老师的生物课堂。今天我们继续学习食物中的营养物质。首先，了解一下本节课的学习目标。第一，通过探究实验，尝试测定某种食物中的能量，加深同学们对探究实验过程和方法的理解，进一步养成勤于思考、乐于探究、勇于实践的学习习惯。第二，详细讲解水、无机盐、维生素的主要作用，了解几种常见无机盐和维生素的缺乏症状，使同学们关注食物中的营养物质与健康的关系。第三，通过本节课的学习，使同学们认同人类的营养物质主要来自于生物圈中的其他生物，人是生物圈中的一员。下面我们开始本节课的学习。
在上一节课中，我们已经知道食物中主要含有以下6类营养物质。同学们看老师手中的食物，这是花生、核桃，里面含有丰富的脂肪。这是马铃薯、红薯，里面含有大量的淀粉，也就是糖类物质。这些食物中含有能量吗？
生：有！糖类、脂肪这些有机物中储存有大量的化学能。
师：很棒，食物中确实有能量。哪位同学能让我们感受到食物中的能量呢？
生：将食物点燃。
师：我们不妨来试一下。取一颗花生种子，插入解剖针上，点燃酒精灯，用酒精灯火焰将食物引燃。我们能看到什么现象呢？
生：食物在燃烧。如果将教室的灯关掉，依然能看见火苗，说明有光能产生。
师：同学们敢触碰老师手中的花生吗？
生：很烫，说明有热能产生。
师：实际上，物质在燃烧的过程中，能量会发生相互转换，食物中的化学能会转化为光能、热能等释放出来。通过这个简单的小实验，我们就知道食物中确实含有能量。但含有多少能量？花生、核桃谁的能量更多呢？这就需要我们通过实验进行探究。下面我们开始本节课第一块重难点知识的讲解——通过探究实验测定食物中的能量。
探究实验我们并不陌生，它主要按照以下六个步骤展开。第一步，提出问题。老师将同学们的问题大致归为以下三类，针对这些问题，同学们能做出合理的假设吗？我们依次来看第一个问题，食物中是否有能量？
生：食物中含有能量。
师：为什么做出该假设呢？
生：通过刚刚的实验，我们已经直观感受到食物中含有能量，所以在做出假设时，是根据已有的知识和经验来进行的。
师：再来看到第三个问题，相同质量的核桃比花生所含有的能量更多。哪位同学能告诉老师你做出该假设的依据吗？
生：从课本38 - 39页常见食物成分表中看到，每100克的花生所含的能量为1247千卡，每100克的核桃所含有的能量为1368千卡。根据科学数据，做出了该假设。
师：我们再来看第二个问题。
生：这没有办法做出假设，只有通过具体的实验测量才知道。
师：不同的问题做出的假设是不一样的，有一些问题甚至不需要做出假设，这就是如何科学地做出假设。今天我们围绕第三个问题，探究相同质量的花生、核桃谁含有的能量更多。明确了实验目的，我们如何制定计划开展实验呢？我们从以下四个方面展开。
首先，食物中虽然含有化学能，但无法直接测量。考虑到能量是可以相互转换的，所以我们可以利用食物在燃烧时所释放的热量来测定食物中的能量。那热量又如何测定呢？在课本上有一个小提示，每一毫升的水升高1摄氏度，需要吸收4.2焦的能量。所以食物中的能量我们就能通过该公式计算出来。但我们需要比较不同食物所含能量的多少，所以还需要在该公式的基础上进一步计算单位质量的食物所含有的能量。
根据该实验原理，我们在实验中需要测量哪些数据呢？
生：要测量种子的质量、水的体积以及燃烧前后的温度。
师：测量这些数据要用到哪些实验器材？我们分别来看，测量种子的质量，要用到托盘天平，在生活中也可以使用厨房的电子秤来进行替代。测量温度要用到温度计，注意体温计的量程相对比较小，不适合进行该实验。测量水的体积要用到量筒，除此之外，我们还要用到一些辅助的实验仪器。
有了这些实验器材，我们如何设计实验装置来开展实验，请同学们认真思考。大家请看，这是老师设计的实验装置和实验步骤。老师根据自己制定的计划进行了一次实验，得到了这样一组数据，但老师发现自己计算出来的结果和成分表中的数据相差甚远，同学们能帮老师找找原因，提出建议吗？
生：缺少保温装置，存在很多热量散失，使实验结果严重偏低。
师：那怎样做才能尽量减少食物在燃烧时热量的散失呢？
生1：在锥形瓶的外侧增加保温装置，可以使用锡纸或易拉罐制作。
生2：瓶口部位会存在一定的热量散失，可以使用橡皮塞、泡沫等材料来减少热量散失。
生3：石棉网能够吸收一定的热量，可以直接将石棉网去掉，用燃烧的食物对锥形瓶内的水进行直接加热。
师：综合同学们的建议，老师对自己的装置做了升级。在锥形瓶的外侧，用易拉罐制作了保温装置，瓶口部位使用了单孔橡皮塞，一方面能减少热量散失，同时也能够起到固定温度计的作用。燃烧的食物可以直接通过保温装置中预留的开口放入装置中，对锥形瓶内的水进行直接加热。这个开口其实还有玄机，我们知道食物在燃烧时是需要消耗氧气的，这个口又叫做通风口，它能够让食物进行充分燃烧，从而使实验结果更加准确。
下面我们就用升级版的装置一起展开实验吧。第一步，用量筒量取30毫升的清水并倒入锥形瓶内。
第二步，组装实验装置。
第三步，测量水的初始温度，观看温度计上的指数并进行记录。
第四步，称量种子的质量。用镊子夹取花生粒，放在托盘天平上，称量种子的质量并记录实验数据。
第五步，点燃种子。点燃酒精灯，用镊子夹取种子放在酒精灯火焰上引燃，待种子点燃后，迅速移动到装置中。当种子燃烧完毕，记录水的末温，读取数据并记录。
通过该实验过程，我们就得到了花生种子在燃烧过程中相关的数据。使用相同装置、相同的实验步骤，以核桃为材料也能得到相应的实验数据，再根据公式计算出食物中所含有的能量。下面我们一起来分析数据，根据这些数据，同学们能得出哪些结论？
生：食物中确实含有能量，并且单位质量的核桃所含有的能量比花生所含有的能量要更多一点。
师：这个实验结论准确吗？
生：这是一次实验的结果，可能会存在较多的实验误差。