創(chuàng)新物理實(shí)驗(yàn)之大氣壓強(qiáng)

熊國(guó)萍 羅濱志 王懷宇

（貴州師范大學(xué)物理與電子科學(xué)學(xué)院，貴州 貴陽(yáng)550001）

0 引言

課堂教學(xué)是學(xué)生在教師的組織與指導(dǎo)下，通過多種教學(xué)活動(dòng)完成一定得教學(xué)任務(wù)的過程。[1]而物理實(shí)驗(yàn)已經(jīng)漸漸演變成現(xiàn)代物理課堂教學(xué)的重要方式之一，教育創(chuàng)新成為我們國(guó)家所重視的一大工程，在教育方面的投入也明顯呈上升趨勢(shì)，因此對(duì)于這樣的好機(jī)會(huì)，孩子們都應(yīng)該更著重創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。如何創(chuàng)新地將前人的經(jīng)驗(yàn)，去其糟粕，取其精華，才能節(jié)約成本而等效地達(dá)到相同的目的。與此同時(shí)我們還要將這種思維的創(chuàng)新與自然相聯(lián)系，必須以綠色環(huán)保、無公害為宗旨，或者是指將對(duì)環(huán)境污染降到最低，這就是我們的創(chuàng)新。

在我們的生活中，創(chuàng)新思維對(duì)于我們當(dāng)代學(xué)生來說是不可或缺的，創(chuàng)新是要讓你改進(jìn)的事物更加簡(jiǎn)潔易懂，讓大眾覺得操作方便還得應(yīng)大眾所需，可是如今許多中學(xué)生僅僅知道學(xué)習(xí)書本上的知識(shí)，卻忽略了實(shí)驗(yàn)的重要性，或者說由于學(xué)校實(shí)驗(yàn)器材的不完備，導(dǎo)致有些地方的學(xué)生根本沒有機(jī)會(huì)去接觸實(shí)驗(yàn)，對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)死記硬背，這樣不僅對(duì)學(xué)生對(duì)于知識(shí)的理解斷章取義，而且阻礙了學(xué)生們?nèi)グl(fā)揮自己的創(chuàng)新思維，畢竟一切理論知識(shí)都是建立在實(shí)踐操作基礎(chǔ)之上的，只有通過實(shí)驗(yàn)才能證明其正確性和可行性，所以學(xué)生只有自己動(dòng)手去驗(yàn)證才能更深刻的理解知識(shí)，從而將其運(yùn)用于實(shí)際生活中。

鑒于此，我們通過將回收的廢舊品制成簡(jiǎn)單器材設(shè)計(jì)大氣壓強(qiáng)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生通過簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)去親自證明理論的正確性，通過實(shí)驗(yàn)的演示去激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維和想象力。由于實(shí)驗(yàn)器材方便簡(jiǎn)潔易于收集，所以更能幫助同學(xué)們?cè)谏钪腥ふ覍?shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)中去體驗(yàn)生活的奇妙。

1 教具設(shè)計(jì)

1.1 教具簡(jiǎn)介

生活平底盤子一個(gè)、玻璃水杯一個(gè)、自來水、紅（藍(lán)、黑）墨水、蠟燭一根、打火機(jī)（火柴）、小刀、硬幣一枚等組成

1.2 實(shí)驗(yàn)演示

首先將一枚硬幣放入一個(gè)平底盤中，再往盤中加入一定量的自來水，要求淹沒紐扣，然后再往盤中滴入紅墨水少許（為使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯，可以稍微多加一些），接下來用小刀截取一小段蠟燭，將其放入準(zhǔn)備好的玻璃杯中，并用蠟油固定在玻璃杯底，再點(diǎn)燃它。待蠟燭燃燒至杯壁稍微發(fā)燙時(shí)（位使實(shí)驗(yàn)效果明顯，可以稍微燙一點(diǎn)兒），迅速將其倒扣入盤中，要求玻璃杯口邊緣壓著紐扣。

可以發(fā)現(xiàn)，在倒扣入盤中的瞬間，蠟燭熄滅，慢慢地杯外盤中的液面下降，盤中的水越來越少，而玻璃杯中的液面卻慢慢地上升，如圖1，最后會(huì)發(fā)現(xiàn)盤中的水幾乎全部被吸入到玻璃杯中，如圖2。

1.3 實(shí)驗(yàn)分析

通過實(shí)驗(yàn)我們可以了解到，當(dāng)蠟燭在玻璃杯中不斷燃燒時(shí)，杯中空氣受熱膨脹，當(dāng)玻璃杯被倒扣入盤中后，空氣的缺少導(dǎo)致蠟燭熄滅，此時(shí)空氣溫度也會(huì)慢慢降低，在杯中空氣體積不變、重力加速度也不變的情況下，空氣密度降低，由初中物理計(jì)算液體壓強(qiáng)的公式P=ρgv可知，杯內(nèi)大氣壓強(qiáng)會(huì)逐漸減小，由于大氣壓平衡，要維持杯內(nèi)杯外壓強(qiáng)相等，所以杯內(nèi)液面上升以達(dá)到杯內(nèi)空氣體積減小，空氣密度上升，增加杯內(nèi)壓強(qiáng)的目的，所以盤中水被吸收到玻璃杯中，會(huì)產(chǎn)生這樣的現(xiàn)象都是大氣壓強(qiáng)存在的表現(xiàn)。

圖1

圖2

2 總結(jié)

物理實(shí)驗(yàn)既是一種教與學(xué)的方式，又是學(xué)生必須掌握的學(xué)習(xí)內(nèi)容和科學(xué)方法；物理實(shí)驗(yàn)促進(jìn)學(xué)生正確地理解物理概念、規(guī)律和方法，激發(fā)學(xué)生對(duì)自然科學(xué)的熱愛有著獨(dú)特的魅力和力量。[2]通過空氣壓強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)，可以得出中學(xué)有些物理實(shí)驗(yàn)并不是都需要昂貴精密的設(shè)備和器材才能去完成，在我們身邊的一些廢棄回收物也可以組裝完成許多重要且有趣的物理實(shí)驗(yàn)，這樣不僅將生活中的廢棄物變廢為寶，達(dá)到環(huán)保的目的，而且可以幫助學(xué)生理解知識(shí)，更方便容易地接觸實(shí)驗(yàn)，親手做實(shí)驗(yàn)。不再為昂貴的實(shí)驗(yàn)器材而擔(dān)憂（針對(duì)小型物理實(shí)驗(yàn)）。

創(chuàng)新型物理實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生來說不僅實(shí)驗(yàn)器材收集容易，而且方便學(xué)生理解，更能增加學(xué)生對(duì)知識(shí)的興趣，加深對(duì)知識(shí)的印象，學(xué)生通過自己動(dòng)手，自己總結(jié)出來的結(jié)果是最深刻的，所以，理論與實(shí)踐的結(jié)合往往會(huì)達(dá)到事半功倍的效果。學(xué)生在動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)的過程中難免會(huì)遇到很多困難，這樣的教學(xué)方式也能激發(fā)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，這也是當(dāng)代教學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)，只有適應(yīng)這種趨勢(shì)，才能更好的發(fā)揮學(xué)生的潛力，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的靈活度，提高學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ筒粌H老師講解起來方便，學(xué)生也容易理解，也容易去做，所以，簡(jiǎn)化是我們繼續(xù)研究的對(duì)象，希望通過簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)器材達(dá)到更深刻理解知識(shí)的效果。

［1］李新鄉(xiāng)，王其超，張憲魁.物理課堂教學(xué)評(píng)價(jià)[M].北京：高等教育出版社，1996:1.

［2］汪海.中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的價(jià)值及策略[J].教育理論與實(shí)踐，2012,32(35):59-61.