巧設創(chuàng)新實驗，突破教學難點

文廣東省深圳市光明區(qū)長圳學校

陳建生 黃馥琳

學習大氣壓強時，由于氣體既看不見又摸不著，學生不易察覺大氣壓強的存在。教材中雖然設計了實驗，但存在以下缺點。

1.教材中的實驗過程為：在鐵桶內放少量的水，將其加熱至沸騰后把桶口堵住，然后澆上冷水，在大氣壓強的作用下，鐵桶被壓扁。此實驗雖然可行，但會占用大量課堂教學時間，而且鐵桶被壓扁后難以恢復，不可二次利用。

2.測量大氣壓強的值是本節(jié)的教學難點，教材利用視頻播放托里拆利實驗，直接得出大氣壓強的值，學生缺乏切身體驗，教學效果大打折扣。

因此，我們通過設計創(chuàng)新實驗驗證大氣壓強的存在，同時與學生一起測量大氣壓強的值，從而有效突破教學難點。

一、水桶實驗

1.實驗器材

礦泉水桶、酒精、棉花、棉花夾、打火機。

2.實驗設計

（1）將礦泉水桶裝入20mL75%的酒精。

（2）用打火機點燃沾了酒精的棉花。

（3）用棉花夾把點燃的棉花放入礦泉水桶。

（4）礦泉水桶內的酒精瞬間被點燃，發(fā)出巨大的聲響，立刻用手捂住礦泉水桶瓶口。

（5）如圖1所示，內外壓強差把礦泉水桶瞬間壓扁。

（6）松開手，空氣進入礦泉水桶，礦泉水桶恢復原狀。

圖1

本實驗簡單易行，效果明顯，學生感受到了大氣壓強的客觀存在，為之后測量大氣壓強的值埋下伏筆。

二、“聽話的雞蛋”系列實驗

1.實驗器材

錐形瓶、雞蛋、棉花夾、棉花、酒精、打火機、真空罩、抽氣機。

2.實驗設計

實驗一：瓶吞雞蛋

（1）把雞蛋放在錐形瓶口，由于雞蛋比瓶口大，被堵在瓶口。

（2）將棉花沾酒精后點燃，放入錐形瓶，雞蛋由于內外壓強差被壓入瓶中。

圖2“聽話的雞蛋”系列實驗一：瓶吞雞蛋

利用實驗“瓶吞雞蛋”作為課前導入，激發(fā)學生的求知欲。再通過課中大氣壓強的學習，讓學生自主分析實驗現(xiàn)象產生的原因。

實驗二：瓶吐雞蛋

（1）提問：如何讓錐形瓶內的雞蛋自行“跑出”？

（2）將錐形瓶倒置于真空罩內，抽出真空罩內的氣體。

（3）雞蛋由于內外壓強差“跑出”錐形瓶，關閉閥門。

（4）打開閥門，雞蛋再次“跑入”錐形瓶。

圖3“聽話的雞蛋”系列實驗二：瓶吐雞蛋

圍繞課前導入實驗，繼續(xù)深入，讓學生體驗大氣壓強存在的同時學會分析，意識到雞蛋進出瓶口是由于存在壓強差。

三、利用“二力平衡”實驗計算大氣壓強

1.實驗器材

表面光滑的瓷磚、掛衣吸鉤、水桶、椅子、適量水、電子測力計、毛巾。

2.實驗設計

（1）把瓷磚擦洗干凈，將掛衣吸鉤按壓在瓷磚中部，擠出空氣。

（2）用椅子將瓷磚架起，將裝了適量水的桶掛在吸鉤上，緩慢往水桶里加水，直到吸鉤恰好脫落。

（3）利用電子測力計測出水桶和水的總重力。

（4）課前利用游標卡尺測出吸鉤的直徑，利用面積公式S＝π(d/2)2計算吸鉤的面積，將結果告訴學生。

（5）根據(jù)二力平衡 F＝G，則 P＝F/S＝G/S，粗略算出大氣壓強的值。

圖4粗測大氣壓強

本實驗被安排在“托里拆利實驗視頻”播放后，師生一起通過“二力平衡”與壓強計算公式推導算出大氣壓強的值，培養(yǎng)了學生的邏輯思維和科學素養(yǎng)。