小瓶子 小制作 大發(fā)現(xiàn)

施劍

[摘? ?要]利用生活中常見(jiàn)的礦泉水瓶開(kāi)發(fā)一系列與大氣壓強(qiáng)有關(guān)的實(shí)驗(yàn)，能有效突破大氣壓強(qiáng)教學(xué)中的一些重點(diǎn)和難點(diǎn)，利用礦泉水瓶及身邊的一些簡(jiǎn)單器材開(kāi)發(fā)成本低、趣味性強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)，能夠提升學(xué)生動(dòng)手、動(dòng)腦解決問(wèn)題的能力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

[關(guān)鍵詞]礦泉水瓶;實(shí)驗(yàn);大氣壓強(qiáng)

[中圖分類(lèi)號(hào)]? ? G633.7? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]? ? A? ? ? ? [文章編號(hào)]? ? 1674-6058（2021）14-0059-02

義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)明確規(guī)定：“義務(wù)教育物理課程是一門(mén)注重實(shí)驗(yàn)的自然科學(xué)基礎(chǔ)課程。此階段的物理課程不僅應(yīng)注重科學(xué)知識(shí)的傳授和技能的訓(xùn)練，而且應(yīng)注重對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、探究能力、創(chuàng)新意識(shí)以及科學(xué)態(tài)度、科學(xué)精神的培養(yǎng)。”因此，更提倡利用身邊的瓶瓶罐罐完成許多體驗(yàn)感較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)，在這些實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生通過(guò)獨(dú)立操作和活動(dòng)體驗(yàn)，獲得豐富的感性認(rèn)知，這樣既能培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，還能加深學(xué)生對(duì)物理現(xiàn)象和原理的認(rèn)識(shí)和理解。

實(shí)驗(yàn)，可以極大地激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲。布魯納指出：對(duì)所學(xué)知識(shí)的濃厚興趣是學(xué)習(xí)的最好動(dòng)機(jī)，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中對(duì)自己感興趣的一切事物、現(xiàn)象總是主動(dòng)、積極地去認(rèn)識(shí)和探究。因此，在實(shí)際教學(xué)中，教師要善于創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情境，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)深入地學(xué)習(xí)。

實(shí)驗(yàn)一：30秒挑戰(zhàn)賽

器材：兩礦泉水瓶（其中一個(gè)底部開(kāi)圓孔）、氣球。

操作：兩組同學(xué)上臺(tái)比賽吹氣球，一個(gè)瓶子完好，另一個(gè)瓶子底部開(kāi)孔。規(guī)則：比比看，哪種情況下氣球吹得更大，并能保持10秒。結(jié)果當(dāng)然是底部開(kāi)孔的礦泉水瓶中的氣球吹得更大，但是不能保持10秒，想知道為什么嗎？今天我們一起學(xué)習(xí)大氣壓強(qiáng)，板書(shū)：大氣壓強(qiáng)。接下來(lái)老師用剛才吹得大的一組的器材給大家表演個(gè)魔術(shù)，魔術(shù)的名字叫“隔空抓氣球”，表演技巧：兩手配合，一手抓住瓶子并用食指抵住瓶底的小洞，另一只手模擬抓氣球，配合動(dòng)作食指放氣進(jìn)球。學(xué)生驚呆了，此時(shí)再進(jìn)行新課教學(xué)，這樣就能牢牢抓住學(xué)生的好奇心并激發(fā)他們求知欲。

實(shí)驗(yàn)分析或結(jié)論：實(shí)驗(yàn)中，氣球吹得不夠大的原因是瓶?jī)?nèi)氣體體積變小，氣體的壓強(qiáng)變大，從而壓住了氣球，阻礙了氣球變大，而另外一組在吹氣球的過(guò)程中，瓶?jī)?nèi)的氣體不斷地被排出瓶外，所以在給氣球吹氣時(shí)氣球得以變大，但是不吹氣后，外面的空氣進(jìn)入瓶?jī)?nèi)，氣球又恢復(fù)了原樣，所以不能保持。仔細(xì)觀察：氣球變大是橫向變大，還是縱向變大？結(jié)果是橫向和縱向都在變大的，說(shuō)明氣體壓強(qiáng)的方向是向各個(gè)方向的。大氣朝各個(gè)方向都有壓強(qiáng)嗎？此時(shí)學(xué)生還不大理解，我們可以增加演示，將此瓶子沿水平方向旋轉(zhuǎn)180度，再演示沿豎直方向旋轉(zhuǎn)180度，從而證明大氣不僅有壓強(qiáng)，而且方向朝各個(gè)方向。

實(shí)驗(yàn)二：科技小發(fā)明“自制拔罐器”

器材：礦泉水瓶、酒精、棉球、火柴（礦泉水瓶選稍厚一點(diǎn)的瓶子，避免被燒壞）

操作：將蘸少量酒精的棉球點(diǎn)燃后，迅速放進(jìn)礦泉水瓶中，立即用手臂封住瓶口，稍后瓶子變癟，手臂（瓶子封口處）皮膚變紅，肉向瓶?jī)?nèi)突出。（說(shuō)明：此實(shí)驗(yàn)還是教師演示為好，有一定的危險(xiǎn)性）

實(shí)驗(yàn)分析或結(jié)論：瓶子變癟說(shuō)明存在大氣壓強(qiáng)，封口處皮膚突出，說(shuō)明人體內(nèi)也有大氣壓強(qiáng)，此實(shí)驗(yàn)?zāi)M的是中醫(yī)的拔罐，拔罐可以治病，比如關(guān)節(jié)炎、風(fēng)濕病等，此實(shí)驗(yàn)想法源于：礦泉水瓶（打開(kāi)瓶蓋），倒點(diǎn)熱水到瓶?jī)?nèi)，蓋上瓶蓋晃動(dòng)熱水，倒掉熱水，迅速蓋上瓶蓋，發(fā)現(xiàn)瓶子變癟。缺點(diǎn)是能看，但體驗(yàn)不深。

拓展：將瓶子換成純凈水桶，瓶蓋換成橡皮塞。重復(fù)剛才的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生看到水桶被壓扁了，非常震撼，學(xué)生能深刻體驗(yàn)到大氣壓強(qiáng)的存在。

實(shí)驗(yàn)三：小組合作制作“人造噴泉”

器材：礦泉水瓶、橡皮塞（打孔后中間插入一根玻璃管）、軟管、蝴蝶夾、熱水、燒杯、紅墨水。

實(shí)驗(yàn)步驟：依次組裝好實(shí)驗(yàn)器材，然后將橡皮塞拿掉，倒適量的熱水在瓶中，迅速用橡皮塞封堵瓶口，此時(shí)軟管應(yīng)用蝴蝶夾夾好，一段時(shí)間后將瓶豎起將蝴蝶夾打開(kāi)，瓶?jī)?nèi)像噴泉一樣噴出了向上的水柱。

實(shí)驗(yàn)分析或結(jié)論：往瓶?jī)?nèi)倒入適量的熱水后再封住，過(guò)段時(shí)間后瓶?jī)?nèi)的氣壓變小，打開(kāi)蝴蝶夾后外面的大氣壓將水壓入瓶?jī)?nèi)，說(shuō)明存在大氣壓。此實(shí)驗(yàn)是分組實(shí)驗(yàn)，每一個(gè)學(xué)生都有動(dòng)手的機(jī)會(huì)，真正實(shí)現(xiàn)小瓶子、小實(shí)驗(yàn)、大發(fā)現(xiàn)、大收獲。調(diào)查發(fā)現(xiàn)很多學(xué)生上完該課后就成了科普員，回家給自己的弟弟妹妹或鄰居家的小孩，做了該實(shí)驗(yàn)，對(duì)他們進(jìn)行科普。

實(shí)驗(yàn)四：趣味實(shí)驗(yàn)“蛋蛋的憂傷”

器材：瓶口粗細(xì)適中、深度適宜的礦泉水瓶、熟鵪鶉蛋、一杯冷水、一杯熱水。

操作：瓶子里面的世界很精彩，蛋蛋在瓶外想進(jìn)去，怎么辦？同學(xué)們，我們幫它想想辦法，幫蛋蛋實(shí)現(xiàn)它的愿望。先將瓶子豎直放入熱水中（瓶口朝上），過(guò)一會(huì)兒，將去殼的熟鵪鶉蛋放在瓶口，再將瓶子放入冷水中，這樣，去殼的熟鵪鶉蛋不破，也能慢慢自動(dòng)進(jìn)入瓶中了。蛋蛋在里面待久了想出來(lái)，出不來(lái)怎么辦？先將瓶子倒置，瓶口朝下，待蛋蛋封住瓶頸時(shí)，再將瓶子放入熱水中，過(guò)一會(huì)兒蛋蛋就開(kāi)心地出來(lái)了。

讓學(xué)生自己選擇實(shí)驗(yàn)器材，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察現(xiàn)象，思考現(xiàn)象背后的本質(zhì)，能夠培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手、動(dòng)腦能力。利用礦泉水瓶開(kāi)發(fā)大氣壓強(qiáng)實(shí)驗(yàn)，便于學(xué)生在“做中學(xué)”，在“學(xué)中做”，我國(guó)教育家陶行知先生提出“行是知之始，知是行之成”，也反映了物理實(shí)驗(yàn)的重要性，而利用礦泉水瓶開(kāi)發(fā)趣味、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，以其簡(jiǎn)單、易操作、可視性強(qiáng)等特點(diǎn)深受師生歡迎。尤其是農(nóng)村初中缺乏資金和設(shè)備，此舉可解燃眉之急。只要教師善于發(fā)現(xiàn)，適時(shí)對(duì)學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)，此舉可以激發(fā)學(xué)生的興趣，提高物理教學(xué)的有效性。

[? ?參? ?考? ?文? ?獻(xiàn)? ?]

[1]? 中華人民共和國(guó)教育部.義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：北京師范大學(xué)出版社，2012.

[2]? 邢宏光，麻少妮.基于學(xué)習(xí)進(jìn)階的初中實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：以“流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系”為例[J].中學(xué)物理，2019（2）：60-61.

[3]? 劉炳昇，李容.義務(wù)教育教科書(shū)·物理（八年級(jí)上下冊(cè)）[M].南京：江蘇科學(xué)技術(shù)出版社，2019.

（責(zé)任編輯 易志毅）