对初中物理课本一个演示实验的改进

对初中物理课本一个演示实验的改进

华师大九七物理函授本科周盛龙

作为物理教育工作着，我们都知道实验在物理教学中的重要意义。通过实验使学生获得必要的感性认识，从而帮助他们形成正确的概念，加深对规律的认识，加强对知识的理解和记忆。作为教师的演示实验来说，通过实验加强直观教学，刺激学生的感观使思维活跃起来，帮助学生在感性认识的基础上上升为理论。为了达到上述目的，演示实验必须做到：确保实验成功，演示的现象要清楚，使每个学生都能观察到。

现行人教版九年义务教育初中物理第二册18页图2-11的空气推动塞子时内能减小的实验，笔者在多年的教学中按课本的方法进行演示实验，发现：该实验很难成功，实验现象极不明显。只有做演示实验的教师留心观察，才能看到极不明显的雾出现。不要说使每个学生都能观察到，即使第一排的学生可能也观察不到。由于实验的不成功，根本无法让学生感知瓶内的空气推动瓶塞做功时，内能减小，温度降低。因而也很难进一步让学生得出：“物体对外做功时，本身的内能会减小”的结论。要使学生接受这一结论也只能是勉强，没有说服力。这样势必影响学生对知识的理解和记忆，也必将影响学生今后对热力学定律的理解。另外演示实验的不成功也很难用实际生活中的其他事例来说明，教师即使列举实际生活中的物体对外做功，本身的内能会减上的事例，学生也感知不到物体对外做功的同时，物体的温度降低了。要学生举例那就更难。这样就很难刺激学生的感观，使学生思维活跃起来。只能教师说教，学生被动接受。

造成课本这一演示实验难以成功的原因，笔者认为是教师难以对瓶内

气压的大小做到自由控制。塞子塞得太紧，担心用气筒打气不能将塞子

冲出。即使塞子能冲出，又是担心在塞子冲出的同时，由于反冲可能会

将瓶推倒，转移了学生的注意力，甚至会损坏仪器，给学生造成不好的印象。塞子塞得太松，当塞子跳起来时，瓶内空气对塞子做功太少，空气的温度降低不多，难以观察到容器中或容器口出现了雾。

笔者在用注射器做“气体很容易被压缩“的实验时，发现注射器筒内气压的大小能够自由控制。从中得到启示，对“空气推动塞子时内能减小”的实验进行了改进。改进后，实验现象非常明显，每一个同学都能非常清楚地看到。实验现象持续时间长，并且非常有趣。教师非常容易操作，成功率100%。下面就是笔者对该实验的改进方法和改进后的实验方法。

取一支50ml的大注射器（不带针头），从烧杯中吸一些水到注射器筒内，让水湿润注射器筒壁。再将注射器筒内的水全部倒回烧杯中。然后吸入约50ml的空气到注射筒内。用左手握注射器，给注射器筒壁上附着的水和加一会儿，加快筒壁上水的蒸发，增大注射筒内空气中水蒸气的浓度。然后用左手拇指堵住注射器管口，将筒内空气密闭，右手用力推推筒，将注射器筒空气压缩到约20ml。让注射器内空气将拇指推开。在空气膨胀将手指推开时，可以清楚地观察到注射器管口冒出了枭枭“白烟”。实验现象不仅清楚，而且持续时间长。在管口出现的雾就象从工厂的烟囱缓缓升起的白烟，再用右手将注射器筒内剩余的约20ml的空气慢慢推出，随着空气的推出，管口也缓缓地升起“白烟”，给学生留下非常深刻的印象。据此现象，学生感知到了空气推动手指做功时，温度降低，从面自然而然得出“物体对外做功时，本身的内能减小”的结论。由感性认识上升为理论。由此引导学生列举实际生活中物体对外做功，物体的内能减小的事例，课

堂气氛非常活跃。通过感官的刺激，活跃了学生的思维，激发了学生的学习兴趣和求知欲。

用注射器做“空气推动手指时内能减小”的实验，也可以象课本用大口的厚玻璃瓶做“空气推动塞子时内能减小”的实验那样在注射器筒内装少许水。但这样做，没有不装水只是湿润筒壁那样便于控制实验。因为装了水减小了筒内空间，空气的压缩程度如果太大，松开左手拇指后可能会喷出水雾（并不是水蒸气液化而成的小水珠）或水柱，而不是管口缓慢上飘的“白烟”，造成实验失败。

同时注射器筒内不装水做实验时也应该注意：右手用力压缩至约20ml 后，放松左手拇指的同时，右手应不再用力往上推。若是这样，此时管口出现枭枭“白烟”，再用右手慢慢推推筒会从管口不断吐出“白烟”。右不是这样，管口也有“白烟”出现，但由于松开拇指后，右手再用力推推筒，空气的快速流动冲散了“白烟”，使现象不那么明显，且持续时间短。有的学生可能没观察到。如果出现这种情况，可以重做，到满意为止。因为改进后的实验有极易重复进行，且耗时短的优点。

笔者在教学实践中使用改进后的实验，效果非常好，若重复做二、三次效果更佳，课堂气氛活跃，学生情绪高涨。