对“体验大气压的存在”的实验改进和思考
搭建问题支架 驱动思维进阶

搭建问题支架驱动思维进阶作者:***来源:《湖北教育·教育教学》2022年第10期人教版物理八年级《大气压强》的教学目标是:学生经历物理活动过程,逐步认识大气压;了解大气压的客观存在,并会解释生活中的大气压强现象;借助相关器材,掌握粗略测量大气压的不同方法。
为实现以上目标,笔者通过演示“玻璃瓶吞鸡蛋”实验引入教学,让学生在好奇心的驱使下完成以下挑战性任务:证明(感知)大气压的存在;体验大气压的大小;粗略测量大气压的值;探究大气压与高度的关系。
同时,教师在这些任务中嵌入基于SOLO分类评价法设计的引导问题和持续性评价,引领学生思维逐层进阶。
一、解构实验细节,让思维动起来对比实验是认识事物、掌握规律的一种有效方法,是物理教学中激发兴趣、启发思维、培养能力的有效策略。
教师可以引导学生解构对比实验细节,并进行关联思考,让学生思维动起来。
教学中,为让学生充分感知大气压强的存在,笔者先出示任务情境一:如图1所示的“覆杯实验”,先用硬纸片盖住平口烧杯瓶口,迅速倒立;再将平口烧杯装满水,用硬纸片盖住瓶口后迅速倒立;最后将竖直向下的烧杯口旋转90°(使烧杯口朝侧面),再以自己为圆心旋转一周。
每次倒转,笔者都让学生先猜测纸片会不会掉、水会不会洒出来,再认真观察,解释原因。
学生思考的过程中,笔者提供了如下问题支架:①为什么将平口烧杯装满水?②瓶口迅速倒立时纸片不会掉、水不会洒是什么原因?③瓶口旋转一周时纸片不会掉、水不会洒又说明了什么问题?④如果杯子再加高一些、变细一些(换成一根玻璃管),情况会是怎样?⑤能否用这个实验解释“玻璃瓶吞鸡蛋”的原因?此处,笔者通过层层递进的问题(其中,①②属于单点结构问题,③属于多点结构问题,④⑤属于关联结构问题),引导学生思维逐步进阶。
前三个问题让学生明白:杯中装满水是为了排除空气,纸片和水被大气压托着掉不下来,此时大气压强的方向是竖直向上的;将竖直向下的烧杯口旋转90°,纸片仍不会脱落,水不会洒,说明大气压强是朝着各个方向的。
创新实验教学 体验探究过程——以“大气压强”创新实验教学为例

中学物理 Vol. 38 No. 062020年3月・教学随笔・创新卖验教学体验採老过程——以“大气压强”创新实验教学为例刘兴美(东营市河口区实验学校山东东营257200)摘要:物理是一门以实验为基础的学科,生动的创新实验能极大地激发学生好奇心和求知欲,调动学生探究积极性,同时也能培养学生的科学探究能力和科学思维,促进物理学科核心素养的发展.文章以"大气压强”教学为例,挖掘各种实验课程资源,设计创新实验,运用多种思维方式,提供丰富多彩的实验现象,激发学生的学习兴趣,从而进一步提升物理实验教学的高效性.关键词:核心素养;大气压强;创新实验;实验探究文章编号:1008 - 4134(2020)06 - 0033 中图分类号:G633.7 文献标识码:B1教学设计理念“大气压强”是新人教版物理八年级下册第九章第三节内容,虽然大气压与我们的生活密切相关,但是由于它看不见、摸不着,不容易被人们所察觉,所以 大气压强的相关知识对于学生来说是比较抽象的,学 习起来思维衔接上有一定难度•如何创设各种实验情境,呈现直观清晰的实验现象,让学生产生深刻的感 性认识和探究性体验是本节课要重点解决的问题"• 同时为了体现课程标准从生活走向物理、从物理走向社会的课程基本理念,促进学生物理核心素养的培养,在本节教学中,从引入大气压强、体验感受大气压 强的存在、大气压强的测量和大气压强的变化四个方 面设计创新实验,培养了学生观察能力、动手能力和创新思维,帮助学生完成对知识的构建.2本节课创新之处2. 1空手劈木条实验引入大气压强本实验需要准备的实验器材有:一根厚5mm 宽5cm 的长木条、一张报纸、一只手套,提出问题:能不能借助这些器材只用一只手将木条劈断?有的学生 感觉不可能,有的学生则提岀可以用手将木条一部分压在桌子上,然后用另一只手劈露出桌边的部分,但是要求是只用一只手,提供的器材还有一张报纸,可 以借机提出盖张报纸一只手就能轻松劈断木条大家相信吗?许多学生不相信是真的,但是又充满期待, 接下来是见证奇迹的时刻.演示整个实验过程:(1 )把 木条三分之一伸出桌面;(2)用报纸盖住木条在桌子上的部分,将报纸压紧铺平;(3)戴上手套劈向漏出桌边的木条,木条断了.当学生看到这一幕时瞠目结舌,一张报纸对木条 的压力怎么如此之大?原理就是大气压强.报纸覆盖住木条在桌面上的部分,这个时候报纸上面的大气压力大约在20000N 左右.所以说当我们快速劈断木条的时候报纸上面的压强稳稳地压住了下面的木条.这 是一个既有科学性又有趣味性的演示实验,激起了学 生强烈的学习激情和师生的互动,由此产生的课堂效果不言而喻.2.2 体验和感受大气压强的存在创新实验设计2. 2. 1演示实验:长颈烧瓶吞鹤鹑蛋这个实验的常规做法是:点燃沾有酒精的棉花,用夹子将其放入广口瓶中,稍等片刻,迅速将剥了皮的熟鸡蛋一端放在瓶口,鸡蛋会迅速滑落到瓶中•整个过程时间很短,学生来不及观察,鸡蛋已经掉落瓶 底•针对这种情况,笔者做了改进,将广口瓶换成长颈烧瓶,鹤鹑 蛋取代鸡蛋•具体做法如下:向长 颈烧瓶中倒入少量热水,摇晃后将热水倒出,等待几秒钟,将剥了 壳的熟鹤鹑蛋放在瓶口,由于瓶颈比较长,可以清晰地看到鹤鹑蛋被“吞入”瓶中的整 个过程,同时将瓶口朝向各个方向,都能看到鹤鹑蛋 被大气压入的过程,充分证明了大气朝各个方向都有压强(如图1所示)•2. 2.2学生自主实验探究大气压的存在注射器创新实验:(1)利用注射器吸液体,为了增加可视度,向水槽内的水中滴入几滴红墨水,将去掉 针头的注射器针管插入水中,向后拉活塞会看到水慢图1作者简介:刘兴美(1981 -),女,山东临沂人,本科,中学一级教师,研究方向:初中物理创新实验教学.• 33•2020年3月Vol.38No.06中学物理慢进入针管,当水进入针管一部分时,向上提起注射器,使管口离开水面,会观察到水不会从管口流出,继续向上拉动活塞直到活塞从针管中拔出,这时会看到水从针管口流出;(2)注射器针头去掉,将活塞推至管口端,左手拿好注射器同时用食指堵住管口,右手向后拉活塞会感觉很吃力,当把活塞用力拉至针管末端时,松开右手,活塞会自动返回管口处;(3)将注射器活塞推至管口端,使管口朝上,用手指堵住管口,在活塞底端系…线环,挂上钩码或学生身边物品,比如笔袋、钥匙挂等都不会掉落下来.矿泉水瓶创新实验:(1)矿泉水瓶中装满水,用手堵住瓶口,将其倒立插入盛有足够水的透明水槽中,移开堵住瓶口的手,将瓶子向上提,但瓶口不露出水面,会看到瓶中的水不下落;(2)拧下瓶盖,向瓶中倒入少量热水,涮一涮,迅速拧紧瓶盖,会看到矿泉水瓶被大气压压瘪,打开瓶盖后,瓶子会恢复原状;(3)将一矿泉水瓶侧面扎几个细孔,再往瓶中倒入适量的水,此时会发现瓶子侧壁有水流出,然后拧紧瓶盖,这时可观察到瓶子侧壁并没有水流出.如果再拧松瓶盖,又发现水流了出来.充分说明是大气压作用形成的这一现象.物理课程标准中指出,应大力提倡利用身边的物品、器具、材料等进行物理实验.这样不但具有简单、直观等优点,而且有利于学生动手能力和创新能力的培养⑵.使学生对大气压强由感性认识上升到理性认识,同时学会将物理知识联系生活实际.培养了学生的科学思维与科学探究素养.2.3巧妙设计实验引出大气压的测量——托里拆利实验对于大气压的测量,教材上直接给岀了托里拆利实验,这对学生来说思维上的跨度是比较大的,理解起来有难度,为了解决这一困惑,设计了如下的小实验,选择大小不同的试管,长lm的一端开口的长玻璃管,滴入红墨水的透明水槽,分别将大小不同的试管、长玻璃管灌满水倒置于水槽中,管口没在水面以下,观察到管中始终充满水,说明大气压能托起一定高度的水柱,如果知道了大气压能支持的水柱的最大高度,那么水柱产生的压强就等于大气压强,到底大气压能支持多高的水柱呢?观看用水测量大气压的视频•发现用水测量大气压水柱太高,器材的选择、实验操作都很不方便,怎样改进呢?学生经过分析得到:根据P=pgh可知,要想降低液柱的高度,应该换用密度更大的液体,因此可以选择密度最大的液体水银来做实验,由此引岀了托里拆利实验.通过观察、实验、分析、归纳,让学生很顺利地认•34•识到托里拆利实验的原理,避免了学生认知上的冲突,由表及里,层层深入.设计过程如图2所示.如果俺找到大弋压能托起水甘的聂大髙度,则水柱产生干大气圧强.:水柱太高(用水衆代曹■I托里拆知实验I2.4自制气压计探究大气压随高度的变化大气压强不是一成不变的,为了探究大气压随高度是如何变化的,指导学生自制气压计,通过测量观察寻找规律•制作过程如下:取一个广口瓶,装入适量的带颜色的水,用橡皮塞堵住瓶口,在橡皮塞上打孔,取一根两端开口的玻璃管,使玻璃管穿过橡皮塞插入水中,为了保证密封性良好,在橡皮塞与瓶口、玻璃管与塞子接触的地方滴入蜡油,待蜡油凝固后从玻璃管上端吹入少量气体,使瓶内气体压强大于大气压强,水会沿玻璃管上升到瓶口以上,为了便于观察记录玻璃管中水柱高度的变化,可用双面胶将一把塑料直尺粘在玻璃管上•组织学生进行课外实践测量,有的同学是在学校教学楼进行实验,观察从一楼到五楼玻璃管中水柱如何变化,并且在标尺上做好了标记;有的同学则是带到家中,乘坐电梯从一楼到了十几楼进行实验观察,通过分析实验数据,总结归纳得出变化规律.还有的同学有了新的发现,把气压计放在家里,当天气、温度发生变化时,大气压也会发生变化,由此发现大气压不仅与高度有关,还跟温度、天气以及湿度等因素有关系.这样设计,目的是使学生在动手活动中发现新问题,找出新规律,培养学生观察能力和创新能力,调动学生探究物理问题的兴趣,提高分析问题和解决问题的能力,为今后的终身学习奠定了基础.总之,在教学中挖掘各种实验课程资源,设计创新实验,运用多种思维方式,提供丰富多彩的实验现象,让学生从观察思考、实验探究中获得知识,这样的设计,更符合学生的认知规律,发散学生的思维,提升学生的科学素养.参考文献:[1]中华人民共和国教育部.义务教育物理课程标准[M].北京:北京师范大学出版社,2012.[2]李运海,张勇治.创新实验方法体验探究过程——以“电容器的电容实验”教学为例[J].物理教学,2019,41(10):37-38.(收稿日期:2019-II-24)。
《大气压强》观课报告

大气压强观课报告
一、观课主题
本次观课的主题是大气压强,通过观察大气压强对天气和气象预报的影响,加深我们对大气压强这一概念的理解。
二、观课过程
在本次观课中,老师首先向我们介绍了大气压强的概念和定义,大气压强是指一定海拔高度上,感受到的大气分子对单位面积的作用力。
同时,老师也介绍了大气压强的测量单位——帕斯卡(Pa)和毫巴(hPa)。
接着,老师向我们展示了实验室中用于测量大气压强的仪器,包括水银压力计和阿涅米西管。
水银压力计是一种基于液高测压原理的仪器,通过测量某一高度下水银柱的高度,就可以求得大气压强;而阿涅米西管则是一种基于气压平衡测压原理的仪器,通过比较两侧气压的高低,也可以获得大气压强的数据。
在观察了仪器之后,老师用一个小实验现场演示了大气压强对木屑的影响——在高压情况下,空气压力会将木屑紧压在一起;而在低压情况下,木屑则会散开。
通过这个小实验,我们也深刻地认识到了大气压强对周围环境的影响。
最后,老师还向我们介绍了大气压强对天气和气象预报的影响。
在讲解中,我们了解到低压区域通常代表着天气阴雨连绵,而高压则预示着晴好天气。
同时,在气象预报中,我们还需要考虑到气压的变化,以准确地判断天气趋势。
三、收获与感受
通过本次观课,我深入理解了大气压强这一概念,并学习到了如何用仪器来测量大气压强。
同时,我也认识到了大气压强对周围环境和天气的影响。
这对我不仅有助于我更好地理解气象和天气现象,而且也有助于我在未来的学习和工作中更加准确地进行气象预报和气象灾害预防。
最后,我想感谢老师在观课中的精彩讲解和细致解答,让我受益匪浅,同时也期待着更多的观课体验。
以身体之,以心悟之——体验的要旨——以“大气压”教学为例

如果 从学 习心 理学 的角度 寻求这 一矛 盾 的解 释 的话 , 们可 以得 到这 样 的解答 : 我 学生 建构 知识 的过
程 , 是 学 生 在 一 定 的情 境 之 下 , 据 情 境 中 的线 就 根
体 验 的要 旨不 仅 在 于 “ 身体 之 ” 更 在 于 “ 以 , 以 心悟 之 ” 因此 , 们 的设 计 有两 个重 要环 节 : 是 面 . 我 一
必须 的先前 经验 .
体验活动 1 将挂衣 钩吸在墙壁 、 : 瓷砖 、 铝合金
窗框上 、 璃 ( 醒 学 生 注 意安 全 , 件 许 可 时 可不 玻 提 条 吸玻璃 )试着 挂挂 物体 , , 比比看谁 挂 得多 . 问题 :1 你认 为要 想 多挂 一 些 物体 , 以采 用 () 可 哪些办 法 ? 注 意什 么? 2 挂 衣 钩 为什 么 不 往下 掉 要 () 呢?之 所 以没按 知 识 的逻 辑 顺 序 先 问第 2个 问题 , (
显然 , 活 中 的大 气 压 与物 理 上 的 大气 压 有 着 生
课本 物理 则 又多是 图像 与 符 号 的 集合 , 生 活 距 离 与
甚 大 , 被学 生接 纳 . 难
很 大 的距 离 ; 略 了这 个距 离 , 忽 学生 的学 习就 可能存 在教 师 意识 不到 的 障碍 .
索 , 动 头脑 中的先 前 经 验 , 解 释这 些 新 信 息 、 调 来 解 答这 些新 问题 , 赋予 它们 意义 的过 程 ( 构 主义学 并 建
习理 论 ) .
向生活的活动 , 让学生以身体之 ; 二是面向物理的问
题 , 学 生 以心悟 之 : 让
由此 可见 , 少 了先 前 经验 , 缺 真正 的学 习是 难 以 发生 的 . 因此 , 们 提 出 以“ 验 ” 化 解 这 一 矛 也 我 体 来 盾 , 以“ 堂体 验 ”搭 建 从 生 活 到 物 理 的桥 , 学 即 课 让 生在 “ 以身体之 、 以心悟 之”的体 验 中获 得 建 构知 识
初中物理_第3节 大气压强教学设计学情分析教材分析课后反思

一、创设情境,引入新课大气压强的存在及应用1.气体看不见、摸不着,但是却同液体一样具有流动性,那么气体是不是也有压强呢?请观看一段视频学生生活在充满大气压强的环境中,却往往容易忽视大气压强的存在,因此通过一段小视频给学生以直观的感受。
2.实验:将玻璃杯装满水,用硬塑料片盖住杯口,用手按住,倒置过来,放开按住塑料片的手,看到什么现象?再慢慢把杯口向各个方向转一圈,又看什么现象?现象:分析:结论:大气压强确实存在,大气压强简称为大气压或气压。
通过学生自己准备实验器材,并在课堂上亲身体验大气压强的存在,不仅激发了学生的学习兴趣,同时也使学生体会到实验成功的成就感,有助于培养学生的科学严谨的精神。
3.从生活经验出发,你还能找到哪些例子证明大气压的存在?趣味的小实验已证明大气压强的存在,而该问题再次回归生活实际,不仅引导学生思考大气压强的实际应用,同时给学生灌输了物理与生活息息相关的思想。
二、实验展开,深入探究大气压的测量观看马德堡半球实验的动画视频,我们发现大气压的数值是非常大的,你有什么方法可以测量大气压的数值?马德堡半球实验不仅证明了大气压强的存在,同时又说明大气压强的数值非常大。
放在中间播放起到承上启下的作用。
1.实验:将玻璃杯和矿泉水瓶装满水后堵住瓶口倒插入水槽中,松开瓶盖慢慢提起,不要离开水面可以发现其中的水总是满的。
是什么托起了这段水柱呢?请你对“液片”AB进行受力分析。
分析:力或者压强具有传递性,大气压强作用在水面上,水会将大气压强传递到水的内部的各个地方,并且是等大的传递,如果以“液片”AB为研究对象,则受到向上的大气压强和液柱产生的向下的压强。
实验中就是因为外界大气压大于水柱产生的压强。
如果大气压不是无限大,那么大气压托起的液柱高度总会有一个最大值,此时大气压强就等于液柱产生的向下的压强,测出这个最大值计算液体压强我们就可以知道大气压强的大小了(转化法)。
思考:能不能用水来进行大气压强的测量呢?引导学生思考测量大气压强的方法,找寻原理,体会转化思想,同时引出托里拆利实验。
《大气压强》教学评价与反思

《大气压强》教学评价与反思《大气压强》教学评价与反思教学评价:思路清晰,语言精炼,教学中应变能力强。
设计实验活动多,选材简单、方便,学生动手面广。
实验处理细致,排除因素干扰。
噪声防治环节设计由学生归类,自然、流畅。
教学中关注效果。
二;教学反思:《大气压强》这节课主要讲的是关于气体压强中大气压强的初步知识,与前面所学的固体压强,液体压强一起构成了一个相对完整的体系。
初中生的认识感性多于理性,学习的动力和热情大多来自他们的兴趣;而物理教学又以实验为基础,实验几乎始终伴随着整个教学过程,所以在教学中,让学生亲身实践,体验大气压的存在,讨论大气压的特点,应用大气压知识解决实际问题。
让学生一起参与动手做,给学生亲近感和真实感。
这堂课如期完成既定教学目标,学生总体反应比较好。
我个人认为这堂课有以下几个特点;演是实验;易拉罐压瘪,烧瓶吞气球实验,抓住学生的好奇心,引入大气压,激发学生的学习兴趣。
学生自己动手做覆杯实验,挤压皮碗实验,矿泉水瓶扎孔装水不流实验,模拟马德堡半球实验,学生参与探究,体验大气压的存在,使课堂气氛活跃,互动有效,让学生真正动起来。
利用生活实际中的事例,深化对大气压的理解。
大气压强在生活中的应用很多,除了教材中提及的外,教师可以让学生放开思维举出实际生活中的例子。
让分组讨论,看哪一个组举出的例子最多,学生会举出许多非常好的例子,例如:“医生上常用的拔火罐”、“用钢笔吸墨水”“、用塑料管从瓶口吸饮料”“、塑料挂衣钩”、“注射器吸药液”等等。
从而充分调动学生的积极性和培养学生合作学习的意识。
对学生举的例子可以让学生自己利用大气压强解释,对解释不圆满的教师再加以补充,这样也培养了学生的语言组织能力和表达能力。
时间允许教师还可以利用多媒体展示活塞式抽水机和离心式水泵的画面。
说明它们的工作都是利用了大气压强,让学生真正感觉到物理知识确实与我们的日常生活是息息相关的。
大气压的测量方法,首先做大气压支撑水柱的实验,让学生获取感性认识,引导学生分析在实验时应该用密度较大液体,在液体中密度最大的是水银,所以把水改为水银,量筒改为托里拆利真空管,这样逐渐过渡地引出托里拆利实验比较自然,效果好。
覆杯实验的反思

覆杯实验的反思南昌县八一中学刘宗平覆杯实验是初中科学教学中经常演示的一个实验。
该实验通过卡片能托住倒置的杯子里的水,来验证大气压的存在。
通常做这个实验时,教师会强调杯中要充满水,不能漏气,如果漏气,实验就会失败。
事实果真如此吗?周新雅教授在给我们国培学员上课时提出:用半杯水做覆杯实验能成功吗?很多教师会认为不可能成功,他们通常这样解释:如果杯子中有空气的话,杯子内外的大气压强相等,卡片肯定会掉下来。
然而周教授在讲授《覆杯实验》专题中通过大量的实验,证明用半杯水做覆杯实验的成功率极高!听完这节专题课后,我有以下反思:一、可以这样说,半杯水做覆杯实验只不过是把整杯水做实验放大了而已。
它们成功的原因都是由卡片微小的下移引起的。
为什么这样说呢?我们来分析一下卡片受力情况:卡片受到向下的力有杯中水的重力、水上方空气压强所产生的压力、卡片自身的重力,卡片受到向上的力有大气压强所产生的压力、卡片和杯口之间水浸润所产生的张力。
在这里卡片自身的重力及水的张力太小可以忽略不计。
但是水的张力虽小,可作用却不小!它关系到实验的成败。
为什么这样说呢?原因是卡片和杯口水的张力阻止了卡片和杯口水的流出,而卡片微小的下移却使杯中水上方的空气体积增加,气压减小,所产生的压力也自然减小,使得杯外的大气压强大于杯中水上方空气的压强,所以无论是装满水还是半杯水覆杯实验都能做成功,而且半杯水成功率更高。
因此它们都能验证大气压的存在。
很多实验也同覆杯实验一样看似简单,但是如果用心去做,还是会有很多内容可以挖掘,不断地带给我们惊喜。
二、发现问题是科学研究的“人口”,不能发现问题便谈不上科研能力。
发现问题的能力是创造力的重要标志,而发现问题能力的重要标志是观察力和思考力。
观察与思考是捕捉问题的关键所在,只有观察没有思考(研究)是“视而不见”,说明没有科学头脑。
只有思考而没有观察,思考便成为空想。
因此,教师要为学生创设实验情境,引导学生观察与思考,培养学生发现问题的能力。
幼儿园科学实验大气压教案

幼儿园科学实验大气压教案在幼儿园教育中,科学实验是培养孩子们探索精神和科学思维的重要手段。
而大气压是一个具有趣味性和易理解的科学概念,可以通过简单的实验来向孩子们展示和解释。
在本文中,我们将探讨如何设计一堂有趣的幼儿园科学实验,来帮助孩子们理解大气压的概念。
实验目标通过本实验,幼儿园的孩子们将能够: 1. 理解大气压的含义和作用。
2. 通过亲身参与实验,感受大气压的影响。
3. 培养对科学的兴趣和探索精神。
实验材料1.一个空的塑料瓶2.一张塑料薄膜3.水4.一个碗实验步骤步骤一:制作“大气压实验装置”1.将塑料瓶底部切去,并倒置放入碗中。
2.在塑料瓶口部覆盖上塑料薄膜并用橡皮筋固定。
步骤二:实验操作1.将一些水倒入瓶子中,使得瓶子充满一半左右。
2.用手掌捂住瓶口,并观察薄膜的变化。
实验原理在这个实验中,我们通过观察薄膜的变化来展示大气压的作用。
当我们用手掌捂住瓶口时,瓶内的空气温度上升,空气分子活跃度增加,压力增大,导致薄膜向内凹陷,相反,当我们移开手掌时,瓶内的气体经过冷却,变得不活跃,压力减小,外部大气压将推动薄膜向外突起。
实验总结通过这个简单的实验,孩子们可以通过亲身体验来理解大气压的作用。
从而培养他们对科学的兴趣和探索精神。
在今后的教育中,我们可以通过更多类似的实验来帮助孩子们更好地理解科学知识。
结语通过这篇文章,我们了解了如何设计一堂有趣的幼儿园科学实验,来帮助孩子们理解大气压的概念。
希望这个实验能够激发孩子们对科学的兴趣,培养他们的探索精神,为他们的未来学习奠定坚实的基础。
作为你的文章写手,我认为这个实验可以通过亲身体验来帮助孩子们理解大气压的概念,同时培养他们对科学的兴趣和探索精神。
希望这篇文章能够对你有所帮助。
我们可以进一步扩展实验的原理部分。
除了通过实验操作来展示大气压的作用外,我们还可以向幼儿们解释大气压的概念。
我们可以告诉他们,大气压是大气对地球表面的压力,是由大气中的气体分子不断碰撞地球表面而产生的。
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对“体验大气压的存在”的实验改进和思考
作者:吴沛儒
来源:《中学课程辅导·教师通讯》2019年第14期
【内容摘要】本文结合了初中物理8年级下册“体验大气压的存在”的实验教学案例,从实际教学出发,通过实验的改进大大提高了实验的可行性和成功率,再通过对学生思维的逻辑性探究,使学生对大气压概念获得更深层次的理解,并让学生体会到独立思考、严密的科学态度在科学研究中的重要性。
【关键词】初中物理实验改进逻辑思维
“科学源于实验”。
物理是一门以观察和实验为基础的自然科学,在物理学的产生和发展过程中,物理实验自始至终占有极为重要的地位。
如果把物理这门学科比作高楼大厦,那么物理概念就是构成这座大厦的基石。
而承载着物理思想方法的物理概念,因为具有高度的抽象性和凝练性,对于初中生来说往往难于理解。
一、对实验的改进
本实验过程简单、现象明显,但有一个不易操作的地方,就是罐口的密封。
书本上使用的密封材料是橡皮泥。
我也尝试了,并安排了一个班的同学进行分组实验,共48人,每两人一组,分成24组。
先用干橡皮泥密封,由于橡皮泥较硬,容易造成漏气,密封性不理想,24组仅有11组成功。
后来在橡皮泥中加水,再次尝试,发现加了水的橡皮泥密封性有所改善,但非常油滑,手感极差。
有14组成功。
第二个班依然24组,使用了面粉团密封,遇到了以下问题:1、加水量不易控制,需反复尝试,浪费较多时间;2、揉好面粉团后时间一长就会变干,不能重复使用。
学生成功率也不高,仅14组成功。
后来我在汽车内发现了一块硅胶防滑垫,平时用来放置手机,如图所示,它的质地非常柔软,表面十分光滑。
我尝试用它来密封,不仅操作简单,而且密封效果非常好,沾水后效果更佳。
在第二学年,我安排了25组学生进行分组实验,有22组成功,成功率明显高于前两次实验。
因此,在这个实验器材中我舍去了橡皮泥,加入了硅胶防滑垫,这就是我对本实验的小小改进。
二、对实验的再思考
本实验的现象非常明显:易拉罐扁了。
看到这个现象我们会自然而然地提出第一个问题:易拉罐为什么扁了?这个问题很多同学都能给出答案:被大气压扁了。
这样回答的同学往往是
已经预习过或已经有了大气压概念,而对于完全没有大气压概念的人来说,这样的答案我们得仔细推敲一下,因为既没有看见大气,也没有看见“压”的动作,凭什么说是被大气压扁了呢?很难理解。
所以,我觉得仅从这个实验就得出大气压的概念似乎有点草率。
再来推测一下给出“被大气压扁了”这个答案的同学的思维过程,这个答案多半是从书上看来的,未必是他自己得出来的。
因此,我会提出第二个问题:你为什么认为是大气把易拉罐压扁了?不要说是书上说的或者老师讲的,强调你是怎么认为的。
此时,学生才开始真正地思考这个问题,他们会给出各种各样的答案,其中比较合理的答案是:因为只有大气与易拉罐接触。
这个答案表面上合情合理,但是仔细推敲一下:大气的确与它接触,但是只要与易拉罐接触,就一定是大气把它压扁的吗?“接触”和“压扁”有必然的因果關系或逻辑关系吗?我看未必。
打个比方:警察破案时,谁和死者接触谁就是凶手吗?如果这样办案,最终法官的判决一定是“证据不足”。
同理,在本实验中,仅从大气与易拉罐接触,就判定是大气把它压扁了,同样“证据不足”。
为了获得更充分的证据,紧接着就提出第三个问题:如何进一步证明的确是大气把易拉罐压扁了?此问题比较难,根据历年的教学经验,几乎没有同学能回答。
所以,可适当给予提示:能否从反面证明?这样的提示不仅能帮助学生思考,还能起到很好的引导作用。
有了这个提示,头脑灵活的同学就会想道:如果外部没有空气会怎样?
为了探究瓶子外部没有空气的情况下会否被压扁,就必须考虑第四个问题:如何设计实验?“实验是检验真理的唯一标准。
”通过实验来证明是最有效、最客观的方式。
三、对实验的再设计
由于要抽走瓶子外部空气,所以需要抽气机、真空罩。
但考虑到真空罩的体积、易拉罐需要手动对其密封等问题,我们不能将易拉罐放进真空罩内。
因此,我们改放一个已经被大气压扁了的矿泉水瓶子,并拧紧瓶盖。
抽走瓶子外部空气,观察瓶子还会被压扁吗?
实验现象表明,抽出空气后,瓶子会鼓起来,这说明没有空气瓶子就不会被压扁。
接下来如果把真空罩的阀门打开,让空气进入,我们会看到瓶子再一次被压扁,这说明有空气瓶子就会被压扁。
四、对实验的反思
纵观整个过程,我是通过正反两个实验证明了大气压的存在。
正面的实验是书本推荐的,此实验过程简单、现象明显,但实际教学中开设率并不高,其中主要原因可能就是找不到合适的密封材料,导致成功率不高,实验效果大打折扣。
使用了硅胶防滑垫后,实验的可行性和成功率都大大提高,甚至可以安排分组实验,让学生亲自动手感受实验带来的精彩与震撼。
反面的实验其实非常简单,不管是可行性,还是成功率,都非常高。
因此,在实际教学中完全可以应用,学生的反响非常热烈,效果显著。
通过这个实验,结论的得出显得顺理成章、证据充分。
综上所述,实验的改进需要经历反复的尝试和多次的失败,更需要平时的细心观察,做个生活的有心人。
实验的目的不应只是对实验结论的关注,更应该关注实验过程中物理思想和科学精神的渗透。
【参考文献】
[1] 吴沛儒.借助物理实验,优化概念生成[J]. 学苑教育, 2016(24):93.
[2] 马宏佳,陈功, Ling,等. 影响学生对科学态度因素的实证研究[J].课程.教材.教法,2014(7):78-82.
作者简介:吴沛儒(1981.10-),男,汉族,江苏吴江人,中学一级,研究方向:物理教育.
(作者单位:苏州市吴江区笠泽实验初级中学)。