張妍
摘要:物理學(xué)以實驗為基礎(chǔ),物理實驗與中學(xué)物理教學(xué)密不可分?!皬纳钭呦蛭锢?,從物理走向社會”是《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2011年版)》課程基本理念之一,也是中學(xué)物理實驗教學(xué)的重要原則。近年來,中學(xué)物理實驗教學(xué)雖說在新課程改革中取得了不小的進步,但也暴露了很多問題。本文選取初中物理蘇科版八年級下冊《氣體的壓強》一節(jié)中“體驗大氣壓強的存在”為例,具體談?wù)剬嶒灥母倪M。
關(guān)鍵詞:初中物理,實驗改進,大氣壓強
1.1 “體驗大氣壓強的存在”實驗改進
《氣體的壓強》一節(jié)中第一個活動“體驗大氣壓強的存在”采用“燒盛有少量水的易拉罐”的方式進行,該實驗雖說是教材安排的實驗,但有幾處值得商榷并加以改進。結(jié)合相關(guān)論文及自身的實驗嘗試,筆者發(fā)現(xiàn)該實驗存在以下幾個問題:
其一,實驗器材的選定。教材原話是“易拉罐”,但是是什么樣的易拉罐并未明確指出,是雪碧罐,啤酒罐還是椰子汁罐,而實驗器材的好壞是與實驗成功有莫大的關(guān)系。比如椰子汁罐質(zhì)地較硬,即使是用手捏都不易變形,而啤酒罐等則相對軟一些,實驗所需時間,實驗的成功率都大很多。此外,教材圖示的實驗器材還有鐵架臺、石棉網(wǎng)和酒精燈,這是實驗室常備的物品而生活中卻不易獲得,這樣學(xué)生只能在課堂上看實驗課后無法復(fù)制,不利于激發(fā)學(xué)生對物理的學(xué)習(xí)興趣。
其二,實驗條件的控制。教材原文為“用酒精燈對易拉罐加熱,待罐口出現(xiàn)白霧時,將罐口堵住”,而加熱時間的把握是成敗的關(guān)鍵,如果一出現(xiàn)白霧就立馬堵住罐口,可能并不會產(chǎn)生預(yù)期的效果,因為罐內(nèi)水蒸氣很少,大量空氣未排出,這就導(dǎo)致冷卻后罐內(nèi)氣壓與外界大氣壓相差不大,實驗效果不明顯。
其三,實驗效果的明顯程度。除了上述原因可能導(dǎo)致實驗效果不明顯外,實驗的第三步“撤去酒精燈,讓易拉罐冷卻”在真實環(huán)境中耗時太長,江蘇地區(qū)在進行本節(jié)授課時大概在五月份,此時氣溫較高,罐內(nèi)水蒸氣不易液化,如果讓易拉罐自然冷卻很可能到下課實驗現(xiàn)象都不明顯,不能給予學(xué)生視覺上的沖擊力,影響正常教學(xué)進度。
鑒于以上不足之處,給出以下改進:
改進一:
(1)實驗器材:選擇壁薄、硬度小的易拉罐,容易發(fā)生形變。筆者在本實驗中選擇美年達易拉罐,此外,還有打火機、蠟燭、鉗子、寬透明膠帶、水槽。
(2)實驗步驟:首先將空易拉罐盛入少量水,點燃蠟燭,用鉗子夾住易拉罐邊緣放在蠟燭上加熱;待罐口出現(xiàn)白霧時繼續(xù)加熱兩分鐘,隨即用抹布封住罐口,用鉗子將其壓入水槽中。
(3)實驗結(jié)果:罐體收縮,效果明顯。(實驗時間為12月12日,實驗地點淮安,當(dāng)時氣溫大約11攝氏度)
注:這里補充一點即筆者看到多篇論文如蔣建明的《“體驗大氣壓強的存在”實驗的改進》提出直接將熱的易拉罐倒置于水槽中,用水封口,筆者重復(fù)實驗后發(fā)現(xiàn)并未出現(xiàn)其所述易拉罐被壓癟的現(xiàn)象,反而水由于大氣壓的作用被壓入易拉罐中,罐體未出現(xiàn)收縮。(實驗圖如下)
改進二:將易拉罐換成塑料瓶,加點溫水(60℃到70℃,防止高溫將塑料瓶燙變形),搖晃瓶身后立即蓋上瓶蓋,撒點冷水后瓶身明顯收縮。
由于書上所述實驗的效果不是很震撼,而筆者采訪實習(xí)學(xué)校的老師時他們也表示在教授這一節(jié)內(nèi)容時并不會采用書上的實驗,自制的“瓶吞蛋”實驗更加能吸引學(xué)生的興趣,實驗效果也更好。傳統(tǒng)的“瓶吞蛋”實驗采用雞蛋作為實驗器材,價格雖說不是特別昂貴,但是蛋被吞進瓶子后就很難完整取出,既不方便也浪費,如果同時教授多個班級不利于重復(fù)試驗,并且找到合適雞蛋大小的瓶口也是個問題。因此,筆者在此基礎(chǔ)上改進,將雞蛋換成了“海綿寶寶”(一種遇水會變大的膠狀圓球),它的優(yōu)點在于價格實惠(一袋八顆只需五角),并且放入水中的時間長短可決定圓球的大小,以此根據(jù)已有瓶口的大小調(diào)節(jié)圓球的大小。
實驗步驟:首先將“海綿寶寶”泡入水盆中一天,變成了一個圓球,放在玻璃瓶口并不會掉下去,然后用點燃的蠟燭除去瓶中部分氧氣,隨后立即將“海綿寶寶”放在瓶口。
實驗結(jié)果:“海綿寶寶”被緩慢擠壓吸入瓶內(nèi),實驗效果明顯。
此外,由于“海綿寶寶”比較滑,將瓶子倒置,多摔幾次就可以將被吞進瓶口的“海綿寶寶”甩出來了,因此,這有利于重復(fù)實驗,節(jié)約資源。
參考文獻
褚國慶. 對蘇科版教材中“估測大氣壓強的值”實驗的分析與改進[J]. 中學(xué)物理, 2012, 30(22):69-70.
江蘇淮陰中學(xué)新城校區(qū)