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        “體驗(yàn)大氣壓強(qiáng)的存在”實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

        2020-09-10 20:23:46張妍
        小作家報(bào)·教研博覽 2020年40期
        關(guān)鍵詞:實(shí)驗(yàn)改進(jìn)初中物理

        張妍

        摘要:物理學(xué)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ),物理實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要原則。近年來,中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)雖說在新課程改革中取得了不小的進(jìn)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(qiáng)》一節(jié)中“體驗(yàn)大氣壓強(qiáng)的存在”為例,具體談?wù)剬?shí)驗(yàn)的改進(jìn)。

        關(guān)鍵詞:初中物理,實(shí)驗(yàn)改進(jìn),大氣壓強(qiáng)

        1.1 “體驗(yàn)大氣壓強(qiáng)的存在”實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

        《氣體的壓強(qiáng)》一節(jié)中第一個活動“體驗(yàn)大氣壓強(qiáng)的存在”采用“燒盛有少量水的易拉罐”的方式進(jìn)行,該實(shí)驗(yàn)雖說是教材安排的實(shí)驗(yàn),但有幾處值得商榷并加以改進(jìn)。結(jié)合相關(guān)論文及自身的實(shí)驗(yàn)嘗試,筆者發(fā)現(xiàn)該實(shí)驗(yàn)存在以下幾個問題:

        其一,實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)器材的好壞是與實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)所需時間,實(shí)驗(yàn)的成功率都大很多。此外,教材圖示的實(shí)驗(yàn)器材還有鐵架臺、石棉網(wǎng)和酒精燈,這是實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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?yàn)楣迌?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(shí)驗(yàn)效果不明顯。

        其三,實(shí)驗(yàn)效果的明顯程度。除了上述原因可能導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)效果不明顯外,實(shí)驗(yàn)的第三步“撤去酒精燈,讓易拉罐冷卻”在真實(shí)環(huán)境中耗時太長,江蘇地區(qū)在進(jìn)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(shí)驗(yàn)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(jìn)度。

        鑒于以上不足之處,給出以下改進(jìn):

        改進(jìn)一:

        (1)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)中選擇美年達(dá)易拉罐,此外,還有打火機(jī)、蠟燭、鉗子、寬透明膠帶、水槽。

        (2)實(shí)驗(yàn)步驟:首先將空易拉罐盛入少量水,點(diǎn)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(shí)驗(yàn)結(jié)果:罐體收縮,效果明顯。(實(shí)驗(yàn)時間為12月12日,實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)淮安,當(dāng)時氣溫大約11攝氏度)

        注:這里補(bǔ)充一點(diǎn)即筆者看到多篇論文如蔣建明的《“體驗(yàn)大氣壓強(qiáng)的存在”實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)》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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)圖如下)

        改進(jìn)二:將易拉罐換成塑料瓶,加點(diǎn)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(diǎn)冷水后瓶身明顯收縮。

        由于書上所述實(shí)驗(yàn)的效果不是很震撼,而筆者采訪實(shí)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(shí)驗(yàn),自制的“瓶吞蛋”實(shí)驗(yàn)更加能吸引學(xué)生的興趣,實(shí)驗(yàn)效果也更好。傳統(tǒng)的“瓶吞蛋”實(shí)驗(yàn)采用雞蛋作為實(shí)驗(yàn)器材,價(jià)格雖說不是特別昂貴,但是蛋被吞進(jìn)瓶子后就很難完整取出,既不方便也浪費(fèi),如果同時教授多個班級不利于重復(fù)試驗(yàn),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(jìn),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(diǎn)在于價(jià)格實(shí)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(shí)驗(yàn)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(diǎn)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(shí)驗(yàn)結(jié)果:“海綿寶寶”被緩慢擠壓吸入瓶內(nèi),實(shí)驗(yàn)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(jìn)瓶口的“海綿寶寶”甩出來了,因此,這有利于重復(fù)實(shí)驗(yàn),節(jié)約資源。

        參考文獻(xiàn)

        褚國慶. 對蘇科版教材中“估測大氣壓強(qiáng)的值”實(shí)驗(yàn)的分析與改進(jìn)[J]. 中學(xué)物理, 2012, 30(22):69-70.

        江蘇淮陰中學(xué)新城校區(qū)

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