摘 要：測(cè)量大氣壓強(qiáng)實(shí)驗(yàn)是初中物理的重難點(diǎn)，學(xué)生在學(xué)習(xí)這一實(shí)驗(yàn)時(shí)容易出現(xiàn)邏輯思維不清晰、混淆概念的情況，難以精確把握學(xué)習(xí)重點(diǎn)，影響課堂教學(xué)效率和質(zhì)量。在這種情況下，學(xué)生參與測(cè)量大氣壓強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)的積極性會(huì)比較差?；诖?，文章對(duì)初中物理測(cè)量大氣壓強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行探究，分析現(xiàn)階段初中物理測(cè)量大氣壓強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題，并提出實(shí)驗(yàn)教學(xué)思路。

關(guān)鍵詞：初中物理；測(cè)量大氣壓強(qiáng)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)

作者簡介：楊劍（1981—），男，江蘇省南通海安市墩頭鎮(zhèn)墩頭初級(jí)中學(xué)。

物理是義務(wù)教育階段的基礎(chǔ)學(xué)科，在初中階段進(jìn)行物理教學(xué)能夠有效地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)的興趣和激情。物理課堂教學(xué)需要以物理實(shí)驗(yàn)為支撐，確保物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的可信性、趣味性以及直觀性，以幫助學(xué)生更好地理解與學(xué)習(xí)物理概念以及相關(guān)的物理規(guī)律。在實(shí)際教學(xué)中，教師需要深度挖掘教材中的可用資源，認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)貙?duì)待每次實(shí)驗(yàn)教學(xué)，分析學(xué)生的學(xué)情，鼓勵(lì)學(xué)生參與到物理實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中，這有助于降低學(xué)生動(dòng)手操作的難度，提升物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，使學(xué)生通過知識(shí)學(xué)習(xí)獲得成就感。

初中物理測(cè)量大氣壓強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)難度比較高，這是因?yàn)閷W(xué)生在日常生活中難以直觀感受到大氣壓力，且相關(guān)知識(shí)具有抽象性，需要學(xué)生擁有良好的思維能力才能全面理解。因此，在教授這一知識(shí)時(shí)，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)探究實(shí)驗(yàn)過程，適度改進(jìn)和優(yōu)化實(shí)驗(yàn)裝置，幫助學(xué)生樹立學(xué)習(xí)物理知識(shí)的自信心，獲得實(shí)驗(yàn)操作能力、思維能力、學(xué)習(xí)能力等多方面能力的發(fā)展，助力學(xué)生的物理核心素養(yǎng)提升。

一、初中物理測(cè)量大氣壓強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)難點(diǎn)

第一，教學(xué)中存在壓力和重力的概念混淆問題。一些教師將物體的垂直方向上的受力情況作為壓強(qiáng)概念導(dǎo)入的基礎(chǔ)，通過平面垂直關(guān)系來描述與壓強(qiáng)相關(guān)的概念。這樣的教學(xué)方法可能導(dǎo)致學(xué)生混淆概念，錯(cuò)誤地認(rèn)為壓力就是重力，或壓力和重力的大小總是相等。第二，壓強(qiáng)和壓力的概念教學(xué)不明確的問題。盡管二者有聯(lián)系，但它們是兩個(gè)不同的物理概念，教師在教學(xué)中要注意引導(dǎo)學(xué)生加以辨析。

為了提高學(xué)生的物理實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，解決概念理解和知識(shí)混淆的問題，教師需要在測(cè)量大氣壓強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)活動(dòng)開始之前，全面了解學(xué)生的知識(shí)學(xué)習(xí)難點(diǎn)和易錯(cuò)點(diǎn)，從學(xué)情出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生全程參與物理實(shí)驗(yàn)，深化對(duì)大氣壓強(qiáng)概念的理解，并從實(shí)驗(yàn)中總結(jié)出規(guī)律。

二、初中物理測(cè)量大氣壓強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)

（一）做好教學(xué)準(zhǔn)備

在進(jìn)行測(cè)量大氣壓強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)時(shí)，教師可以按照一般科學(xué)實(shí)驗(yàn)的分析思路，將教學(xué)過程劃分為不同的階段。這些階段中應(yīng)包括以下幾個(gè)關(guān)鍵步驟：巧妙提出問題、引導(dǎo)學(xué)生思考并提出疑問、進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)、模擬實(shí)際測(cè)量過程、深化學(xué)生對(duì)大氣壓強(qiáng)相關(guān)物理知識(shí)的理解［1］。在教學(xué)中，教師需要提前準(zhǔn)備相關(guān)的實(shí)驗(yàn)儀器，例如針筒、玻璃片、刻度尺、彈簧測(cè)力計(jì)、沙子、小桶等。因?yàn)閷W(xué)生在參與實(shí)驗(yàn)活動(dòng)前已經(jīng)掌握了公式P＝F/S，所以在教學(xué)過程中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用這些工具，以小組合作的方式討論實(shí)驗(yàn)方案，以估測(cè)大氣壓強(qiáng)的數(shù)值。這種參與方式有助于學(xué)生深入地理解與大氣壓強(qiáng)相關(guān)的物理概念。

（二）激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

良好的課堂引入能夠有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，集中他們的注意力，提高教學(xué)效率和質(zhì)量。因此，在進(jìn)行測(cè)量大氣壓強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)時(shí)，教師應(yīng)采用多樣化的教學(xué)方法，精心設(shè)計(jì)課程初期的知識(shí)引入環(huán)節(jié)，快速吸引學(xué)生的注意力，增強(qiáng)他們的學(xué)習(xí)興趣，有效引導(dǎo)他們學(xué)習(xí)與壓強(qiáng)系列物理實(shí)驗(yàn)相關(guān)的知識(shí)，降低學(xué)習(xí)難度。教師還可以采用更直觀的實(shí)驗(yàn)形式，幫助學(xué)生更好地理解和掌握壓強(qiáng)知識(shí)。例如，教師可以鼓勵(lì)學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，激發(fā)他們對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象背后的原理的好奇心。通過這種積極情感的推動(dòng)，學(xué)生能夠深入探索測(cè)量大氣壓強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的相關(guān)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)課堂學(xué)習(xí)目標(biāo)。

在初中物理教學(xué)中，并非每節(jié)課都包含實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。因此，在進(jìn)行測(cè)量大氣壓強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)時(shí)，教師應(yīng)充分展示自己的教學(xué)才能和特長，深入挖掘?qū)嶒?yàn)中的亮點(diǎn)，使學(xué)生能夠享受實(shí)驗(yàn)帶來的樂趣，積極參與實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)［2］。此外，教師還可以讓學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，提高他們?cè)谡n堂活動(dòng)中的參與度，滿足學(xué)生的內(nèi)在需求，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)的主觀能動(dòng)性。教師要扮演好引導(dǎo)者的角色，不過度干預(yù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)過程和行為，鼓勵(lì)學(xué)生自主思考，培養(yǎng)他們的邏輯思維能力。無論實(shí)驗(yàn)結(jié)果如何，教師都要鼓勵(lì)并贊揚(yáng)學(xué)生敢于質(zhì)疑、敢于發(fā)言的表現(xiàn)，幫助他們建立學(xué)習(xí)物理知識(shí)的自信心，使他們勇敢克服學(xué)習(xí)物理時(shí)遇到的困難，提高物理學(xué)習(xí)水平。

（三）采用多元化教學(xué)手段

教師要鼓勵(lì)學(xué)生分組合作進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，同時(shí)使用多媒體教學(xué)設(shè)備將學(xué)生的實(shí)驗(yàn)方案展示出來。有些學(xué)生可能選擇采用吸盤測(cè)氣壓，這時(shí)教師可以引導(dǎo)學(xué)生探究他們所選方案的可行性，并結(jié)合學(xué)生的設(shè)計(jì)進(jìn)行簡單演示。在演示過程中，學(xué)生可能會(huì)發(fā)現(xiàn)測(cè)力計(jì)無法將吸盤拉起。在這種情況下，教師應(yīng)該及時(shí)提出問題，詢問學(xué)生如何完善實(shí)驗(yàn)。學(xué)生需要自己思考并提出解決辦法，如嘗試換成小規(guī)格的吸盤，或更換更大量程的測(cè)力計(jì)［3］。

在向?qū)W生講解與大氣壓強(qiáng)相關(guān)的理論知識(shí)時(shí)，教師可以利用多媒體設(shè)備進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示，以幫助學(xué)生更深入地理解相關(guān)的理論知識(shí)，同時(shí)提高他們運(yùn)用理論知識(shí)的能力。例如，托里拆利的測(cè)量大氣壓強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)需要運(yùn)用水銀，而水銀具有毒性，所以教師在課堂上進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)存在危險(xiǎn)性。因此，教師可以提前從互聯(lián)網(wǎng)上下載與該實(shí)驗(yàn)相關(guān)的影像資料，利用多媒體設(shè)備進(jìn)行詳盡的實(shí)驗(yàn)演示，全面解釋所涉及的理論知識(shí)，兼顧教學(xué)效果與安全性。

在實(shí)際教學(xué)中，教師要給學(xué)生創(chuàng)設(shè)適宜的問題情境，設(shè)置有梯度性的問題，使教學(xué)問題和學(xué)生的生活建立聯(lián)系。這樣，學(xué)生就可以在學(xué)習(xí)過程中調(diào)動(dòng)自身生活經(jīng)驗(yàn)來消化物理知識(shí)。教師要充分了解學(xué)生現(xiàn)有的物理水平，將其作為教學(xué)的出發(fā)點(diǎn)，深入挖掘物理教材中蘊(yùn)含的知識(shí)和素材。例如，在上文提及的托里拆利實(shí)驗(yàn)中有這樣的操作：在長約1 m，一端封閉的玻璃管里灌滿水銀，將管口堵住，然后倒插在水銀槽中。在演示視頻播放到這一部分時(shí)，教師可以暫停視頻，組織學(xué)習(xí)小組分析和思考這個(gè)實(shí)驗(yàn)的目的，提出自己的猜想。討論結(jié)束后，教師繼續(xù)播放視頻：管口打開后，玻璃管內(nèi)的水銀高度下降，但在降至一定高度后不再改變，經(jīng)過測(cè)量，發(fā)現(xiàn)玻璃管內(nèi)的水銀柱長度約為760 mm，傾斜玻璃管，管內(nèi)外的水銀面高度差保持不變。接下來，教師還可以展示其他相關(guān)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，如若在水銀槽中再加入水銀，水銀槽內(nèi)液面升高，則管內(nèi)水銀面也隨之升高，但是管內(nèi)外水銀面的高度差不變，以及展示玻璃管的傾斜程度、粗細(xì)等因素對(duì)水銀柱高度的影響。在仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象后，教師要帶領(lǐng)學(xué)生探究現(xiàn)象背后的原理，解釋觀察結(jié)果：玻璃管中的水銀柱不會(huì)落下，是因?yàn)榇髿鈮旱淖饔茫ＡЧ苤兴y柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)等于大氣壓強(qiáng)。意大利科學(xué)家托里拆利首次進(jìn)行了這個(gè)實(shí)驗(yàn)，他測(cè)量得到管內(nèi)外水銀面高度差為760 mm，所以科學(xué)家們將特定條件下高760 mm的汞柱所產(chǎn)生的壓強(qiáng)作為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，用P0表示。應(yīng)用壓強(qiáng)計(jì)算公式P＝pgh進(jìn)行計(jì)算，我們能得出標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的值約為1×105 Pa。通過這一演示實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以更好地理解與大氣壓強(qiáng)相關(guān)的理論知識(shí)，并改變對(duì)物理知識(shí)的印象［4］。

（四）鼓勵(lì)學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)

為了進(jìn)一步拓寬學(xué)生的視野，培養(yǎng)學(xué)生的解題思維，教師可以鼓勵(lì)學(xué)生實(shí)施較為簡易的利用注射器粗測(cè)大氣壓強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)，讓他們感受物理知識(shí)的生成過程。在實(shí)驗(yàn)過程中，一些學(xué)生可能會(huì)出現(xiàn)問題：無論他們?cè)趺从昧瓘椈蓽y(cè)力計(jì)，都無法拉動(dòng)注射器的活塞。對(duì)此，教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，找出問題所在。一些學(xué)生可能會(huì)提出：“老師，這可能是因?yàn)槲覀兪褂玫膹椈蓽y(cè)力計(jì)的量程較小?！倍械膶W(xué)生可能會(huì)提出：“老師，可能是因?yàn)樽⑸淦鞯娜萘刻?。”教師?yīng)結(jié)合學(xué)生的反饋意見，適時(shí)調(diào)整或更換實(shí)驗(yàn)設(shè)備，以便學(xué)生繼續(xù)實(shí)驗(yàn)。

（五）強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析能力

測(cè)量大氣壓強(qiáng)實(shí)驗(yàn)具有一定難度，實(shí)驗(yàn)室環(huán)境會(huì)受到各種因素影響，在這種情況下，學(xué)生不應(yīng)僅為了獲得預(yù)期結(jié)果而進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，而是應(yīng)該培養(yǎng)實(shí)事求是的態(tài)度，精準(zhǔn)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。完成實(shí)驗(yàn)后，教師可以整合各學(xué)習(xí)小組使用的測(cè)量大氣壓強(qiáng)的方案，并鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行評(píng)估。學(xué)生應(yīng)當(dāng)主動(dòng)探究實(shí)驗(yàn)誤差產(chǎn)生的原因，通過集思廣益得出合理的解釋，進(jìn)而深化對(duì)相關(guān)理論的理解。如在利用注射器粗測(cè)大氣壓強(qiáng)實(shí)驗(yàn)中，內(nèi)部空氣無法完全排盡、針筒密封性不夠好、活塞和針筒間有摩擦力等因素都會(huì)導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)誤差。

在實(shí)驗(yàn)過程中，教師應(yīng)特別關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，不應(yīng)直接告訴學(xué)生產(chǎn)生誤差的原因，而是鼓勵(lì)他們自己思考和探索。通過主動(dòng)思考和解決問題，學(xué)生的分析和解決問題的能力將得到提高，同時(shí)也能形成良好的思維品質(zhì)。

（六）引導(dǎo)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

在學(xué)生分析誤差產(chǎn)生原因后，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生繼續(xù)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，以原始的測(cè)量大氣壓強(qiáng)實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，適當(dāng)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)裝置，以減小誤差。教師可以提供給學(xué)生各種器材，如小桶、注射器和沙子，讓學(xué)生進(jìn)行探討和測(cè)試。例如，教師可詢問學(xué)生：“同學(xué)們，如何測(cè)量大氣對(duì)活塞的壓力？”有的學(xué)生會(huì)根據(jù)教師提供的器材，將小桶懸掛在活塞下方，然后用小桶拉動(dòng)活塞。在進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)時(shí)，教師可以請(qǐng)一些思維比較靈活的學(xué)生演示具體的操作過程。通過實(shí)驗(yàn)，學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)，要測(cè)量大氣對(duì)活塞的壓力，只需測(cè)量拉動(dòng)活塞時(shí)沙子和桶的重量即可，這種靜態(tài)測(cè)量方式能進(jìn)一步減小誤差。在教學(xué)中，教師應(yīng)該積極肯定并贊揚(yáng)學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)想法，并將學(xué)生用這種方式得出的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與先前的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，以評(píng)估在改進(jìn)實(shí)驗(yàn)后，實(shí)驗(yàn)得出的數(shù)據(jù)是否更接近真實(shí)的大氣壓強(qiáng)的數(shù)值［5］。完成上述實(shí)驗(yàn)任務(wù)后，學(xué)生可以總結(jié)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)后的優(yōu)點(diǎn)，如摩擦誤差減小、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性提高。教師應(yīng)該鼓勵(lì)學(xué)生，讓他們?cè)谟龅絾栴}時(shí)積極思考，深入探索知識(shí)，幫助他們獲得學(xué)習(xí)物理知識(shí)的成就感。

結(jié)語

綜上所述，在初中物理測(cè)量大氣壓強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師要適當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生，多和學(xué)生進(jìn)行互動(dòng)和溝通，鼓勵(lì)學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，不能讓學(xué)生處于被動(dòng)接受知識(shí)的狀態(tài)，應(yīng)注重學(xué)生思維品質(zhì)的發(fā)展，提高他們的學(xué)習(xí)能力、邏輯思維能力等。這樣，學(xué)生才能獲得更健康且長遠(yuǎn)的發(fā)展，形成動(dòng)手實(shí)踐意識(shí)，拓寬物理學(xué)習(xí)思路。

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