巧设创新实验，突破教学难点

文广东省深圳市光明区长圳学校

陈建生 黄馥琳

学习大气压强时，由于气体既看不见又摸不着，学生不易察觉大气压强的存在。教材中虽然设计了实验，但存在以下缺点。

1.教材中的实验过程为：在铁桶内放少量的水，将其加热至沸腾后把桶口堵住，然后浇上冷水，在大气压强的作用下，铁桶被压扁。此实验虽然可行，但会占用大量课堂教学时间，而且铁桶被压扁后难以恢复，不可二次利用。

2.测量大气压强的值是本节的教学难点，教材利用视频播放托里拆利实验，直接得出大气压强的值，学生缺乏切身体验，教学效果大打折扣。

因此，我们通过设计创新实验验证大气压强的存在，同时与学生一起测量大气压强的值，从而有效突破教学难点。

一、水桶实验

1.实验器材

矿泉水桶、酒精、棉花、棉花夹、打火机。

2.实验设计

（1）将矿泉水桶装入20mL75%的酒精。

（2）用打火机点燃沾了酒精的棉花。

（3）用棉花夹把点燃的棉花放入矿泉水桶。

（4）矿泉水桶内的酒精瞬间被点燃，发出巨大的声响，立刻用手捂住矿泉水桶瓶口。

（5）如图1所示，内外压强差把矿泉水桶瞬间压扁。

（6）松开手，空气进入矿泉水桶，矿泉水桶恢复原状。

图1

本实验简单易行，效果明显，学生感受到了大气压强的客观存在，为之后测量大气压强的值埋下伏笔。

二、“听话的鸡蛋”系列实验

1.实验器材

锥形瓶、鸡蛋、棉花夹、棉花、酒精、打火机、真空罩、抽气机。

2.实验设计

实验一：瓶吞鸡蛋

（1）把鸡蛋放在锥形瓶口，由于鸡蛋比瓶口大，被堵在瓶口。

（2）将棉花沾酒精后点燃，放入锥形瓶，鸡蛋由于内外压强差被压入瓶中。

图2“听话的鸡蛋”系列实验一：瓶吞鸡蛋

利用实验“瓶吞鸡蛋”作为课前导入，激发学生的求知欲。再通过课中大气压强的学习，让学生自主分析实验现象产生的原因。

实验二：瓶吐鸡蛋

（1）提问：如何让锥形瓶内的鸡蛋自行“跑出”？

（2）将锥形瓶倒置于真空罩内，抽出真空罩内的气体。

（3）鸡蛋由于内外压强差“跑出”锥形瓶，关闭阀门。

（4）打开阀门，鸡蛋再次“跑入”锥形瓶。

图3“听话的鸡蛋”系列实验二：瓶吐鸡蛋

围绕课前导入实验，继续深入，让学生体验大气压强存在的同时学会分析，意识到鸡蛋进出瓶口是由于存在压强差。

三、利用“二力平衡”实验计算大气压强

1.实验器材

表面光滑的瓷砖、挂衣吸钩、水桶、椅子、适量水、电子测力计、毛巾。

2.实验设计

（1）把瓷砖擦洗干净，将挂衣吸钩按压在瓷砖中部，挤出空气。

（2）用椅子将瓷砖架起，将装了适量水的桶挂在吸钩上，缓慢往水桶里加水，直到吸钩恰好脱落。

（3）利用电子测力计测出水桶和水的总重力。

（4）课前利用游标卡尺测出吸钩的直径，利用面积公式S＝π(d/2)2计算吸钩的面积，将结果告诉学生。

（5）根据二力平衡 F＝G，则 P＝F/S＝G/S，粗略算出大气压强的值。

图4粗测大气压强

本实验被安排在“托里拆利实验视频”播放后，师生一起通过“二力平衡”与压强计算公式推导算出大气压强的值，培养了学生的逻辑思维和科学素养。