巧用簡易實驗 激活物理教學

唐華　梁潔

摘 要：在初中物理教學中，實驗是有效促進學生參與教學的途徑。但在實際教學中，僅僅依賴教材實驗和實驗室的儀器來落實科學探究，存在不足。利用日常物品來自制簡易實驗，可以作為實驗資源的有益補充。下面以大氣壓教學為例，探討簡易實驗在初中物理教學中的優點。

關鍵詞：自制小實驗；大氣壓；教學

對于剛進入物理學科學習的初二學生來說，在學習中豐富科學探究的體驗，可以激發學生認知的內驅力，培養其動手能力和發散性思維。但是，在實際的教學中，只依賴于教材中的實驗和實驗室配備的儀器是不夠的，如果能夠合理利用常見物品去開發簡易實驗，可以彌補教材實驗的不足，起到輔助教學的作用。本文以大氣壓教學為例，探討簡易實驗在初中物理教學中的優點。

一、教材實驗的不足

《空氣的“力量”》是滬科版第八章《壓強》的第三節內容，在教材中，介紹了一個鐵皮罐實驗：在空鐵皮罐中放入水，罐口打開，用火將水燒開，然后將鐵皮罐的罐口用蓋子蓋緊，放入盆內。用冷水澆鐵皮罐，罐內氣體壓強減小，罐子會在外大氣壓的作用下塌陷。由此可以證明，空氣內部各個方向都存在著壓強。

這個實驗通過鐵皮罐的形變，形象地說明了大氣壓的存在，但是也有幾點不足之處：

1.實驗中需要對鐵皮罐內的水進行加熱至沸騰，需要占用不少寶貴的課堂時間。

2.加熱會使鐵皮罐的溫度升高，操作過程中存在著安全隱患，不宜進行學生分組實驗，學生的體驗性較差。

3.教材圖示的帶蓋子的鐵皮罐，在生活中不宜取得。鐵皮罐發生形變后，難以恢復原狀，不能重復使用。

二、簡易實驗在教學中的應用

生活中與大氣壓有關的現象很多，大氣壓的存在對于初二的學生來說既熟悉又陌生。在教學中，可以利用日常物品，設計一些簡便、形象、易操作的實驗，給予學生豐富的感性認識，有助于學生感受和理解大氣壓的存在，培養學生的動手能力和發散性思維。

1.利用實驗引入課題，激發興趣

在課堂教學的引入環節，演示實驗要簡潔、有效，不需要耗時太多，并且能有明顯的現象，能夠激發學生的探究興趣。在教學中，可采用大氣壓塑料瓶的小實驗。

【演示實驗】在空的純凈水塑料瓶中（如圖1），倒入約四分之一瓶的熱水，水溫約70℃左右，溫度不宜過高，會燙壞瓶子。蓋上蓋子，反復搖晃瓶子，使瓶內空氣受熱，然后將水倒出，蓋緊瓶蓋，用冷水澆塑料瓶，瓶子會在外界大氣壓的作用下發生形變（如圖2）。

與教材上的實驗相比，此實驗有以下幾個優點：（1）器材易獲取，生活中用到的純凈水塑料瓶隨處可見。（2）不需要對瓶內的水進行加熱，只需要用保溫杯將熱水帶到教室即可，方便又安全。（3）實驗現象明顯，不但可以看到塑料瓶在大氣壓作用下扭曲變形，還可以聽到瓶子在形變時所發出的聲音。（4）操作過程簡單，耗時短。為了增加可視性，教師可以走入學生中間展示，加強師生間的互動。（5）此環節也可以設計成學生分組實驗。（6）打開瓶蓋后，已形變的塑料瓶會在大氣壓的作用下恢復原狀，可以再次利用，節約資源。

2.利用實驗進行探究，培養能力

在教學中，可以給學生提供器材，讓學生進行分組探究，設計驗證大氣存在壓強的小實驗，增加體驗性。以下幾個小實驗可以作為參考。

【學生實驗1】覆杯實驗

選擇的器材是硬塑料杯和薄塑料片（如圖3）。在塑料杯中裝滿水，用薄塑料片蓋住杯口，手托住塑料片，倒轉杯子。移開托住塑料片的手，發現塑料片不會掉下，而是緊緊吸在杯口上（如圖4）。還可以將杯口朝向各個方向，塑料片都不會掉下，證明大氣各個方向都存在壓強。

此實驗用硬塑料杯代替玻璃杯，更輕便；用薄塑料片代替了硬紙片，可以重復使用，不會被水浸濕。

【學生實驗2】杯子提水

選擇的器材是硬塑料杯、水槽。將塑料杯裝滿水，倒扣在水槽中（如圖5），將杯子向上提起（杯口保留在水槽的水內），杯內的水會被提起（如圖6）。

【學生實驗3】不會癟的氣球

選擇的器材是氣球、大飲料瓶。將氣球倒扣在瓶里，在瓶底部鉆一個小孔（如圖7），將瓶內氣球吹脹后，用手堵住瓶底的小孔。即使氣球的口沒有扎緊，氣球也不會癟掉，而是被外界的大氣壓撐得脹脹的（如圖8）。松開瓶底的小孔，空氣進入瓶內，使氣球內外氣壓相等，這時氣球才會癟掉。此實驗也可以作為引入實驗，加入表演效果，可以帶來魔術的效應，能夠活躍課堂氛圍，設疑激趣。

值得注意的是，學生分組探究的環節開放程度大，還是培養創新意識的有效契機，教師應鼓勵學生大膽嘗試和創新。

3.利用實驗課后延伸，拓展思維

課后實驗是課堂學習的延伸，課后也可以讓學生自己動手動腦進行實驗。在布置學生動手實驗的同時，要求學生將實驗過程、現象及發現以文字的方式記錄下來。這樣，既培養了動手能力也促進了學生的思維發展。

三、自制小實驗的優點

以大氣壓存在的教學為例，在初中物理教學中，利用日常物品自制實驗具有以下幾個優點。

1.實驗器材從生活中來，容易取得，不需要進行集體采購，不需要由廠家進行配送。平時可以留心收集，降低了實驗成本。

2.學生可以自行準備器材，不必依賴于學校的實驗室。課堂教學結束后，學生的探究活動仍然可以延續。

3.教師可以利用自制小實驗來開展課外拓展活動，如舉辦小制作、小發明、科技游園等活動。

4.體現了物理與生活的密切聯系。熟悉的物品，可以呈現出與物理知識有關的現象，能夠讓學生深刻體會到物理知識與生活的緊密聯系。

5.自制小實驗的趣味性強，能激發學生的學習興趣，滿足學生的好奇心，讓學生在玩中學，從而調動學生探索身邊物理現象的積極性。

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編輯 段驍晉