創新物理實驗之大氣壓強

熊國萍 羅濱志 王懷宇

（貴州師范大學物理與電子科學學院，貴州 貴陽550001）

0 引言

課堂教學是學生在教師的組織與指導下，通過多種教學活動完成一定得教學任務的過程。[1]而物理實驗已經漸漸演變成現代物理課堂教學的重要方式之一，教育創新成為我們國家所重視的一大工程，在教育方面的投入也明顯呈上升趨勢，因此對于這樣的好機會，孩子們都應該更著重創新能力的培養。如何創新地將前人的經驗，去其糟粕，取其精華，才能節約成本而等效地達到相同的目的。與此同時我們還要將這種思維的創新與自然相聯系，必須以綠色環保、無公害為宗旨，或者是指將對環境污染降到最低，這就是我們的創新。

在我們的生活中，創新思維對于我們當代學生來說是不可或缺的，創新是要讓你改進的事物更加簡潔易懂，讓大眾覺得操作方便還得應大眾所需，可是如今許多中學生僅僅知道學習書本上的知識，卻忽略了實驗的重要性，或者說由于學校實驗器材的不完備，導致有些地方的學生根本沒有機會去接觸實驗，對相關知識點死記硬背，這樣不僅對學生對于知識的理解斷章取義，而且阻礙了學生們去發揮自己的創新思維，畢竟一切理論知識都是建立在實踐操作基礎之上的，只有通過實驗才能證明其正確性和可行性，所以學生只有自己動手去驗證才能更深刻的理解知識，從而將其運用于實際生活中。

鑒于此，我們通過將回收的廢舊品制成簡單器材設計大氣壓強實驗，讓學生通過簡單的實驗去親自證明理論的正確性，通過實驗的演示去激發學生的創新思維和想象力。由于實驗器材方便簡潔易于收集，所以更能幫助同學們在生活中去尋找實驗，在實驗中去體驗生活的奇妙。

1 教具設計

1.1 教具簡介

生活平底盤子一個、玻璃水杯一個、自來水、紅（藍、黑）墨水、蠟燭一根、打火機（火柴）、小刀、硬幣一枚等組成

1.2 實驗演示

首先將一枚硬幣放入一個平底盤中，再往盤中加入一定量的自來水，要求淹沒紐扣，然后再往盤中滴入紅墨水少許（為使實驗現象更明顯，可以稍微多加一些），接下來用小刀截取一小段蠟燭，將其放入準備好的玻璃杯中，并用蠟油固定在玻璃杯底，再點燃它。待蠟燭燃燒至杯壁稍微發燙時（位使實驗效果明顯，可以稍微燙一點兒），迅速將其倒扣入盤中，要求玻璃杯口邊緣壓著紐扣。

可以發現，在倒扣入盤中的瞬間，蠟燭熄滅，慢慢地杯外盤中的液面下降，盤中的水越來越少，而玻璃杯中的液面卻慢慢地上升，如圖1，最后會發現盤中的水幾乎全部被吸入到玻璃杯中，如圖2。

1.3 實驗分析

通過實驗我們可以了解到，當蠟燭在玻璃杯中不斷燃燒時，杯中空氣受熱膨脹，當玻璃杯被倒扣入盤中后，空氣的缺少導致蠟燭熄滅，此時空氣溫度也會慢慢降低，在杯中空氣體積不變、重力加速度也不變的情況下，空氣密度降低，由初中物理計算液體壓強的公式P=ρgv可知，杯內大氣壓強會逐漸減小，由于大氣壓平衡，要維持杯內杯外壓強相等，所以杯內液面上升以達到杯內空氣體積減小，空氣密度上升，增加杯內壓強的目的，所以盤中水被吸收到玻璃杯中，會產生這樣的現象都是大氣壓強存在的表現。

圖1

圖2

2 總結

物理實驗既是一種教與學的方式，又是學生必須掌握的學習內容和科學方法；物理實驗促進學生正確地理解物理概念、規律和方法，激發學生對自然科學的熱愛有著獨特的魅力和力量。[2]通過空氣壓強的實驗設計及實現，可以得出中學有些物理實驗并不是都需要昂貴精密的設備和器材才能去完成，在我們身邊的一些廢棄回收物也可以組裝完成許多重要且有趣的物理實驗，這樣不僅將生活中的廢棄物變廢為寶，達到環保的目的，而且可以幫助學生理解知識，更方便容易地接觸實驗，親手做實驗。不再為昂貴的實驗器材而擔憂（針對小型物理實驗）。

創新型物理實驗對學生來說不僅實驗器材收集容易，而且方便學生理解，更能增加學生對知識的興趣，加深對知識的印象，學生通過自己動手，自己總結出來的結果是最深刻的，所以，理論與實踐的結合往往會達到事半功倍的效果。學生在動手做實驗的過程中難免會遇到很多困難，這樣的教學方式也能激發學生發現問題，解決問題，提高學生自主學習能力，這也是當代教學的發展趨勢，只有適應這種趨勢，才能更好的發揮學生的潛力，提高學生學習的靈活度，提高學生的創新意識。簡單的實驗模型不僅老師講解起來方便，學生也容易理解，也容易去做，所以，簡化是我們繼續研究的對象，希望通過簡單的實驗器材達到更深刻理解知識的效果。

［1］李新鄉，王其超，張憲魁.物理課堂教學評價[M].北京：高等教育出版社，1996:1.

［2］汪海.中學物理實驗教學的價值及策略[J].教育理論與實踐，2012,32(35):59-61.