巧用氣球創新“大氣壓強”實驗教學

摘要：巧妙地利用氣球制作小實驗，并以氣球實驗貫穿教學：從課堂引入到證明大氣壓強存在及最后的生活應用，既為學生營造了實踐體驗的氛圍，又培養了學生的興趣和能力。

關鍵詞：氣球；大氣壓強；創新；實驗教學

物理是以實驗為基礎的一門基礎科學。實驗在物理學中既是一種最基本的研究方法，也是激發學習興趣的有效途徑。

一、 “開口”氣球實驗引入教學，激發學生興趣

課堂的引入是引發學習興趣的關鍵。課前教師需準備好一個瓶身帶有小孔的飲料瓶，盡量選擇一個內部空間稍大顏色透明的瓶子，然后將氣球套在塑料瓶中，如圖1甲所示。課堂上，教師可以先引導學生猜想：假如把氣球吹起來以后讓氣球的口開著，氣球會縮小嗎？然后請一位同學上來完成吹氣球，該過程中教師注意將瓶身托著，在學生停止吹氣球的同時用手指堵住小孔。于是學生就會看到驚奇的現象：開口的氣球竟然沒有縮小！（見圖1乙）由此引入新課——大氣壓強，可以有效激發學生興趣。

圖1

二、 玻璃杯“吸”氣球實驗，直觀感受大氣壓強的存在

教科版教材采用“變癟的易拉罐”來證明大氣壓強的存在，該實驗現象明顯但變化過程不易觀察，這里用簡單的“吸”氣球實驗證明。首先將準備好的開水倒入玻璃瓶中，通過搖晃使瓶均勻受熱，然后將熱水倒掉，重復幾次后，將吹好的氣球緊緊堵住瓶口，防止漏氣，1分鐘后即可松開手。隨后提醒學生觀察瓶口處氣球變化：隨著瓶中溫度的下降，會發現玻璃瓶逐漸將氣球“吸”入其中，如圖2所示，瓶口位置會慢慢形成一個凸起。該實驗過程變化緩慢且直觀，能留給學生充足的時間思考探究。

圖2

三、 模擬肺呼吸實驗，從物理回歸生活

學習知識是為了更好地利用知識解決生活中的問題，教學中可以以“肺呼吸”為例講解大氣壓強的應用。肺呼吸模擬裝置的制作如下：首先將塑料瓶蓋鉆兩個小孔，分別插上兩根吸管，并用乳膠密封好小孔，在兩根吸管下方用橡皮筋綁上兩個小氣球模擬人的肺；然后將塑料瓶底剪去，用橡皮筋將大的氣球套在瓶身下方作為瓶底（注意氣密性）。最后套上瓶蓋即完成制作，如圖3甲所示。實驗時，通過拉伸瓶底的大氣球控制瓶內小氣球的變化。向下拉伸大氣球，瓶內的小氣球鼓起，正如人吸氣時肺夸張（見圖3乙）；向上推動大氣球，小氣球變癟，就如同人呼氣肺收縮。該實驗趣味性很強，可以讓學生真切地體會到人呼吸的原理。

圖3

巧妙利用氣球進行各種大氣壓強小實驗，既取材容易，又制作簡單，是培養學生動手能力的有效途徑。充分發揮這些小實驗的教學功能，可以激發學生興趣，并通過生動有趣的實驗幫助學生形成物理概念和掌握物理規律。

參考文獻：

[1]李科敏，蘇卡林，李奇云，徐旭玲，張娜.“大氣壓強”的教學設計[J].物理教師，2017，（01）：16-19.

作者簡介：

馬蘭，重慶市，西南大學科學教育研究中心。endprint