小瓶子 小制作 大發現

施劍

[摘? ?要]利用生活中常見的礦泉水瓶開發一系列與大氣壓強有關的實驗，能有效突破大氣壓強教學中的一些重點和難點，利用礦泉水瓶及身邊的一些簡單器材開發成本低、趣味性強的實驗，能夠提升學生動手、動腦解決問題的能力，激發學生的學習興趣。

[關鍵詞]礦泉水瓶;實驗;大氣壓強

[中圖分類號]? ? G633.7? ? ? ? [文獻標識碼]? ? A? ? ? ? [文章編號]? ? 1674-6058（2021）14-0059-02

義務教育物理課程標準明確規定：“義務教育物理課程是一門注重實驗的自然科學基礎課程。此階段的物理課程不僅應注重科學知識的傳授和技能的訓練，而且應注重對學生學習興趣、探究能力、創新意識以及科學態度、科學精神的培養。”因此，更提倡利用身邊的瓶瓶罐罐完成許多體驗感較強的實驗，在這些實驗中，學生通過獨立操作和活動體驗，獲得豐富的感性認知，這樣既能培養學生的動手能力，還能加深學生對物理現象和原理的認識和理解。

實驗，可以極大地激發學生的好奇心和求知欲。布魯納指出：對所學知識的濃厚興趣是學習的最好動機，學生在學習過程中對自己感興趣的一切事物、現象總是主動、積極地去認識和探究。因此，在實際教學中，教師要善于創設實驗情境，引導學生主動深入地學習。

實驗一：30秒挑戰賽

器材：兩礦泉水瓶（其中一個底部開圓孔）、氣球。

操作：兩組同學上臺比賽吹氣球，一個瓶子完好，另一個瓶子底部開孔。規則：比比看，哪種情況下氣球吹得更大，并能保持10秒。結果當然是底部開孔的礦泉水瓶中的氣球吹得更大，但是不能保持10秒，想知道為什么嗎？今天我們一起學習大氣壓強，板書：大氣壓強。接下來老師用剛才吹得大的一組的器材給大家表演個魔術，魔術的名字叫“隔空抓氣球”，表演技巧：兩手配合，一手抓住瓶子并用食指抵住瓶底的小洞，另一只手模擬抓氣球，配合動作食指放氣進球。學生驚呆了，此時再進行新課教學，這樣就能牢牢抓住學生的好奇心并激發他們求知欲。

實驗分析或結論：實驗中，氣球吹得不夠大的原因是瓶內氣體體積變小，氣體的壓強變大，從而壓住了氣球，阻礙了氣球變大，而另外一組在吹氣球的過程中，瓶內的氣體不斷地被排出瓶外，所以在給氣球吹氣時氣球得以變大，但是不吹氣后，外面的空氣進入瓶內，氣球又恢復了原樣，所以不能保持。仔細觀察：氣球變大是橫向變大，還是縱向變大？結果是橫向和縱向都在變大的，說明氣體壓強的方向是向各個方向的。大氣朝各個方向都有壓強嗎？此時學生還不大理解，我們可以增加演示，將此瓶子沿水平方向旋轉180度，再演示沿豎直方向旋轉180度，從而證明大氣不僅有壓強，而且方向朝各個方向。

實驗二：科技小發明“自制拔罐器”

器材：礦泉水瓶、酒精、棉球、火柴（礦泉水瓶選稍厚一點的瓶子，避免被燒壞）

操作：將蘸少量酒精的棉球點燃后，迅速放進礦泉水瓶中，立即用手臂封住瓶口，稍后瓶子變癟，手臂（瓶子封口處）皮膚變紅，肉向瓶內突出。（說明：此實驗還是教師演示為好，有一定的危險性）

實驗分析或結論：瓶子變癟說明存在大氣壓強，封口處皮膚突出，說明人體內也有大氣壓強，此實驗模擬的是中醫的拔罐，拔罐可以治病，比如關節炎、風濕病等，此實驗想法源于：礦泉水瓶（打開瓶蓋），倒點熱水到瓶內，蓋上瓶蓋晃動熱水，倒掉熱水，迅速蓋上瓶蓋，發現瓶子變癟。缺點是能看，但體驗不深。

拓展：將瓶子換成純凈水桶，瓶蓋換成橡皮塞。重復剛才的實驗，學生看到水桶被壓扁了，非常震撼，學生能深刻體驗到大氣壓強的存在。

實驗三：小組合作制作“人造噴泉”

器材：礦泉水瓶、橡皮塞（打孔后中間插入一根玻璃管）、軟管、蝴蝶夾、熱水、燒杯、紅墨水。

實驗步驟：依次組裝好實驗器材，然后將橡皮塞拿掉，倒適量的熱水在瓶中，迅速用橡皮塞封堵瓶口，此時軟管應用蝴蝶夾夾好，一段時間后將瓶豎起將蝴蝶夾打開，瓶內像噴泉一樣噴出了向上的水柱。

實驗分析或結論：往瓶內倒入適量的熱水后再封住，過段時間后瓶內的氣壓變小，打開蝴蝶夾后外面的大氣壓將水壓入瓶內，說明存在大氣壓。此實驗是分組實驗，每一個學生都有動手的機會，真正實現小瓶子、小實驗、大發現、大收獲。調查發現很多學生上完該課后就成了科普員，回家給自己的弟弟妹妹或鄰居家的小孩，做了該實驗，對他們進行科普。

實驗四：趣味實驗“蛋蛋的憂傷”

器材：瓶口粗細適中、深度適宜的礦泉水瓶、熟鵪鶉蛋、一杯冷水、一杯熱水。

操作：瓶子里面的世界很精彩，蛋蛋在瓶外想進去，怎么辦？同學們，我們幫它想想辦法，幫蛋蛋實現它的愿望。先將瓶子豎直放入熱水中（瓶口朝上），過一會兒，將去殼的熟鵪鶉蛋放在瓶口，再將瓶子放入冷水中，這樣，去殼的熟鵪鶉蛋不破，也能慢慢自動進入瓶中了。蛋蛋在里面待久了想出來，出不來怎么辦？先將瓶子倒置，瓶口朝下，待蛋蛋封住瓶頸時，再將瓶子放入熱水中，過一會兒蛋蛋就開心地出來了。

讓學生自己選擇實驗器材，進行實驗，觀察現象，思考現象背后的本質，能夠培養學生的動手、動腦能力。利用礦泉水瓶開發大氣壓強實驗，便于學生在“做中學”，在“學中做”，我國教育家陶行知先生提出“行是知之始，知是行之成”，也反映了物理實驗的重要性，而利用礦泉水瓶開發趣味、創新實驗，以其簡單、易操作、可視性強等特點深受師生歡迎。尤其是農村初中缺乏資金和設備，此舉可解燃眉之急。只要教師善于發現，適時對學生進行指導，此舉可以激發學生的興趣，提高物理教學的有效性。

[? ?參? ?考? ?文? ?獻? ?]

[1]? 中華人民共和國教育部.義務教育物理課程標準[S].北京：北京師范大學出版社，2012.

[2]? 邢宏光，麻少妮.基于學習進階的初中實驗設計：以“流體壓強與流速的關系”為例[J].中學物理，2019（2）：60-61.

[3]? 劉炳昇，李容.義務教育教科書·物理（八年級上下冊）[M].南京：江蘇科學技術出版社，2019.

（責任編輯 易志毅）