大气压强实验创新

“大气压强”复习课教学设计（第二课时）物理教学必须以实验为基础，实验应自始至终地伴随着整个教学过程。复习课也不例外。但复习又不等同于上新课，学生有了一定的知识基础和经验后，求新求变才能不断提高学生学习物理的兴趣，提高学生的探索意识，培养学生良好的思维品质和创新能力。“求新”是指创设新情境探究新问题、而不是简单地重复知识，让学生有探究的新体验、而不是机械地训练达到巩固知识的目的；“求变”是指学生从死记硬背到主动探究的学习方式的转变、教师从知识的提供者到学生学习的指导者、合作者、促进者的教学观念的转变。下面以初中物理“大气压”的复习谈谈具体的做法。教学过程环节一：创设新情境，获得新体验物理情境是物理学习的催化剂，任何物理知识的学习，都要让情境创设贯穿始终，使学习富有新鲜的气息。物理实验的复习不是简单地将以前做过的实验进行重复，而应同培养学生良好思维品质的目标结合起来。因此我们把证明大气压存在的“覆杯实验”作了几个变化。【变化1】将可乐瓶装满水后再把一个乒乓球放在瓶口，大家猜测瓶子倒过来后会发生的现象。【变化2】将实验中所用的玻璃片换成一张光滑的纸片，学生思考杯子倒置后纸片的形状，并说明原因。创设新的情境，不仅激发了学生的好奇心、求知欲，而且唤起了学生的注意力，促进了学生积极运用自己所学的知识、进行深入的思考。【变化3】在做“覆杯实验”的时候，有同学提出，硬纸片不掉下来，是不是被水“粘”住了？我们可以设计怎样的实验证明纸片不掉下是由于大气压作用而不是被水“粘”住的？复习过程中，教师充分发挥学生的主动性，有针对性地交给学生一些挑战性的问题，启迪学生思维，使学生在与教师的“互动”、“对话”中开动脑筋尝试各种方法。方法1：请宇航员在太空中做这个实验。但这个方法马上被大家推翻——虽然太空中没有空气，没有大气压托住纸片；但纸片和水均不受重力，两者都不会掉下。方法2：人工模拟真空。用抽气机将玻璃钟罩内的空气抽掉，然后观察纸片的“命运”。如果抽气后纸片掉下，说明纸片是被大气托住，不掉下则是被水“粘”住的。这个方法得到大家的一致同意，而接下来的“试一试，做一做”，不仅验证了大家的想法，更提高了大家参与的积极性。方法3：用大号的医用针筒代替杯子，装满水，手指将输液端堵住，纸片盖住另一端，倒过来后再松开手指观察纸片是否落下。如果纸片真是被水粘住，那么这张纸就同容器底一样，可以托起针筒中的水。提供方案的同学给大家演示实验的过程，使课堂教学变得更充实、更活跃。方法4：将空杯子口在火上加热1-2min左右，盖上纸片，倒过来观察纸片是否掉下。实验中玻璃杯内没水纸片也不掉下，学生灵活地运用所学的知识从不同的角度揭示了纸不落下是大气压的作用而不是被水“粘”住的。方法5：观察纸片的凹凸程度。如果纸片被水粘住，则由于杯中水的重力，会使纸片向下凸出，而[变化1]中的实验现象正好相反，很明显是大气压的作用使纸片向上凸起。学生的思维活动不是凭空产生的，必须借助于外界的某种环境因素的刺激作用，而复习过程中教师所创设的新的问题情境，正是引起学生创造性思维活动的重要外部条件，只有这样才能引起学生积极的情感投入。环节二：活动探究，大胆创新实验复习中，我们采用“做中学”的教学模式，将学生的思维和实践结合起来，培养学生科学的探究能力和创新精神。因此在“托里拆利实验”的基础上，通过设计二个活动性课题，诱导学生综合运用知识，动口、动脑、动手，提高解决问题的能力。[活动1]：如何估测大气压的数值？请大家分组讨论，然后进行交流。方法1：利用吸盘和弹簧测力计。依据p=F/S，吸盘压在光滑的玻璃板上，然后用弹簧测力计测出正好将吸盘拉下时的拉力F；用刻度尺测出吸盘的直径d后算出横截面积S。方法2：利用注射器和弹簧测力计。原理与方法1相同，当弹簧测力计拉着活塞匀速移动时，读出测力计的示数，根据二力平衡，拉力的大小也就相当于大气对活塞的压力F；而活塞的横截面积S，可以用刻度尺测出注射器的全部长度l后去除它的容积V，即S=V/l。大家在边讨论、边设计、边实验的过程中，碰到了二个共同的问题——①由于实验室提供的弹簧测力计的测量范围比较小（0-10N），以至于实验中无法测量出拉力F；②实验中很难控制好什么时候读弹簧测力计的示数。全体同学一起攻克难关，针对探究过程中出现的新问题，不断改进自己的探究方案，培养敢于创新的探索精神。改进方法1：利用滑轮组能省力的特点，先测出用的拉力F/，然后间接知道大气的压力F（如图1）。但是滑轮的自重、绳重和摩擦，是影响实验结果的重要因素。改进方法2：用钩码代替弹簧测力计。在吸盘下依次挂钩码（如图2），当吸盘恰好从水平玻璃板上落下时，测出所挂钩码的重力即等于大气的压力。但是由于钩码重力是跳跃变化的，所以测量过程中造成的误差仍很大。“大气压强”复习课教学设计“大气压强”复习课教学设计“大气压强”复习课教学设计改进方法3：在吸盘或注射器的活塞下挂一个空的容器，然后慢慢倒入细沙，直至吸盘落下（或活塞开始滑动时），测出容器与细沙的总重即等于大气的压力F。[活动2]：利用一块橡皮膜，一个茶杯，一根吸管，一把刻度尺，细线，胶带，请大家设计制作一个简易的气压计，能够粗略地比较每天的气压高低。物理复习，还应更多地加强物理与生活的联系，从课堂内走向课堂外，让学生享受运用知识解决实际问题的乐趣。利用教材中液体压强计制作原理与使用方法的迁移，用细线给茶杯口扎上橡皮膜，将吸管的一端用胶带纸粘住后固定在橡皮膜的中央，另一端指向直立着的刻度尺（如图3）。当外界大气压发生变化时，橡皮膜的形状发生变化，通过吸管在刻度尺上指示位置的不同，可以粗略地表示大气压的变化。若吸管的右端上移，表示气压升高；吸管的右端下移，表示气压降低。教学思考物理课程标准提出了“以学生发展为本”，“强调科学探究过程”的理念，物理实验的创新复习，对于激发学生持久的学习兴趣和探究意识，进一步培养学生尊重事实、敢于质疑，乐于合作、善于交流，勤于动手、积极思考的良好科学态度，有着重要的作用。“教师的职责现在已经越来越少地传授知识，而越来越多地激励思考。”复习教学中教师更多地是要为学生创设探究学习的问题情境、参与学生的讨论、解答学生的薄弱环节、组织学生进行评价总结等。我们要根据教学的内容和学生实际，大胆创新，积极变革，既注重基础知识的强化，更注重学生学习能力的提高，全面关注学生的发展，取得复习教学的最佳效果。