浅谈《大气压强》的实验设计

实验教学是物理教学实施创新教育的重要基础和手段，在做实物实验时，教师往往只按照教材中规定好的步骤和方法进行实验，教师很少去进行创新。其实在物理教学的实验中，教师可以不拘泥于教材或教参的安排，进行一些创新设计，通过大胆的创新实验，让学生始终保持对物理的学习兴趣。更重要的是通过实验提高实践能力，而且也是学生创设创新氛围，培养创新意识、创新能力，提高科学素养的有效途径。

如何使实验教学充满生机和活力，使之成为学生学习的推进器？笔者通过《大气压强》这节课的实验设计，收到了良好效果。

一、精心设计，大胆改进演示实验

由于气体是看不见的，大气压强的知识相对于前面所学过的固体压强、液体压强来说更加抽象。所以，本节课我把重点放在了“大气压强的存在”及“大气压强的大小”这两个内容上。这两个问题我通过设计新奇的演示实验给学生直观的感受，使学生学习富有新鲜和实在的气息。

在证明“大气压强的存在”这一教学环节时，我精心选择了2个演示实验：“巧断筷子”和“瓶吞鸡蛋”。课前在办公室做“巧断筷子”这一实验时，旁边同事们认为筷子能断是理所当然的，如果学生也有同样的感觉，那我的实验就没有了让学生新奇的效果。于是为提高实验的难度，我将一根筷子换成了一双筷子，为了提高实验成功率，我将报纸的面积增大，砸筷子的速度加快。果然这个“不可能”的实验极大地吸引了学生的注意，学生们都对成功产生质疑，但实验成功了，给学生很大的震撼，对大气压强的存在有了深刻的认识。

适合“瓶吞鸡蛋”实验的鸡蛋很难找，而且一个鸡蛋只能做一次实验，每个班都做此实验的话，需要4个鸡蛋，成功率也不高。实验成功后如何把鸡蛋取出也是比较麻烦的问题。我将鸡蛋换成水气球，水气球的尺寸可以根据瓶口的大小随意调节，而且可以重复使用，克服了鸡蛋难以选择和不易取出的难题，实验成功率达到了100%。

大气压强是很大的，但我们平时生活在大气的环境中，感受不到大气的压力，如何能让学生意识到大气压的力量呢？在准备“覆杯实验”时我突然想到：既然大气压能托住水，那么究竟能托住多少水呢？我在办公室找来个大杯子装满水做“覆杯实验”，并给同事演示，但同事的反应比较平淡。我突然间想到托住水的纸片下端如果能负重，那么效果会不会更好？根据F=PS杯口面积越大，能承受的拉力也越大。于是我将本实验的纸片改装成能挂钩码的塑料板。并选择了口径较大的玻璃杯，通过计算发现塑料板能挂5kg的重物，也就是说能挂100个50g的钩码！我反复试验并改进实验器材和细节，增加试验的成功率，课堂上做此实验时覆杯下挂了26个500g的钩码，钩码一直从杯口垂到地面，惊险的场面给学生很大的视觉冲击力。接下来的“大气压的大小”进行得极为顺利，这个实验使学生对大气压的大小有了非常直观的感受。在整个初中阶段，学生对这个实验印象最深刻。

二、创设环境，启发思维

本节课剩下的时间，我利用生活中常见的器材合理设计了探究实验，增加了教材中没有的“合作探究”环节。将学生分成实验小组利用准备好的吸盘、针筒、气球、热水、光碟、试管等器材，让学生自己设计实验，证明大气压强的存在，为学生创设一个相对开放的环境，对其探究形式不要求得过死，开放实验的必然结果会带来百花齐放的局面。学生合作设计出了“气球提试管”、“自动喝水的杯”、“吸不起来的光碟”、“针筒挂重物”等。还有一组同学，通过对本组失败的“覆杯实验”分析，总结出了失败的原因，与其他小组交流使实验成功的细节，学生通过自主探究，对大气压强的认识有了升华。

总之，初中生正处于从经验型抽象逻辑思维向理论型抽象逻辑思维的转变过程中，经验型抽象逻辑思维在很大程度上仍然是直接与感性经验相联系的，仍然需要由直观的形象来支持，因此需要眼观、手动获得他们所需要的经验。