施剑
[摘 要]利用生活中常见的矿泉水瓶开发一系列与大气压强有关的实验，能有效突破大气压强教学中的一些重点和难点，利用矿泉水瓶及身边的一些简单器材开发成本低、趣味性强的实验，能够提升学生动手、动脑解决问题的能力，激发学生的学习兴趣。
[关键词]矿泉水瓶;实验;大气压强
[中图分类号] G633.7 [文献标识码] A [文章编号] 1674-6058（2021）14-0059-02
义务教育物理课程标准明确规定：“义务教育物理课程是一门注重实验的自然科学基础课程。此阶段的物理课程不仅应注重科学知识的传授和技能的训练，而且应注重对学生学习兴趣、探究能力、创新意识以及科学态度、科学精神的培养。”因此，更提倡利用身边的瓶瓶罐罐完成许多体验感较强的实验，在这些实验中，学生通过独立操作和活动体验，获得丰富的感性认知，这样既能培养学生的动手能力，还能加深学生对物理现象和原理的认识和理解。
实验，可以极大地激发学生的好奇心和求知欲。布鲁纳指出：对所学知识的浓厚兴趣是学习的最好动机，学生在学习过程中对自己感兴趣的一切事物、现象总是主动、积极地去认识和探究。因此，在实际教学中，教师要善于创设实验情境，引导学生主动深入地学习。
实验一：30秒挑战赛
器材：两矿泉水瓶（其中一个底部开圆孔）、气球。
操作：两组同学上台比赛吹气球，一個瓶子完好，另一个瓶子底部开孔。规则：比比看，哪种情况下气球吹得更大，并能保持10秒。结果当然是底部开孔的矿泉水瓶中的气球吹得更大，但是不能保持10秒，想知道为什么吗？今天我们一起学习大气压强，板书：大气压强。接下来老师用刚才吹得大的一组的器材给大家表演个魔术，魔术的名字叫“隔空抓气球”，表演技巧：两手配合，一手抓住瓶子并用食指抵住瓶底的小洞，另一只手模拟抓气球，配合动作食指放气进球。学生惊呆了，此时再进行新课教学，这样就能牢牢抓住学生的好奇心并激发他们求知欲。
实验分析或结论：实验中，气球吹得不够大的原因是瓶内气体体积变小，气体的压强变大，从而压住了气球，阻碍了气球变大，而另外一组在吹气球的过程中，瓶内的气体不断地被排出瓶外，所以在给气球吹气时气球得以变大，但是不吹气后，外面的空气进入瓶内，气球又恢复了原样，所以不能保持。仔细观察：气球变大是横向变大，还是纵向变大？结果是横向和纵向都在变大的，说明气体压强的方向是向各个方向的。大气朝各个方向都有压强吗？此时学生还不大理解，我们可以增加演示，将此瓶子沿水平方向旋转180度，再演示沿竖直方向旋转180度，从而证明大气不仅有压强，而且方向朝各个方向。
实验二：科技小发明“自制拔罐器”
器材：矿泉水瓶、酒精、棉球、火柴（矿泉水瓶选稍厚一点的瓶子，避免被烧坏）
操作：将蘸少量酒精的棉球点燃后，迅速放进矿泉水瓶中，立即用手臂封住瓶口，稍后瓶子变瘪，手臂（瓶子封口处）皮肤变红，肉向瓶内突出。（说明：此实验还是教师演示为好，有一定的危险性）
实验分析或结论：瓶子变瘪说明存在大气压强，封口处皮肤突出，说明人体内也有大气压强，此实验模拟的是中医的拔罐，拔罐可以治病，比如关节炎、风湿病等，此实验想法源于：矿泉水瓶（打开瓶盖），倒点热水到瓶内，盖上瓶盖晃动热水，倒掉热水，迅速盖上瓶盖，发现瓶子变瘪。缺点是能看，但体验不深。
拓展：将瓶子换成纯净水桶，瓶盖换成橡皮塞。重复刚才的实验，学生看到水桶被压扁了，非常震撼，学生能深刻体验到大气压强的存在。
实验三：小组合作制作“人造喷泉”
器材：矿泉水瓶、橡皮塞（打孔后中间插入一根玻璃管）、软管、蝴蝶夹、热水、烧杯、红墨水。
实验步骤：依次组装好实验器材，然后将橡皮塞拿掉，倒适量的热水在瓶中，迅速用橡皮塞封堵瓶口，此时软管应用蝴蝶夹夹好，一段时间后将瓶竖起将蝴蝶夹打开，瓶内像喷泉一样喷出了向上的水柱。
实验分析或结论：往瓶内倒入适量的热水后再封住，过段时间后瓶内的气压变小，打开蝴蝶夹后外面的大气压将水压入瓶内，说明存在大气压。此实验是分组实验，每一个学生都有动手的机会，真正实现小瓶子、小实验、大发现、大收获。调查发现很多学生上完该课后就成了科普员，回家给自己的弟弟妹妹或邻居家的小孩，做了该实验，对他们进行科普。
实验四：趣味实验“蛋蛋的忧伤”
器材：瓶口粗细适中、深度适宜的矿泉水瓶、熟鹌鹑蛋、一杯冷水、一杯热水。
操作：瓶子里面的世界很精彩，蛋蛋在瓶外想进去，怎么办？同学们，我们帮它想想办法，帮蛋蛋实现它的愿望。先将瓶子竖直放入热水中（瓶口朝上），过一会儿，将去壳的熟鹌鹑蛋放在瓶口，再将瓶子放入冷水中，这样，去壳的熟鹌鹑蛋不破，也能慢慢自动进入瓶中了。蛋蛋在里面待久了想出来，出不来怎么办？先将瓶子倒置，瓶口朝下，待蛋蛋封住瓶颈时，再将瓶子放入热水中，过一会儿蛋蛋就开心地出来了。
让学生自己选择实验器材，进行实验，观察现象，思考现象背后的本质，能够培养学生的动手、动脑能力。利用矿泉水瓶开发大气压强实验，便于学生在“做中学”，在“学中做”，我国教育家陶行知先生提出“行是知之始，知是行之成”，也反映了物理实验的重要性，而利用矿泉水瓶开发趣味、创新实验，以其简单、易操作、可视性强等特点深受师生欢迎。尤其是农村初中缺乏资金和设备，此举可解燃眉之急。只要教师善于发现，适时对学生进行指导，此举可以激发学生的兴趣，提高物理教学的有效性。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 中华人民共和国教育部.义务教育物理课程标准[S].北京：北京师范大学出版社，2012.
[2] 邢宏光，麻少妮.基于学习进阶的初中实验设计：以“流体压强与流速的关系”为例[J].中学物理，2019（2）：60-61.
[3] 刘炳昇，李容.义务教育教科书·物理（八年级上下册）[M].南京：江苏科学技术出版社，2019.
（责任编辑 易志毅）
猜你喜欢矿泉水瓶实验
