“体验大气压强的存在”实验改进

张妍

摘要：物理学以实验为基础，物理实验与中学物理教学密不可分。“从生活走向物理，从物理走向社会”是《义务教育物理课程标准（2011年版）》课程基本理念之一，也是中学物理实验教学的重要原则。近年来，中学物理实验教学虽说在新课程改革中取得了不小的进步，但也暴露了很多问题。本文选取初中物理苏科版八年级下册《气体的压强》一节中“体验大气压强的存在”为例，具体谈谈实验的改进。

关键词：初中物理，实验改进，大气压强

1.1 “体验大气压强的存在”实验改进

《气体的压强》一节中第一个活动“体验大气压强的存在”采用“烧盛有少量水的易拉罐”的方式进行，该实验虽说是教材安排的实验，但有几处值得商榷并加以改进。结合相关论文及自身的实验尝试，笔者发现该实验存在以下几个问题：

其一，实验器材的选定。教材原话是“易拉罐”，但是是什么样的易拉罐并未明确指出，是雪碧罐，啤酒罐还是椰子汁罐，而实验器材的好坏是与实验成功有莫大的关系。比如椰子汁罐质地较硬，即使是用手捏都不易变形，而啤酒罐等则相对软一些，实验所需时间，实验的成功率都大很多。此外，教材图示的实验器材还有铁架台、石棉网和酒精灯，这是实验室常备的物品而生活中却不易获得，这样学生只能在课堂上看实验课后无法复制，不利于激发学生对物理的学习兴趣。

其二，实验条件的控制。教材原文为“用酒精灯对易拉罐加热，待罐口出现白雾时，将罐口堵住”，而加热时间的把握是成败的关键，如果一出现白雾就立马堵住罐口，可能并不会产生预期的效果，因为罐内水蒸气很少，大量空气未排出，这就导致冷却后罐内气压与外界大气压相差不大，实验效果不明显。

其三，实验效果的明显程度。除了上述原因可能导致实验效果不明显外，实验的第三步“撤去酒精灯，让易拉罐冷却”在真实环境中耗时太长，江苏地区在进行本节授课时大概在五月份，此时气温较高，罐内水蒸气不易液化，如果让易拉罐自然冷却很可能到下课实验现象都不明显，不能给予学生视觉上的冲击力，影响正常教学进度。

鉴于以上不足之处，给出以下改进：

改进一：

（1）实验器材：选择壁薄、硬度小的易拉罐，容易发生形变。笔者在本实验中选择美年达易拉罐，此外，还有打火机、蜡烛、钳子、宽透明胶带、水槽。

（2）实验步骤：首先将空易拉罐盛入少量水，点燃蜡烛，用钳子夹住易拉罐边缘放在蜡烛上加热;待罐口出现白雾时继续加热两分钟，随即用抹布封住罐口，用钳子将其压入水槽中。

（3）實验结果：罐体收缩，效果明显。（实验时间为12月12日，实验地点淮安，当时气温大约11摄氏度）

注：这里补充一点即笔者看到多篇论文如蒋建明的《“体验大气压强的存在”实验的改进》提出直接将热的易拉罐倒置于水槽中，用水封口，笔者重复实验后发现并未出现其所述易拉罐被压瘪的现象，反而水由于大气压的作用被压入易拉罐中，罐体未出现收缩。（实验图如下）

改进二：将易拉罐换成塑料瓶，加点温水（60℃到70℃，防止高温将塑料瓶烫变形），摇晃瓶身后立即盖上瓶盖，撒点冷水后瓶身明显收缩。

由于书上所述实验的效果不是很震撼，而笔者采访实习学校的老师时他们也表示在教授这一节内容时并不会采用书上的实验，自制的“瓶吞蛋”实验更加能吸引学生的兴趣，实验效果也更好。传统的“瓶吞蛋”实验采用鸡蛋作为实验器材，价格虽说不是特别昂贵，但是蛋被吞进瓶子后就很难完整取出，既不方便也浪费，如果同时教授多个班级不利于重复试验，并且找到合适鸡蛋大小的瓶口也是个问题。因此，笔者在此基础上改进，将鸡蛋换成了“海绵宝宝”（一种遇水会变大的胶状圆球），它的优点在于价格实惠（一袋八颗只需五角），并且放入水中的时间长短可决定圆球的大小，以此根据已有瓶口的大小调节圆球的大小。

实验步骤：首先将“海绵宝宝”泡入水盆中一天，变成了一个圆球，放在玻璃瓶口并不会掉下去，然后用点燃的蜡烛除去瓶中部分氧气，随后立即将“海绵宝宝”放在瓶口。

实验结果：“海绵宝宝”被缓慢挤压吸入瓶内，实验效果明显。

此外，由于“海绵宝宝”比较滑，将瓶子倒置，多摔几次就可以将被吞进瓶口的“海绵宝宝”甩出来了，因此，这有利于重复实验，节约资源。

参考文献

褚国庆. 对苏科版教材中“估测大气压强的值”实验的分析与改进[J]. 中学物理， 2012， 30（22）：69-70.

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