大氣壓力實驗器

　　一、項目背景
　　
　　小學《科學》“大氣壓力”課的知識重點和教學難點是：認識大氣壓力的存在。由于空氣是摸不著看不見的，雖然大氣中的物體都受到大氣壓力，但是，在一般情況下，物體各個方面所受壓力又都是相互平衡的，因此，大氣壓力的存在小學生很難感知。現有廣泛使用的實驗是：吸盤掛衣鉤(圖1)、盛滿水再加蓋卡紙的水杯、馬德堡半球等。這些實驗都看不到受大氣壓力作用的物體有變形或運動，因此要說明大氣壓力的存在欠直觀形象。例如，吸盤雖然可以很牢同地“吸附”在光滑的物面上，且能吊掛重物，但是，當教學過程深入到要揭開“吸盤之所以能牢同地‘吸附’著，是空氣壓力的作用”這一全課時的教學關鍵時，麻煩來了，小學生怎么也看不出空氣對吸盤有什么作用，甚至常常有學生說：“是剛開始時手把吸盤壓偏了才吸附著的，是手的壓力起作用”。此時，教師通常采用語言講解或多媒體課件的動畫形式直接“告訴”學生，但這畢竟不是學生在實驗中直接感知到的。為了能讓學生直觀形象地看出大氣壓力對物體作用的過程，直接感知大氣壓力的存在，我設計制作了“大氣壓力實驗器”。
　　
　　二、項目結構
　　
　　如圖2，橡膠膜可剪自氣球，抽氣筒及與之配套的單向閥氣嘴可取自收藏被褥用的真空壓縮袋。橡膠圈要扎緊，瓶底的挖孔與氣嘴之間的縫隙要用AB膠粘緊，以保氣密。
　　
　　三、使用方法
　　
　　教學大氣壓力的存在：先讓學生注意到瓶子內外都有空氣，此時瓶口上的橡膠膜是平的。讓學生先用力壓一壓橡膠膜，橡膠膜會向內凹進，先感知一下壓力會使橡膠膜變形。再持續把瓶內空氣抽出，橡膠膜則不斷向內凹陷，讓學生看出瓶外空氣對橡膠膜施加壓力的全過程，由此，讓學生感知空氣壓力的存在，再讓學生認識此壓力就是大氣壓力。最后，用手指把氣嘴內的單向閥撬一下，讓空氣進入瓶內，橡膠膜又恢復平狀，這是因為橡膠膜內外兩面都受到相等的大氣壓力之故。(圖2、圖3)
　　
　　
　　教學大氣壓力的方向來自四面八方：把瓶口朝向上、下、前、后、左、右重復做上述實驗，讓學生認識大氣壓力來自四面八方。
　　教學大氣壓力之大：抽氣時，可抽到橡膠膜漲大至頂到瓶內氣嘴。注意：勿過分抽氣，否則橡膠膜將會漲破，可見大氣壓力之大。
　　
　　四、創新點
　　
　　1　用有彈性的柔性材料橡膠膜為受力物，獨特的構造設計，在大氣壓力作用下，橡膠膜會持續變形凹進，能讓小學生看出大氣壓力對橡膠膜作用的過程，包括力的作用點、方向和大小。直觀形象，一目了然。
　　2　本實驗科學準確。受力物只受大氣壓力作用而變形，不另受其他作用力，學生不會誤