“液體的壓強”實驗教學的有效性探索

【摘 要】實驗教學是初中物理教學的重要組成部分，在培養(yǎng)學生創(chuàng)造能力方面有著不可替代的作用。它不僅可以培養(yǎng)學生的觀察能力和實驗操作能力，還可以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維能力。只有學生真正獲得了思維和能力的發(fā)展，獲得了興趣和情感的發(fā)展，這樣的實驗教學才是有效的實驗教學。

【關鍵詞】實驗教學 有效性 器材改進 控制變量法

【中圖分類號】G632 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810（2013）29-0157-02

物理是一門實驗的科學，實驗教學在物理教學中占據(jù)著極其重要的地位，而有效的實驗教學是一項值得物理教師長期探究的課題。因此，筆者從“液體的壓強”這節(jié)課入手，對實驗教學的有效性作了探究。

一 簡單、易于操作實驗器材是有效完成實驗教學的前提

孔子曰：“工欲善其事，必先利其器。”要順利、有效地完成一個實驗，首先實驗器材要易于操作，實驗現(xiàn)象要直觀、清晰。一個科學合理的實驗裝置對于實驗起到?jīng)Q定性的作用。因此，我對“液體的壓強”實驗裝置進行了改進。

原實驗裝置見圖1，此實驗裝置是用的粗橡皮管連接金屬盒，橡皮管彈性強。轉(zhuǎn)動改變金屬盒朝向時，橡皮管的彈力將金屬盒彈回，以至轉(zhuǎn)不到所需的方向，操作難度大。因橡皮管較粗，里面空間較大，當金屬盒受到壓強時，橡皮膜凹陷使U形管中兩邊的液面高度差變化不明顯，這樣造成實驗現(xiàn)象不夠明顯。

改進后的實驗裝置見圖2：利用輸液器的軟管替換原來連接U形玻璃管的粗橡皮管，且多加了一個可以放氣的孔如圖3，這樣改進由于輸液器軟管細軟的特點可以讓金屬盒做到靈活穩(wěn)定轉(zhuǎn)動；用細的管，管內(nèi)空氣少，管內(nèi)氣壓很容易被金屬盒中的橡皮膜擠壓而發(fā)生變化，從而使U形管中的液面高度差發(fā)生明顯變化，現(xiàn)象明顯，易于觀察；用多一個放氣的小孔可以輕松解決管中氣壓大于外界氣壓的問題，只要將橡皮帽拔出重新裝上即可。改進后“U形管壓強計”增加了實驗的觀察可見度，方便了實驗的操作。

二 興趣是有效進行實驗探究的動力

有意識地創(chuàng)設有趣問題情境，進行設疑、導疑、釋疑，可以有效調(diào)動學生的積極性，活躍課堂氣氛，誘發(fā)學生主動思考，開啟學生心靈，激發(fā)學生的實驗探索的興趣，產(chǎn)生實驗探究的動力。

課本用兩幅圖片提出兩個問題：（1）水壩為什么上窄下寬？（2）潛水員為什么要使用不同的潛水服？從而引出“液體的壓強”課題。由于初二學生對液體壓強缺乏生活經(jīng)驗，更沒有實際感受，較為抽象，學生對這兩個問題興趣不大，不能激發(fā)學生的求知欲。

為了激發(fā)學生實驗探索的的興趣，提高學生對實驗探索的積極性、主動性，我利用這些器材：電磁繼電器的觸點彈片、LED二極管、電池盒、電池、金屬塊、棉簽盒、橡皮膜、橡皮筋、電工膠布、導線等，做成一個“深水炸彈”（如圖4）用于課前實驗引入。用電磁繼電器的觸點彈片和橡皮膜作為感應控制開關，LED二極管的亮滅代表“深水炸彈”的爆炸與未爆炸。然后將“深水炸彈”放入盛水的大圓筒中的較淺位置時（如圖5），由于橡皮膜受到的液體壓強產(chǎn)生的壓力不夠大，觸點彈片不接觸導電，此時LED二極管不亮，“深水炸彈”未爆炸。當“深水炸彈”緩慢沉到圓筒中一定位置時（如圖6），LED二極管突然亮了，此時“深水炸彈”爆炸。“深水炸彈”的突然爆炸，引起了學生極大的注意和興趣，并伴隨著思考為什么“深水炸彈”會爆炸，這樣把學生的注意力吸引到課堂中來，激發(fā)了學生的學習興趣，引出新課。

三 科學地引導學生完成實驗設計是有效實驗教學的重要環(huán)節(jié)之一

本節(jié)課是典型的利用控制變量法研究實驗問題的課例。控制變量法是初中物理中常用的探索問題和分析解決問題的科學方法之一。如何做到以學生為主體，把控制變量法有機地融入學生的探究性實驗活動中，對于這節(jié)課極為重要。筆者始終以探究液體壓強的規(guī)律這一知識為載體，以控制變量這種方法為主線，讓學生充分體驗到利用控制變量的科學探究方法研究物理問題。

探究一：液體壓強大小與方向的關系。引導學生應控制液體密度和深度相同，只改變方向研究液體壓強大小。實驗現(xiàn)象：壓強計的金屬盒朝下、朝上、朝右，三個方向的壓強計液面高度差相等。結(jié)論：液體壓強大小與方向無關。

探究二：液體壓強大小與深度的關系。引導學生應控制液體密度相同（由于與方向無關，可不考慮），只改變不同深度研究液體壓強大小。實驗現(xiàn)象：壓強計的金屬盒放入水中淺、較深、深三種深度時，壓強計的液面高度差越來越大。結(jié)論：同種液體，深度越深，液體的壓強越大。

探究三：液體壓強大小與液體密度的關系。引導學生應控制深度相同，只改變液體密度研究液體壓強大小。實驗現(xiàn)象：放入水中的壓強計液面高度小，而放入鹽水中的壓強計液面高度較大。結(jié)論：同一深度，液體密度越大的液體壓強越大。

再加以合理清晰的板書將實驗數(shù)據(jù)和結(jié)論呈現(xiàn)（見下表），這樣學生既掌握了探究變量法研究實驗，又很好地理解了液體壓強與深度和液體密度有關，而與朝向無關的規(guī)律。

以上“液體的壓強”實驗教學有效性的初步探索，愿起到拋磚引玉之作用。

〔責任編輯：龐遠燕〕