探究"大氣壓強(qiáng)的存在"案例

吳海生

（樂清市樂成實(shí)驗(yàn)中學(xué) 浙江溫州 325600）

探究"大氣壓強(qiáng)的存在"案例

吳海生

（樂清市樂成實(shí)驗(yàn)中學(xué) 浙江溫州 325600）

《大氣壓強(qiáng)的存在》選自義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書浙教版《科學(xué)》八年級第二章第三節(jié)。大氣的壓強(qiáng)初次接觸，空氣是看不見，摸不著的，學(xué)生平時(shí)不易覺察到的。所以，如何創(chuàng)設(shè)情景引導(dǎo)學(xué)生去感受大氣壓的存在，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究體驗(yàn)大氣壓的存在，在承認(rèn)大氣壓確實(shí)是存在的基礎(chǔ)上，再去尋找生活中利用大氣壓的例子，體驗(yàn)大氣的存在。由此看來，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)去探究大氣壓的存在是關(guān)鍵。本案例就是筆者如何引導(dǎo)學(xué)生“探究大氣壓強(qiáng)的存在”的過程。

我首先給學(xué)生播放一段錄象：玻璃廠的工人正在繁忙地工作，由于材料不夠，需要到庫房取材料，幾個(gè)工人在搬運(yùn)一塊巨大的玻璃時(shí)遇到了麻煩，由于面積過大、過重且易傷手，幾個(gè)人在討論著…….（創(chuàng)設(shè)問題情景，激發(fā)興趣）

錄象暫停，師：請同學(xué)們想一想，接下來他們會(huì)怎么做？請?zhí)岢鼋鉀Q問題方法并用實(shí)驗(yàn)?zāi)M說明。（桌上給一些器材：皮碗、兩塊磁鐵、玻璃片，要求實(shí)驗(yàn)時(shí)手不直接接觸玻璃而提起并搬運(yùn)玻璃。）

一、實(shí)驗(yàn)探究，解決問題并發(fā)現(xiàn)新的問題，引出課題

我問他們都采用了什么方法？理由是什么？并請上臺(tái)演示。

生A：我們這組將一塊磁鐵放在玻璃的上方，一塊放在玻璃的下方，利用磁鐵的吸力就可提起玻璃了。

生B：我們這組用一個(gè)皮碗，將它按在玻璃上，擠出里面的空氣，用手提起皮碗的耳朵，就可提起玻璃了。（邊說邊演示）我問他：皮碗對玻璃有吸力嗎？

（學(xué)生思考后，我運(yùn)用課件分析實(shí)驗(yàn)原理，從而引出大氣壓的概念：我們生活的地球是一個(gè)蔚藍(lán)色的星球，它的周圍包圍著一層厚厚的空氣，人們通常把這層空氣稱為大氣。如圖一。）

（圖一）

雖然我們平時(shí)感覺不到空氣有質(zhì)量，但實(shí)際上，1m3的空氣有1.29 kg的質(zhì)量，請大家算一算，我們教室里的空氣質(zhì)量大約是____________________。

學(xué)生開始估算教室的體積，然后估算教室的空氣質(zhì)量。

生：哇，真大呀！

學(xué)生感覺驚異，我抓住學(xué)生認(rèn)識(shí)上的沖突。介紹了大氣壓強(qiáng)的概念：大氣層里，下面的空氣被上面的空氣所壓，在空氣重力的作用下會(huì)在所作用的面上產(chǎn)生壓強(qiáng)，由于空氣能夠流動(dòng)，在大氣內(nèi)部向各個(gè)方向都有壓強(qiáng)，叫做大氣壓強(qiáng)，簡稱大氣壓或氣壓。

（我事先在將桌上準(zhǔn)備了下列器材：熟雞蛋、帶酒精的棉球、廣口瓶、皮碗、硬紙片、塑料板、玻璃杯、注射器、鉤碼、帶蓋的礦泉水瓶、火柴，實(shí)驗(yàn)用的馬得堡半球，可供學(xué)生選擇。）

二、實(shí)驗(yàn)探究，證明大氣壓的存在

由于證明大氣壓的存在是有趣的形式多樣的探究實(shí)驗(yàn)，不必把學(xué)生的思維圈定，充分發(fā)揮學(xué)生的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ趯W(xué)習(xí)過程中體現(xiàn)了個(gè)性化的學(xué)習(xí)特征，不同的組選擇不同的器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)論證，結(jié)果學(xué)生蹦出了智慧之花。

1組生A：我們組設(shè)想，在一個(gè)玻璃杯中裝滿水，在杯口覆蓋一張硬紙片

倒置過來，先用左手拖住紙片，將杯子倒轉(zhuǎn)過來。當(dāng)左手拿開后，若紙片不會(huì)掉下，水也不會(huì)流出。說明大氣對紙片有壓力，即存在大氣壓。若把玻璃杯朝向各個(gè)方向，若紙片不會(huì)掉下，說明大氣對各個(gè)方向都有壓強(qiáng)。（如圖）

2組學(xué)生B：我們是想用一個(gè)廣口瓶將燃著的酒精棉花放入廣口瓶中，將雞蛋放在瓶口，看塞在瓶口的雞蛋被迅速地吞入瓶中。若能則說明雞蛋會(huì)是被外界大氣壓強(qiáng)的作用壓進(jìn)去的。（如圖二）

我問他是選用熟雞蛋還是選用生雞蛋？為什么？

生：選用熟雞蛋好，最好剝殼，這樣軟一點(diǎn)效果會(huì)更好。

圖二

圖三

圖四

圖五

3組生C：我們組想用一只木凳和橡皮吸盤，將木凳面弄濕，把橡皮吸盤直立在光滑的凳面上，握住木柄往下壓，這時(shí)吸盤內(nèi)氣體被擠壓出來。再提起木柄，凳子若被提起，可證明大氣壓強(qiáng)的存在。（如圖三）

4組生D：我們組將選兩個(gè)皮碗，排出其間的部分空氣，在鉤子下掛兩個(gè)鉤碼，若不易將兩個(gè)皮碗分開。可證明大氣壓強(qiáng)的存在。（如圖四）

5組生E：我們組想選用一個(gè)針筒，先把針筒的活塞推到頂部，然后把活塞往后拉，若將藥液吸入針筒，可證明大氣壓強(qiáng)的存在。（如圖五）

學(xué)生根據(jù)自己設(shè)計(jì)的方案，領(lǐng)取所需的器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步證明大氣壓的存在。學(xué)生從感性上認(rèn)識(shí)了生活中的大氣壓。

我在他們饒有興趣的時(shí)候拿出馬得堡半球。并請兩位同學(xué)來拉拉看。

（實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：兩個(gè)半球需用很大的力才能拉開）拋出問題：什么力使兩個(gè)半球合得那么攏？

學(xué)生討論后得出：是大氣的壓力把兩個(gè)半球緊緊壓在一起的，進(jìn)而讓學(xué)生確信大氣壓的存在很大.

三、師生相互質(zhì)疑，引導(dǎo)學(xué)生交流討論（從理性上進(jìn)一步認(rèn)識(shí)大氣壓）

我提出問題：人、房子也處于大氣壓下，為什么就沒有被壓塌呢？

生A：我們實(shí)驗(yàn)時(shí)，當(dāng)內(nèi)部氣壓比外面的小時(shí)，物體會(huì)被壓癟了，若內(nèi)部氣壓比外面氣壓更大，是不是就會(huì)爆炸了？

生B：我們想空氣和液體一樣具有重力又具有流動(dòng)性，那么大氣壓和液體壓強(qiáng)應(yīng)該有相同的特點(diǎn)，對嗎？

生C：馬得堡半球?qū)嶒?yàn)告訴我們：大氣壓是很大的，大氣壓究竟有多大？（當(dāng)老師開啟學(xué)生的智慧之后，學(xué)生的思維就如此活躍起來。）

四、大氣壓在生活中的應(yīng)用

我在學(xué)生已經(jīng)知道大氣壓是存在的，再引導(dǎo)他們?nèi)ふ疑钪欣么髿鈮旱睦?，體驗(yàn)大氣的存在。請舉出哪些例子說明大壓是存在的。

生D：塑料掛衣鉤的吸盤緊壓在墻壁上就能掛衣服。

生E：鋼筆的筆管吸墨水

生F：用吸管吸飲料。

生G：護(hù)士把藥液吸進(jìn)針管。生J：拔火罐

（我們學(xué)了科學(xué)，要會(huì)把所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于生活實(shí)際）

我趁機(jī)回到課首放的錄象，繼續(xù)播放錄象：工人們正在指揮和操作一套巨大的起吊吸盤，把玻璃運(yùn)到操作臺(tái)上進(jìn)行切割。

同學(xué)們看到這時(shí)，很高興。

我提出問題：若兩個(gè)起吊吸盤面積相同，每個(gè)吸盤面積是1m2，那么用這套起吊吸盤，最多能提起多重的物體？

（用于啟發(fā)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測出大氣壓的值，起承上啟下的作用。）

五、探究延伸課后

探究一 水杯吸水

器材：玻璃杯，平底小盤，一小段蠟燭。（如圖六）

（1）將小段蠟燭點(diǎn)燃，在小盤中央滴幾滴剛?cè)刍南?，迅速將點(diǎn)燃的蠟燭固定在上面。

（2）在盤中加入少量紅色水，深約1cm。

（3）將玻璃杯倒置在水中，罩住蠟燭（圖a）一會(huì)兒。你將會(huì)看到_________________（水被壓入杯內(nèi)）（圖b），說明_______________.

圖六

探究二 氣球脹大了

如圖六所示，在橡皮塞中插入兩支細(xì)短玻璃管，一根玻璃管口套上一個(gè)小氣球，并用線扎緊，另一根接厚橡膠管后與抽氣筒相連。用橡皮塞塞緊廣口瓶瓶口（見圖七），用抽氣筒抽出瓶中的部分空氣，此時(shí)套在另一玻璃管口的小氣球會(huì)___________，這是由于抽走瓶內(nèi)部分氣體后，瓶內(nèi)壓強(qiáng)________（填“增大”或“減小”）并_____（填“小于”或“大于”）瓶外大氣壓強(qiáng)，因而大氣壓強(qiáng)將瓶外部分氣體壓進(jìn)了氣球。

案例反思：

1.在實(shí)驗(yàn)探究，感知大氣壓的存在這一教學(xué)環(huán)節(jié)，我關(guān)注了學(xué)生學(xué)習(xí)過程的體驗(yàn)。讓學(xué)生根據(jù)我給的器材，通過實(shí)驗(yàn)收集證據(jù)說明大氣壓的存在。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中體現(xiàn)了個(gè)性化的學(xué)習(xí)特征，不同的組選擇不同的器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)論證。我給學(xué)生創(chuàng)設(shè)了充分發(fā)表自己見解的機(jī)會(huì)，有效地培養(yǎng)了學(xué)生分析問題的能力。建議將學(xué)生的猜想與動(dòng)手實(shí)驗(yàn)論證結(jié)合起來同時(shí)進(jìn)行，如果不經(jīng)過動(dòng)手實(shí)驗(yàn)而知識(shí)憑空猜想，不可能證明大氣壓的存在。本案例在最后知識(shí)應(yīng)用環(huán)節(jié)能鼓勵(lì)學(xué)生把所學(xué)的知識(shí)運(yùn)用于生活實(shí)際，充分體現(xiàn)了從生活走向科學(xué)，從科學(xué)走向社會(huì)的課程理念。

2.我覺得不足的地方：一節(jié)課40分鐘很緊張。我設(shè)計(jì)的學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)較多，而且讓學(xué)生根據(jù)我提供的實(shí)驗(yàn)器材自行設(shè)計(jì)花時(shí)較多，顯得時(shí)間較為緊張。所以在40分鐘內(nèi)如何保證學(xué)生充分地進(jìn)行探究活動(dòng)，是我今后探索的方向。