引導使課堂有序 探究讓學習精彩

本節內容與日常生活有密切聯系。空氣看不見摸不著，雖然我們生活在大氣中，但氣體壓強的存在容易被學生忽視，且較為抽象，因此本節課可指導學生利用身邊隨手易得的物品開展實驗探究，讓學生體驗大氣壓強的存在，讓他們在輕松、自主的氛圍中，享受創造的快樂，體驗成功的喜悅，領略大氣壓的神奇。

一、教具準備

教師演示用品：礦泉水瓶、易拉罐、酒精燈、火柴、試管夾、橡皮泥、錐形瓶、雞蛋、馬德堡半球。學生實驗用品：玻璃杯、硬紙片、刻度尺、注射器、試管、彈簧測力計、吸盤、水槽、水。（對學生分組，4人1組，共12組。）

二、教學過程

1. 新課引入。

播放湖南衛視“大求真”節目視頻：火車頭能拉開直徑為37厘米的馬德堡半球嗎？

2.新課學習。

活動1：體驗大氣壓的存在。

師：請同學們觀看“魔瓶實驗”：將飲料瓶（瓶底有許多小針孔）中注滿水，打開瓶蓋，水從瓶底流出，蓋上蓋子，水又不流了。同樣一瓶水，為什么蓋上蓋子后，瓶中的水就不向下流呢？（學生思考，教室里一片寂靜。）

師：對于“魔瓶”里的秘密，相信大家學習了本節課的知識后一定會解開。再請同學們觀察“壓罐實驗”：將易拉罐注入少量水，放在酒精燈上加熱（如圖1），待易拉罐開口處出現白霧時，迅速地將易拉罐取下，用橡皮泥和硬幣堵塞罐口，讓易拉罐冷卻。會出現什么現象呢？

圖1

不一會兒，聽到“噼啪、噼啪”的聲音，易拉罐被壓癟了。

師：是什么力量壓癟它的？

生（眾）：大氣壓！

師：是的，大氣對處在其中的物體有壓強。有些物質雖然我們看不見，摸不著，但它在我們生活的空間里確實存在。

師：下面我們繼續領略大氣壓的神奇。請同學們觀看“瓶吞雞蛋”視頻（如圖2、圖3）：一個被剝掉殼的熟雞蛋被穩穩地放在玻璃瓶口，這么小的瓶口能把雞蛋“吞”下嗎？

圖2 圖3

視頻中的教師拿起一小團酒精棉，在酒精燈上點燃后扔進玻璃瓶，再把雞蛋放在瓶口。一股無形的力量把雞蛋緩緩壓入瓶中直至被玻璃瓶“吞沒”。

師：有哪位同學想上來試試？

坐在前排的一個學生上臺了，但在他的實驗過程中雞蛋進入瓶中的速度很慢。

師：誰能解釋實驗中雞蛋為何被壓得較慢？

生1：瓶內外的氣壓差不夠大。

師：上兩個實驗中大氣壓是怎樣把罐“壓”癟、把雞蛋“吞”進瓶的呢？

生2：兩個實驗通過加熱的方式使瓶內氣壓減小，瓶外的大氣壓把罐“壓”癟、把雞蛋“吞”入瓶內。（學生對精彩的發言鼓掌。）

師：是不是僅有通過加熱的方式才能使瓶內氣壓減小？（教室里一片寂靜。）

師：再請同學們回憶飲料是怎樣被吸進嘴里的？有沒有哪位同學想試試？

我拿出一個裝有飲料的、插有吸管的錐形瓶。后排有一個女生欣然上臺。

生3：我對吸管先吸氣，使管內氣壓變小，管外大氣壓不變，吸管內外存在氣壓差，飲料在管外大氣壓的作用下就被“吸”進吸管了。

我又將一個插有吸管的軟塞塞在裝有飲料的錐形瓶瓶口，讓這位女生再試著吸飲料，女生使勁吸了好幾次，沒把飲料吸上來。

生3：塞子塞住了瓶口，飲料上方沒有大氣壓，飲料吸不上來了。

生4：大氣壓真神奇！

師：大氣對各個方向都有壓強嗎？怎樣證明？

生5：剛才“壓罐實驗”中易拉罐四面都被“壓”癟了，能證明大氣對各個方向都有壓強。

師：看來大家對剛才大氣壓的實驗很感興趣，你能例舉生活中大氣壓的應用嗎？

活動2：例舉大氣壓的應用（學生舉例）。

生（七嘴八舌）：醫院護士用注射器吸藥液、用鋼筆吸墨水、掛重物的吸盤……

隨后，我出示一些生活中的拔火罐、抽氣機、吸塵器、儲物袋的圖片，讓學生例說。

師：通過剛才的幾個實驗，看來同學們對大氣壓的神奇有所感知了，大家能不能發揮聰明才智，利用老師給的實驗器材，小組合作設計與大氣壓有關的實驗并上臺展示交流？

活動3：探究大氣壓的存在（學生實驗）。

器材：毛玻璃片（一面光滑）、 玻璃杯、硬紙片、刻度尺、2.5mL注射器、試管、0～10N彈簧測力計、面積為12cm2 ～14cm2的吸盤（2個）、水槽（2個）、水。

師：各小組合作探究后派小組代表上臺展示。（4人1組，共12組，教師巡視，5分鐘后學生展示。）

生6：我們用玻璃杯、硬紙片、水做了對比實驗。（1）將硬紙片平放在平口玻璃杯口，再用手按住并倒放過來，放手后，紙片掉下來了。（2）將玻璃杯裝滿水，仍用硬紙片蓋住玻璃杯口，用手按住并倒放過來，放手后，紙片沒有掉下來。

師：你們做了對比實驗，想說明什么？

生6：紙片托空杯時，硬紙片上下表面都受到大氣壓的作用，作用力相互抵消。硬紙片因受重力作用而落下。玻璃杯裝滿水時，排出了空氣，硬紙片在下方大氣壓強的作用下沒有掉下，這樣對比較好地說明了大氣壓強是存在的。

師：其他組也是這樣做的嗎？有沒有現象不同的？

生7：我們組紙片在水中時間長了，有些濕軟了，杯子里的水也沒滿，將紙片按住杯口倒放后，紙片下落了。仔細研究后得知：杯口漏“氣”了。要想實驗成功，水要裝滿，紙要平整，杯中不能有過大的氣壓。

師：還有同學有不同的實驗嗎？

生8：我把試管裝滿水浸入水中口朝下，抓住管底向上提，管口離開水面前管內露出水面部分的水是滿的，水沒有流出來。

生9：沒想到呢，我們也試試。

師：是誰托住水柱的？

生8：是水面上的大氣壓把水托住的。

師：不錯，很好的一個實驗，大家把掌聲送給她！還有不同的實驗嗎？

生10：我們用吸盤做了兩組對比實驗。（1）把吸盤用力按在玻璃片粗糙的一面，吸盤能很輕松地被拉下，而把吸盤用力按在玻璃片光滑的一面，把吸盤拉下很費勁。（2）將兩個吸盤輕輕合攏，很容易就能拉開，再將兩個吸盤用力壓在一起，就很難把吸盤拉開。

師：了不得，同學們越來越聰明了，不僅知道了大氣壓在我們身邊確實存在，更知道怎樣利用好大氣壓了。這兒有兩個直徑為10cm的橡膠吸盤，有沒有同學愿意上臺來拉開它們？

幾乎所有小組都舉手了，有兩個女生快速走上來，大家都站起來觀看，只見兩個女生從左右兩邊拉吸盤上的掛鉤，勢均力敵，幾十秒后，左邊掛鉤從吸盤上拉出來了，但吸盤沒有被拉開，兩個女生不斷喘氣，全班學生哄堂大笑！

師：這么厲害，掛鉤都拉出來了，兩個吸盤居然還“壓”在一起！這個實驗和歷史上哪個實驗很相似？

生（眾）：馬德堡半球實驗！

師：好的，讓我們再次走進湖南衛視“大求真”節目，一起觀看馬德堡半球實驗。

活動4：感知大氣壓的“巨大”（觀看視頻）。

教室里一片寂靜，所有學生都在認真觀看視頻，8匹馬把半球拖來拖去，根本沒能把它們拉開。

生11：大氣壓真大，難怪大氣壓叫“大”氣壓呢！

師：大氣壓到底有多大？大家能用我們剛才的實驗器材想辦法測量出來嗎？讓我們一起來估測大氣壓的大小吧。

活動5：估測大氣壓的大小（學生實驗）。

學生開始搬弄器材，拿出了吸盤、玻璃片、彈簧測力計，把吸盤按在玻璃片上，用彈簧測力計拉。

生12：老師，能不能換一個彈簧測力計？

師：怎么啦？壞了嗎？

生12：彈簧測力計量程太小，不夠測！

師：我已經給你們找了較大量程（0～10N）的彈簧測力計了，手邊沒有其他測力計了，動動腦筋，能換用其他的器材進行測量嗎？

生13：老師，我們想到了，根據P=F/S可知F=PS，把受力面積大的吸盤換成受力面積小的針筒，估計彈簧測力計就不超量程了。

師：請同學們為他絕妙的想法點贊，那實驗思路是怎樣的呢？

生13：根據P=F/S，測出大氣對活塞的壓力F、活塞的橫截面積S，就可以了。

師：怎樣測出F、S呢？請同學們閱讀課本的第86頁，思考以下問題：（1）為什么要將活塞推至注射器的底端？為何用橡皮帽封住注射器的小孔？（2）怎樣拉動注射器筒？（3）什么時候記下彈簧測力計的示數？根據什么知識說此時測力計的示數F近似大氣對活塞的壓力？（4）如何求得活塞的橫截面積S？注意什么？（5）嘗試推導計算大氣壓強的表達式。

生14：（1）排盡空氣、防止漏氣。（2）水平慢慢拉動。（3）開始滑動、二力平衡。（4）橫截面積S=V/l，l是指注射器有刻度的部分的長度。（5）表達式P=Fl/V。

師：下面就請各小組開始進行實驗測量。

生15：老師，你給的注射器沒有橡皮帽！

師：請大家仔細觀察老師對注射器進行了怎樣的處理，要橡皮帽嗎？

生15：我想到了，你把注射器的針頭部分割掉了，不需要橡皮帽了，用手指堵住注射器前端就可以了，這樣就保證注射器里完全排盡了氣體，老師高招！

師：可以測量了吧？請將實驗數據填入表格，并計算出大氣壓強。

[大氣對活塞的壓力F（N）＼注射器容積V（mL）＼注射器有刻度部分的長度l（cm）＼活塞橫截面積S（m2）＼大氣壓P（Pa）＼＼＼＼＼＼]

每組代表各匯報了所測的值。

師：我們各組都是估測大氣壓的值，最早測量大氣壓的實驗是由意大利科學家托里拆利做的，測定的大氣壓值相當于76cm高的水銀柱產生的壓強，約等于1.0×105 Pa，通常稱為標準大氣壓。（播放托里拆利實驗視頻。）

師：也有測量大氣壓的儀器——氣壓計，可以測量出教室內大氣壓的值。

我拿出氣壓計，讓學生讀出大氣壓的值為1.02×105Pa。

師：我們剛才各組測出的大氣壓的值與實際值有些偏差，知道其中的原因嗎？

生16：測量結果偏大，可能是活塞與注射器筒間有摩擦。

生17：測量結果偏小，可能是筒內空氣沒有完全排盡，氣密性不好（漏氣）。

3.盤點揭秘。

師：課前的“魔瓶實驗”，哪位同學能揭開其中奧秘？

生18：太簡單了，打開瓶蓋，瓶底往下流水，是因為瓶底有許多小的針孔，上下水面都有大氣壓且相互抵消，水在重力作用下往下流。把蓋子蓋上，瓶底水面下方的大氣壓把水托住，水就不流了。（全班學生鼓掌。）

師：同學們學得不錯，想知道火車頭能拉開直徑37厘米的馬德堡半球嗎？

生（眾）：當然！

我繼續播放湖南衛視“大求真”節目視頻，和同學們一起見證在科技的力量下，馬德堡半球被拉開，本課的學習在震撼中結束。

3. 課后作業。

以“無形的大力士”為題，寫一篇小作文。

三、教學反思

1. 教學設計符合八年級學生的心理特點。

現階段的學生身心處于一個迅速發展時期，他們希望得到別人的肯定，希望表現自己。本課通過小組實驗、學生演示、講解等方法，為學生提供展現自己的平臺。將湖南衛視“大求真”節目視頻（馬德堡半球實驗）貫穿始終，扣人心弦，滿足學生的好奇心，激發了學生學習的興趣，使學生的學習熱情持續高漲。

2.教學注重將學生的思維和實踐相結合。

本課涉及的實驗類型很多，有演示實驗、學生實驗、多媒體輔助實驗等，通過多樣化的實驗教學手段，讓學生經歷實驗過程，重視學生的體驗，激發學生思考，讓學生主動積極參與，在“做”中學。注重科學知識與生活的聯系，拉近了與學生的距離，讓學生真正體驗到生活中有物理，物理能服務于生活。

3.教學注重過程與方法相結合。

本課在教學過程中滲透科學方法，明晰知識形成的過程，把握科學知識的內在規律。如對吸盤受力分析時，二力平衡思想的應用，注重理論結合實際；對大氣壓強的精確測量，探討并啟發學生運用轉化的思想方法來分析；探究大氣壓應用及估測大氣壓的大小時，多次采用對比的思想，如對兩側光滑程度不同的玻璃片的選擇、對吸盤和注射器的選擇，讓實驗方案更具可行性。

4.實驗設計注重連貫性與開放性。

提供的實驗器材，既可以讓學生做體驗大氣壓強存在的實驗，又為估測大氣壓的大小做了準備，順應了學生的思維發展。實驗設計的開放性，更是本節課的亮點。同組器材可設計多個實驗，同一實驗又可設計多種方案，把探究引入課堂，讓學生在探究中學，在學中探究，開放的實驗設計，更能激活學生的思維，讓學生真正獲取成功的喜悅，讓課堂教學演繹更多的精彩！

（作者為江蘇省如東縣新區初級中學教師）