一、实验创新背景
大气压强是初三下册的内容，由于大气特殊的存在形式——看不见摸不着，学生理解起来比较抽象，难以理解，所以为了认识到大气压强的存在，帮助学生直观、形象地认识和理解大气压强，在教学中我往往会完成几个传统实验，例如瓶吞蛋实验，马德堡半球实验，覆杯实验，用吸盘粗测大气压强实验等。但在教学中，我发现这些实验存在一些不足和需要改进的地方，因此考虑到初中生具有强烈的好奇心，求知欲和表现欲，喜欢动手和动脑，我尝试利用身边的物品对本节课的实验在实验器材和实验方法上进行改进和创新。
二、实验创新设计与研制
创新实验一：水往高处流。（1）实验目的：激发兴趣，说明大气压强的存在；（2）实验器材：锥形瓶、橡胶管、玻璃管、抽气筒、水槽；（3）制作方法：将橡皮管、玻璃管和锥形瓶按如图所示组装好，注意装置的气密性。用抽气筒将锥形瓶中的气体抽出，然后将橡皮管放入水槽中。可以观察水沿橡胶管上升到锥形瓶中，通过“水往高处流”引发学生的认知冲突，激发学生学习物理的兴趣。
演示水往高处流
改进实验二：瓶吞蛋实验。（1）实验目的：证明大气压强的存在；（2）传统实验不足：传统实验借助广口瓶和鸡蛋，但是实验现象呈现的时间较短，学生观察到的现象不明显；其次鸡蛋落入瓶中之后取出鸡蛋较为麻烦，鸡蛋容易碎，不能反复利用造成资源的浪费；（3）改进实验：实验器材圆底烧瓶和鹌鹑蛋，由于圆底烧瓶的瓶颈较长，可以使实验过程更长，现象更明显，同时将装置倒置，在瓶底浇上热水，可以轻松地将鹌鹑蛋完全取出，实现资源的重复利用，方便操作。实验过程更长，现象更明显，展示了大气压的强大，同时发散思维，告诉取出方法，更加激发了学生的学习兴趣。
改进实验三：马德堡半球球实验。（1）实验目的：感受大气压强的存在；（2）传统实验不足：实验室中有专门的马德堡半球实验器材，但是数量有限，密封性不好，实验很容易失败，不能达到让每个学生参与，感受大气压的目的；（3）改进实验：在课堂教学中，本着让每个学生都能参与其中的目的，我用生活中常见的吸盘或马桶抽子，进行模拟马德堡半球实验，让每个学生广泛参与真正感受大气压的强大。
改进实验四：覆杯实验。（1）实验目的：证明大气压强存在；（2）传统实验不足：传统实验借助的是玻璃瓶和纸片，操作时将玻璃瓶里装满水，在瓶口覆盖一张硬纸片。然后迅速将杯子倒转过来观察到纸片不下落，杯子中水的流不出，引发学生思考产生这种现象的原因，激发学生的兴趣。但很多同学认为纸片弄湿以后，是水黏住了纸片而不是大气压，形成错误思维；其次采用较薄的纸片，浸湿后脚软，当杯口移动时，由于大气压的作用，会使软纸片发生较大的形变，此时水很容易从杯口的缝隙中流出，造成密封性不好，实验成功率低；（3）改进实验：实验器材借助注射器，废弃的卡片，首先将注射器内装满水，用手堵住注射器顶端的小孔，将卡片放在注射器开口处，观察实验现象，卡片不下落；松开堵住的手，卡片下落。由于卡片比较坚硬同时重力更大一些，可以排出是水黏住了纸片的错误理解。而直接利用上端开口的孔，直接演示当上下气压相同时，卡片在重力的作用下下落，帮助学生深刻理解大气压的作用。
创新实验五：粗测大气压。（1）实验目的：测量大气压，攻破本节的难点；（2）传统实验的不足：传统实验借助的是弹簧测力计，玻璃板，吸盘和刻度尺，需要测出吸盘的直径和刚拉动吸盘时弹簧测力计的读数，但在操作过程中刚好拉动吸盘时刻不好掌握，以致读数误差较大；其次实验室中弹簧测力计的量程有限，借助现有的弹簧测力计不能测出大气压力；吸盘的直径测量误差较大；（3）改进实验：借助实验器材体重秤、水桶、水、玻璃板、吸盘。首先用刻度尺测出吸盘的直径，算出吸盘的直径算出吸盘的横截面其次将吸盘用力挤压在玻璃板上，下端挂上一个塑料桶，不断的往里加水，当吸盘刚好下落时，用体重秤测出桶和水的总质量，根据公式G=mg,算出重力即大气压力；最后根据P=F/S,算出大气压强。改进后的实验解决了弹簧测力计量程不足的缺点，同时可操作性更强，可以采用小组分组合作完成，让每个学生都能广泛参与。
三、实验创新展望
本节课的五个实验是本着成本低，操作方便，可重复性强，现象直观，尽量让每个学生都参与的理念设计的，所以在设计的过程中难免有些顾此失彼，有些环节有待提高。
实验三模拟马德堡半球实验由于是用横截面积很小的吸盘，所以在操作过程中密封性不好，学生很容易轻易地将吸盘拉开，不能深刻地感受大气压很大的特点。
实验四覆杯实验将纸片换成注射器和光滑的卡片后，演示大气向各个方向有压强时，由于卡片比较光滑，摩擦力较小，所以将注射器和卡片倾斜，卡片下落 ，造成实验的失败，所以在这一环节的展示中教师可以结合摩擦力进行讲解，分析失败的原因，帮助学生更加深刻地理解摩擦力和大气压强的知识。
实验五可以考虑如何能更准确地测量吸盘的直径，从而测出面积，使实验更科学，误差更小。
论文作者:姜晨静
论文发表刊物:《中小学教育》2019年第372期
论文发表时间:2019/8/21
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