小实验、大作为 ——浅谈《大气的压强》的实验开发

实验是初中科学必不可少的组成部分。通过实验，学生自主得出科学概念、原理，培养自身的科学思维，形成严谨的科学态度。传统的科学教学主要以书本的实验为主，对课外实验资源开发、利用不足，学生也局限于书本，缺少参与，积极性不足，这大大束缚了学生的发展。笔者先分析实验开发的意义，再结合《大气的压强》一课，开发实验以提高教学效果，促进学生核心素养的培养，构建高效的课堂教学。

一、初中实验开发的重要意义

（一）、提高学生的学习兴趣，深入掌握科学知识

在科学教学中，有很多科学概念、原理比较抽象，学生一开始无从入手，而实验不仅向学生展示新奇的实验现象，而且为学生提供动手操作的机会，学生的主观能动性增强，学习兴趣大大提高，增强了学生的学习自主性。在实验过程中，学生获得了更多直观的感性认知，便于开展更深入的科学研究和学习，从而加深了对科学知识的理解。

（二）、培养学生科学创新能力，发展科学思维

传统的实验教学局限于书本，实验器材、方法比较老旧。这样的教学虽然能巩固基本技能，但却缺乏创新，开发新实验不但丰富了教学内容，学生自主参与，将自己的想法付诸于行动，在良好的学习氛围中完成学习任务，会从不同角度分析、思考问题，通过讨论提出新颖的观点，培养了学生的科学思维能力。

（三）、促进学生综合能力的培养，提升科学核心素养

当前社会迎来了高速发展的时机，教师积极开发新的实验，在教学中，引导学生对生活中的科学现象展开自主探究，使学生深刻体会到生活处处有科学，养成学以致用的意识；教师还要鼓励学生从网络中寻找新颖的实验器材，充分调动学生好奇心和探究热情，乐于探究和实践，提高学生的科学核心素养。

二、初中实验开发的问题和策略

《大气的压强》是初中科学典型的实验课程，选自浙教版八年级上册，本文以此阐述初中实验开发的一些策略。

（一）、开发生活资源，激发学习兴趣

科学来自生活，也服务于生活，生活中的很多物品蕴含着科学原理，有些的实验效果比传统的书本实验都精彩。教师也要树立生活化的教学理念，多开发生活资源，为学生创建生活化的教学环境，引导学生从生活的角度去认识科学。

在验证“大气压的存在”时，书本采用“覆杯实验”，同样的实验，把杯子换成废弃的饮料瓶，把硬纸片换成乒乓球，生活中熟悉的物品成为手中的实验器材，亲切感十足，本应扔到垃圾桶的垃圾也能变废为宝，二次利用，学生无形之中也树立环保、绿色生活的意识，一举多得。

（二）、开发实验室资源，引发深层思考

随着对实验的日益重视，各个学校加大了实验投入，除了设置专门的物、化、生实验室，也购置了各种实验器材。而在实际教学中，教师对实验室里的器材了解不够充分，很多实验器材放在器材室里没有机会露面；教师往往只做一些书本上的实验，有些实验甚至只讲不做。因此积极开发学校资源，整合物、化、生实验室的器材，像“大气的压强”中一些实验就可以用到常见的化学仪器，甚至一些化学知识。

“大气总是从气压高的地方流向气压低的地方”这个知识点比较抽象，学生理解有些困难。如果借助化学仪器，做如下实验，可以帮助学生理解。先补充知识点：NaOH溶液易吸收CO2，蒸馏水吸收CO2相对弱。

1.准备两个相同的矿泉水瓶甲、乙，瓶内收集满CO2，用带导管的橡皮塞塞紧（导管连接橡皮管，橡皮管用止水夹夹紧密封。

2.准备两个相同的注射器标为A、B，分别装有10ml的蒸馏水和NaOH溶液，注射器A针头扎入橡皮塞，连通甲瓶，同样操作，使注射器B连通乙瓶。

3.将红墨水倒入U形管内，分别将橡皮管连接U形管上的玻璃管，构成一个整体，注意液面保持水平。

将注射器的液体同时注入瓶内，振荡矿泉水瓶，片刻后B瓶明显变瘪，打开止水夹，观左侧液面迅速下降，液体进入右侧B瓶内。借助于瓶的形变程度，红墨水的流动方向，学生对于该知识点有一个直观、感性的认识，进而思考液体的流动正是气体气压差引起：右侧B瓶内CO2更易被吸收，导致右侧瓶内气压减少更多，左侧瓶内气压大，向着气压小的地方流动，所以推动红墨水朝B瓶流动。在实验中，学生获得直接的实验现象，引发深层思考，通过分析、对比、归纳等多种思维方法形成科学观点。教师不再只是知识的传授者，而是知识引导者，学生成为学习的主体。

 

“瓶吞鸡蛋”是一个很有趣的实验，看着鸡蛋一点一点被“吞没”，学生总是很兴奋，跃跃欲时间。但是这个实验需要点燃酒精棉，对学生来说操作有一点危险性，燃烧后放入瓶内再在瓶口放上鸡蛋，中间的时间间隔不能太长，也不能过短，否则效果不大好，鸡蛋可能会卡在瓶口，“吞”不下去。鉴于此，这个实验多为教师演示实验。但如果换成吸滤瓶，连接两用气筒，这个实验学生就可以进行探究实验，锻炼学生动手操作能力。

实验一：将导管连接上方气口，把鸡蛋放在瓶口，抽气，鸡蛋掉入瓶内。

实验二：鸡蛋掉入瓶内后，调整鸡蛋位置，使之恰好堵在瓶口处，导管连接下方气口，打气，鸡蛋出来。同时为了避免鸡蛋重力带来的干扰，可以将瓶横放进行实验。

通过该实验，学生理解正是瓶内外存在气压差，才会把鸡蛋“吞进去”、“吐出来”。该实验把危险的操作安全化，放手让学生实验。学生由被动的接受者成为主动的探索者；不是简单的停留在看、听层面，而是主动参与实验，课堂的教学效果也大大提高。

（三）、开发互联网资源，创新实验方式

教师的演示实验非常有技巧，有吸引力，是迅速提高课堂听课效率的不二法门。但由于有些实验器材比较小巧，实验现象不是很明显，坐在稍微后面一些的学生就看不清楚。现在的互联网有着丰富的教学资源，教师要善于开发互联网资源，优选实验器材，换用另一种实验方法，可能效果更好。 

在介绍“大气的应用”时，教师习惯拿吸盘式挂钩举例，但吸盘小，贴在墙壁要先用力排尽空气，连着重复几次排气效果不好，贴在墙上再挂上重物很容易掉下来，效果不佳。特别是当提问：为什么挂钩贴在墙上不掉下来？学生或回答摩擦力，或回答大气压，一般的同学容易造成知识点的混淆。互联网上的资源非常丰富，下图的“魔术贴”操作就简单、明了：

1.用手握住金属把手；

2.将底面平铺在桌面中间位置；

3.用力就可轻松提起整张桌子，现象十分震撼。

分析原因更直接：桌子受到重力和大气对其产生的压力，并且二力平衡，所以保持静止状态，学生也不会造成思维的混乱。而完成该实验后，再来分析吸盘式挂钩的工作原理，通过受力分析，认识到此时的大气压力垂直作用于墙壁，物体的重力与摩擦力二力平衡，思维能力得到提高。

（四）、开发课外资源，开拓实验内容

课外实验是科学课堂教学的重要补充，通过课外实验，学生能够得到更多的实践机会，增强了动手操作能力的同时，也加深了的课堂知识的理解，促进学生科学素养的提高。

例如，讲述“气体压强与气体流速的关系”，教师取出几种机翼的模型，分别串在吸管上，再用吹风机模拟气流，看哪种机翼模型能上升。学生进行选择后，归纳总结：气体流速越大，气体压强越大。

我校的航模工作开展的有模有样，学生也正在制作一些飞机模型，结合教学，教师开展一节作品展示课，利用这些模型进行以下实验:先固定机身（适当增加一点配重），挂在弹簧测力计上，读出示数F1，用吹风机模拟气流，再读出示数F2。F1>F2，说明机翼上方流速大，压强小，下方流速小，压强大，大气对机翼产生向上的压力差。学生的作品展示上去，非常的骄傲、自豪，实验成功，分享经验，实验失败，总结教训，每个人都有收获。

 

三、总结

作为科学教师，我们要善选生活素材，让实验更加接地气，小实验，有大作为。深化实验内涵，灵动实验设计，让实验变得多样、丰富，使学生主动参与，提高科学教学的效率。

 

参考文献

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[2]叶仁发.初中科学家庭微实验的探索[J].实验教学与仪器.2023.40（08）.

[3]郭艳.初中科学课程任务型教学模式的探索与实践[J].湖州师范学院学报,2021,43(08).