《科學之旅》的教學探究
(1)吹乒乓球:
把圖0.1-4所示的“吹乒乓球”實驗,變為學生實驗的困難是:由于人的“肺活量”有限,常見的漏斗管徑較粗,所以用力吹氣時,乒乓球在漏斗里旋轉而不下落的時間較短。改進的辦法有:
①在直徑約3.2~4mm脫掉藥皮的電焊條芯上(或直徑相應的十字花螺絲刀桿上),用厚紙卷幾層長約10cm紙筒,然后塞進漏斗管內,露出管外部分紙筒,用透明膠帶包扎好,確保不漏氣。
②用展平的鐵筒飲料盒鐵皮制作鐵片漏斗:先剪出半徑4~5cm圓形,再剪掉約1/4圓面積后圍成漏斗型,仿上所述卷成一根長約8cm鐵皮管焊牢即可。鐵管吹氣一端套緊一段長約3cm軟塑管,以防傷唇。
教師先演示:把乒乓球放在展平的掌心上,用漏斗口對著乒乓球水平吹氣,球將很快滾動落地。再把球裝進口朝上的漏斗里后問學生:誰能用漏斗向上“吹氣把球吹起來?”(一定要注意口腔衛生,下同)先讓體質弱的女學生吹,再讓“不服氣”的體質壯的男學生吹,然后師生共同做實驗,結果誰也不能把球吹起來。
教師再演示:讓漏斗口朝下后把球放進漏斗里,一松手,在重力作用下球將下落。再問學生:如果把“球裝進口朝下的漏斗里先用手摁住,然后用力向下吹氣后再松手,球將會怎么樣”?師生共同做實驗,結果出乎學生的預料,停止吹氣后球才下落,學生十分驚奇;接著把球放在桌面上問學生:“不準直接用手接觸球,有什么辦法能把球從桌面上移到展平的掌心里”?用漏斗罩住乒乓球后用力吹氣,也能達到上述要求(注:若把球放在掌心上,將漏斗內壁離球約1cm間隙后用力吹氣,結果會使球向上跳進漏斗里轉動,也能引起學生驚喜)。
(2)吹鐵架臺:
將自行車內胎的氣門芯拔掉,在氣門嘴子上接一根長約50cm乳膠管(管口另一端插進一段有倒角的短玻璃管,用以便于吹氣,下同),保留氣門嘴子,將內胎截取約30cm長、內胎兩端膠死不漏氣,用鐵罐頭盒皮在鐵架臺的鐵桿上圍一段長8~10cm鐵管、焊縫,取下鐵管,把它的一端砸扁成刀刃狀。
實驗時,先把內胎平放在講桌上,把鐵架臺的底座壓在內胎上問學生:誰上來用嘴從乳膠管端吹氣,“把鐵架臺‘吹’起來?”(注:由于受“吹乒乓球”的實驗影響,學生心理狀態不言而喻),先找一名體質弱的女學生上臺表演,結果鐵架臺能跳離桌面(注:斷續、快速吹氣,鐵架臺將上下跳動、甚至傾倒)。再把鐵架臺倒置,鐵桿端插進鐵管里,只讓砸扁的刃狀管端壓在內胎上(刀刃跟內胎垂直,能使吹氣后的內胎不滾動),教師用一只手的虎口部位扶住鐵架臺的上部鐵桿,以使鐵架臺不能傾倒,然后再問學生:現在誰能“上來憋足一口氣,也能把鐵架臺‘吹’起來”?結果,包括教師在內用力吹氣,鐵架臺均為紋絲不動。
(3)一口氣把人“吹”起來:
把手扶拖拉機尾輪用的內胎的氣門芯拔掉(若選用膠制充氣的游泳用的救生圈,由于容積太大,吹一口氣時現象不明顯;若使用2個膠制暖水袋、打孔的8號膠塞、短玻璃管、玻璃三通管和乳膠管,把它們“并聯”起來做實驗,效果亦好),氣門嘴子上接通一根長約1.5米乳膠管,把內胎平放在前排實驗桌上,上面蓋嚴一塊五合板等(板的適宜部位先鉆孔,穿過乳膠管、露出氣門嘴子)。
教師:“現在請一位同學上來蹲在五合板上,我憋足一口氣就能把他(她)‘吹’起來,信嗎”?實測表明,體質好的男老師深吸一口氣,能把80千克的自己吹離桌面4cm以上,體質一般的女教師憋足一口氣,也能把40千克的學生吹離桌面4cm以上。以上兩個實驗,我們過去是為《帕斯卡定律》和《液壓機》兩節教學內容設計的。帕斯卡定律的實質,是大小不變地傳遞壓強、而不是壓力!在本節課內演示,不僅能激發學生興趣、有力地證明“觀察和實驗”的重要性,而且還能滲透“實踐是檢驗真理唯一標準”等思想教育,學生反映甚好。