科學遊戲－壓力－我也可以很托里切利

原文發表於Yahoo奇摩部落格2008年06月27日。

適用對象：
國中、小學生，推廣到教學示範研習亦可。

目的：
大氣壓力是無形的力量，但是當學生面對看不見的力時，卻往往顯得不知所措，以為這一類知識和自己毫無關係。本項教具讓學生先在視覺上受到刺激，教師可以先以ＰＯＥ的教學模式先讓學生預測現象，再讓其觀察，最後省思建構並討論出屬於自己的知識。

平常在廚房或冰箱才會使用的真空抽氣罐，這次擔任了廚房科學的要角。歷史上的著名實驗也可以在教室內重現，不僅能讓學生觀察到壓力現象，更突破了以往教師教學的思維與瓶頸，所以配合著科學史的介紹，讓學生結合科學與人文，不再將理論與實務畫出鴻溝，這才是科學教師應該投入心力的教學模式。

製作及創新歷程：
１、使用材料：真空抽氣罐組、燒杯、試管、紅墨水、棉花糖。
２、製作：
（１）教師講解測托里切利量大氣壓力的歷史小故事。
（２）在真空罐中置入一組托里切利模擬實驗器材（將裝有八分滿紅墨水的試管倒
　　　置在裝有水的燒杯中）。
（３）裝置完成後，可用棉花糖佈置在燒杯周圍，以吸引學生。
（４）開始抽氣時，可以要求學生觀察試管內水面的高度以及綿花糖體積的變化情
　　　形。
３、構思過程解說：
在接受周建和教授的指導後，知道了隔空脹破氣球等有趣實驗。但面對科工館的高達三層樓的托里切利裝置，卻讓我卻步。心想，鮮少有簡易裝置來演示當初著名的氣體壓力實驗，或者是學生僅可以知道零食包裝袋在高山上會膨脹，但如何在教室中演示呢？

於是蒐集了保存食物用的的真空抽氣罐組，加上一些實驗用的玻璃器材，和滴入方便觀察液面升降的紅墨水，於是得以將科學史和實驗結合在教室中。

簡單的實驗裝置圖，卻可表現出令人訝異的力量

有沒有發覺抽氣前後的差別？（左圖是抽氣前，右圖是抽氣後）

使用方法：
依置入物質空間體積與材料特性的不同，在教室中演示氣壓變化的現象，藉由罐內逐漸接近真空狀態，使得水面及棉花糖隨之變化，更能吸引學生討論親眼所看到的現象。

好像在玩大家來找碴（左圖是抽氣前，右圖是抽氣後）

教具功能：
１、融合科學與史哲，使理論與實際不致脫節。
２、藉著實體現象的展示，為實施大氣壓力教學的秘密武器。
３、讓學生經歷預測、觀察與解釋的過程，透過討論的過程，建立屬於自己與同儕
　　的知識概念。
４、培育學生邏輯理解的能力，以最經濟的操弄與操作，達到符合教育部增進學生
　　創造力的目的。

以上這些構想是當初就讀大學物理系時就有的，到現在已經十二年了吧，所以這個當初在高雄名佳美買的真空保鮮罐也跟了我十二年有了，當初買一個135元，這可不是看書學來的。雖然後來發現同一時間也有陳偉民老師出書介紹類似的實驗，像是周建和教授的街頭物理中的隔空脹破氣球，或是讓鬧鐘的聲音變小，這都是不用讓水沸騰而降低容器中氣壓的做法。

而做這實驗也可以用針筒或者是雙向打氣筒（自製抽氣機），內容物使用棉花糖和氣球效果也不錯，示範因密閉容器壓力減少，而使得試管內水面上升，且試管可以用滴管代替，這些都是可以更微型化的部分。

但是要注意的是：由於罐身是用塑膠材質做的，若是想加強演示效果而過分抽取罐中氣體，造成內部氣壓過低的話，可是會讓透明罐身被外界大氣壓力壓得向內變形哦～（自己抽得很快樂時一點感覺都沒有，這個現象還是學生發現後提醒的，經驗分享）

大家也可以參考zfang老師的大氣壓力~真空密封罐&酒瓶塞，她用心經營的部落格很豐富，連報紙都有推薦哦！