借力课外实验，提升学生能力

■湖南省株洲市田心中学 罗玉林

湖南省炎陵县鹿原镇中学 高 潮

学生创新实践能力是素质教育的核心，也是中国学生发展六大核心素养之一。那么，如何提升学生的创新实践能力？我们从物理课外实验着手，积极探索与尝试，取得了不错的效果。

一、开展物理课外实验的重要性

物理是一门以实验为基础的学科，但受应试教育的影响，存在“重理论、轻实践，重课堂教学、轻实验教学”的传统教育观念。有的农村学校由于缺乏实验教学器材，教师往往以讲实验来代替做实验，制约了学生创新实践能力的提升。

因此，通过开展物理课外实验来弥补课堂实验教学的不足就显得尤为重要。

二、开展物理课外实验的策略

（一）组建兴趣小组

通过学生自愿申请，结合学生居住地就近原则，组建物理课外实验兴趣小组。建立物理课外实验班级QQ群或微信群，每周由教师或科代表发布课外实验内容，由小组长负责本组课外实验的落实和资料收集（包括实验小视频、照片、实验报告等）。

（二）积极开展活动

1.激发兴趣

教师应尽可能布置一些 “新”“奇”“特”的课外实验，让学生体验物理的奇妙。比如，让学生在家独立完成自制浮沉子、纸锅烧水、筷子提米、烧不死的鱼等趣味性较浓的实验，激发学生学习物理的兴趣。

案例（1）：自制浮沉子

在学习“浮力”时，教师布置学生在家完成“自制浮沉子”小实验。学生用到的实验器材有矿泉水瓶、小药瓶、水等。

首先，向矿泉水瓶倒入大半瓶水（如图1），再将小药瓶装入适量水后倒置放入大瓶中（如图2），并让小药瓶漂浮在水面上。盖上瓶盖，挤压矿泉水瓶，发现小药瓶逐渐下沉，松手后上浮（图3和图4）。

图1

图2

图3

图4

浮沉子的原理与潜水艇的原理相同，即通过改变自身重力实现上升、下沉或悬浮。把小药瓶倒置放入大瓶，并让小药瓶中留有部分空气，使小药瓶整体平均密度接近水的密度。挤压大瓶则会增加大瓶内的压强，使更多的水进入小药瓶。当小药瓶的重力大于所受浮力时，小药瓶就会下沉,反之则会上浮。

2.培养科学思维

开展物理课外实验，能让学生发现和解决生活中的物理问题，使学生的科学思维得到进一步拓展。

案例（2）：“瓶吞鸡蛋”实验

在学习“大气压强”时，教师布置学生在家做“瓶吞鸡蛋”实验。学生用到的实验器材有玻璃瓶（瓶口略小于鸡蛋）、剥了壳的熟鸡蛋、小纸条、打火机等。将点燃的小纸条丢进玻璃瓶（如图5），再把剥了壳的熟鸡蛋迅速放在玻璃瓶口（如图6），观察实验现象。

学生惊奇地发现：剥了壳的熟鸡蛋被缓慢地“吞”入瓶内（如图7）。

图5

图6

图7

原来熟鸡蛋是被一双“无形的手”——大气压推进瓶内的。燃烧的纸条被丢进瓶内时，消耗了瓶内的氧气，使瓶内气压低于瓶外气压，于是熟鸡蛋就被“大气压”推入瓶内了。

拓展（1）：能否让瓶内的鸡蛋自动钻出来？

学生先向瓶内倒入适量的小苏打，再向瓶内倒入足够的白醋，迅速摇晃瓶子并将瓶口朝下倒立，利用二者反应生成大量的二氧化碳，使瓶内气压迅速增大，当瓶内气压大到一定程度时，鸡蛋就从瓶口钻出来了（如图8、9、10）。

图8

图9

图10

拓展（2）：还可以利用鸡蛋做哪些物理实验？

【实验目的】辨别生、熟鸡蛋。

【实验器材】一生一熟两个鸡蛋（大小差不多）。

【学生1】用相同的力让两个鸡蛋在水平桌面上旋转，观察哪个鸡蛋旋转的时间更久（或更平稳）。

先停下来的是生鸡蛋，后停下来的是熟鸡蛋。因为生鸡蛋蛋壳是固体，蛋清和蛋黄是液体，它们的转动速度不同步，所以先停下来了。而熟鸡蛋蛋壳、蛋清、蛋白的转动速度同步，所以后停下来。

【学生2】用相同的力让两个鸡蛋在水平桌面上旋转，过一会儿，突然用手按停鸡蛋并立即放手，自动立起来的就是生鸡蛋，反之就是熟鸡蛋。

因为熟鸡蛋的蛋黄和蛋白是固体，与蛋壳的转动是同步的，所以用手按住蛋壳，鸡蛋就停止转动了。生鸡蛋的蛋黄和蛋白是液体，与蛋壳转动不同步，当蛋壳停下来时，蛋黄和蛋清由于惯性继续转动，并带动蛋壳转动。

（三）建立激励和评价机制

开展物理课外实验，需要学校、家长、教师“三管齐下”才能落实。

学校应从制度上将课外实验纳入学生综合素质评价和实验考查中，定期举行课外实验成果展评比（包括实验小视频、实验报告、小论文、手抄报、实验操作技能比赛等），将其纳入班级综合考核分，并对表现优秀的师生进行表彰和奖励。

家长应支持学校的工作，在家里配合和监督自己的小孩认真完成课外实验，体验亲子实验的乐趣。

教师应积极引导学生开展课外实验，适时为学生解疑答惑，不断鼓励学生勤于动手、勇于探索、合作交流、分享成果。

三、收获与反思

（一）收获

1.学生学习物理的兴趣高涨，且能保持持久的学习动力。学生每周最期待的事情莫过于老师布置实验作业，而老师最快乐的事情是每周都能收到一些意想不到、充满创意的实验小视频。师生都能从中学到很多书本上没有的知识。

2.学生的科学素养不断得到提升。通过课外实验，绝大部分学生明白了科学探究的过程，学会了科学探究的方法，在体验科学探究乐趣的过程中主动获取物理知识，科学素养得到提升。

3.学生的创新实践能力得到了提高。在课外实验中，学生通过自己动手操作、动口解说、动脑设计，培养了各方面的能力，形成了科学思维。

4.学生与家长的关系更融洽。课外实验让家长参与学生的实验成为可能，有的家长全程陪同自己的小孩做实验，有的家长帮自己的小孩拍实验小视频，有的家长帮自己的小孩分析实验失败的原因……课外实验拉近了学生和家长之间的距离，使亲子关系更加融洽。

（二）反思

1.实验内容更有趣。课外实验应结合学校实际和教学需要，精心选取优质实验内容，引导学生利用身边随手可得的物品进行有趣、有实用价值的实验探究。

2.实验过程更安全。因课外实验是在家里完成的，现场没有老师的指导，所以布置实验任务时一定要把安全性放在第一位。如果实验中确定要用到电、火、刀等时，一定要提醒家长全程陪同学生一起实验。

3.实验设计更科学。要根据学生的认知特点，选取适合学生拓展性学习的课外实验或实践活动。