借力課外實(shí)驗(yàn)，提升學(xué)生能力

■湖南省株洲市田心中學(xué) 羅玉林

湖南省炎陵縣鹿原鎮(zhèn)中學(xué) 高 潮

學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力是素質(zhì)教育的核心，也是中國學(xué)生發(fā)展六大核心素養(yǎng)之一。那么，如何提升學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力？我們從物理課外實(shí)驗(yàn)著手，積極探索與嘗試，取得了不錯(cuò)的效果。

一、開展物理課外實(shí)驗(yàn)的重要性

物理是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，但受應(yīng)試教育的影響，存在“重理論、輕實(shí)踐，重課堂教學(xué)、輕實(shí)驗(yàn)教學(xué)”的傳統(tǒng)教育觀念。有的農(nóng)村學(xué)校由于缺乏實(shí)驗(yàn)教學(xué)器材，教師往往以講實(shí)驗(yàn)來代替做實(shí)驗(yàn)，制約了學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力的提升。

因此，通過開展物理課外實(shí)驗(yàn)來彌補(bǔ)課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)的不足就顯得尤為重要。

二、開展物理課外實(shí)驗(yàn)的策略

（一）組建興趣小組

通過學(xué)生自愿申請，結(jié)合學(xué)生居住地就近原則，組建物理課外實(shí)驗(yàn)興趣小組。建立物理課外實(shí)驗(yàn)班級QQ群或微信群，每周由教師或科代表發(fā)布課外實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，由小組長負(fù)責(zé)本組課外實(shí)驗(yàn)的落實(shí)和資料收集（包括實(shí)驗(yàn)小視頻、照片、實(shí)驗(yàn)報(bào)告等）。

（二）積極開展活動(dòng)

1.激發(fā)興趣

教師應(yīng)盡可能布置一些 “新”“奇”“特”的課外實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生體驗(yàn)物理的奇妙。比如，讓學(xué)生在家獨(dú)立完成自制浮沉子、紙鍋燒水、筷子提米、燒不死的魚等趣味性較濃的實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。

案例（1）：自制浮沉子

在學(xué)習(xí)“浮力”時(shí)，教師布置學(xué)生在家完成“自制浮沉子”小實(shí)驗(yàn)。學(xué)生用到的實(shí)驗(yàn)器材有礦泉水瓶、小藥瓶、水等。

首先，向礦泉水瓶倒入大半瓶水（如圖1），再將小藥瓶裝入適量水后倒置放入大瓶中（如圖2），并讓小藥瓶漂浮在水面上。蓋上瓶蓋，擠壓礦泉水瓶，發(fā)現(xiàn)小藥瓶逐漸下沉，松手后上浮（圖3和圖4）。

圖1

圖2

圖3

圖4

浮沉子的原理與潛水艇的原理相同，即通過改變自身重力實(shí)現(xiàn)上升、下沉或懸浮。把小藥瓶倒置放入大瓶，并讓小藥瓶中留有部分空氣，使小藥瓶整體平均密度接近水的密度。擠壓大瓶則會(huì)增加大瓶內(nèi)的壓強(qiáng)，使更多的水進(jìn)入小藥瓶。當(dāng)小藥瓶的重力大于所受浮力時(shí)，小藥瓶就會(huì)下沉,反之則會(huì)上浮。

2.培養(yǎng)科學(xué)思維

開展物理課外實(shí)驗(yàn)，能讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)和解決生活中的物理問題，使學(xué)生的科學(xué)思維得到進(jìn)一步拓展。

案例（2）：“瓶吞雞蛋”實(shí)驗(yàn)

在學(xué)習(xí)“大氣壓強(qiáng)”時(shí)，教師布置學(xué)生在家做“瓶吞雞蛋”實(shí)驗(yàn)。學(xué)生用到的實(shí)驗(yàn)器材有玻璃瓶（瓶口略小于雞蛋）、剝了殼的熟雞蛋、小紙條、打火機(jī)等。將點(diǎn)燃的小紙條丟進(jìn)玻璃瓶（如圖5），再把剝了殼的熟雞蛋迅速放在玻璃瓶口（如圖6），觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

學(xué)生驚奇地發(fā)現(xiàn)：剝了殼的熟雞蛋被緩慢地“吞”入瓶內(nèi)（如圖7）。

圖5

圖6

圖7

原來熟雞蛋是被一雙“無形的手”——大氣壓推進(jìn)瓶內(nèi)的。燃燒的紙條被丟進(jìn)瓶內(nèi)時(shí)，消耗了瓶內(nèi)的氧氣，使瓶內(nèi)氣壓低于瓶外氣壓，于是熟雞蛋就被“大氣壓”推入瓶內(nèi)了。

拓展（1）：能否讓瓶內(nèi)的雞蛋自動(dòng)鉆出來？

學(xué)生先向瓶內(nèi)倒入適量的小蘇打，再向瓶內(nèi)倒入足夠的白醋，迅速搖晃瓶子并將瓶口朝下倒立，利用二者反應(yīng)生成大量的二氧化碳，使瓶內(nèi)氣壓迅速增大，當(dāng)瓶內(nèi)氣壓大到一定程度時(shí)，雞蛋就從瓶口鉆出來了（如圖8、9、10）。

圖8

圖9

圖10

拓展（2）：還可以利用雞蛋做哪些物理實(shí)驗(yàn)？

【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹勘鎰e生、熟雞蛋。

【實(shí)驗(yàn)器材】一生一熟兩個(gè)雞蛋（大小差不多）。

【學(xué)生1】用相同的力讓兩個(gè)雞蛋在水平桌面上旋轉(zhuǎn)，觀察哪個(gè)雞蛋旋轉(zhuǎn)的時(shí)間更久（或更平穩(wěn)）。

先停下來的是生雞蛋，后停下來的是熟雞蛋。因?yàn)樯u蛋蛋殼是固體，蛋清和蛋黃是液體，它們的轉(zhuǎn)動(dòng)速度不同步，所以先停下來了。而熟雞蛋蛋殼、蛋清、蛋白的轉(zhuǎn)動(dòng)速度同步，所以后停下來。

【學(xué)生2】用相同的力讓兩個(gè)雞蛋在水平桌面上旋轉(zhuǎn)，過一會(huì)兒，突然用手按停雞蛋并立即放手，自動(dòng)立起來的就是生雞蛋，反之就是熟雞蛋。

因?yàn)槭祀u蛋的蛋黃和蛋白是固體，與蛋殼的轉(zhuǎn)動(dòng)是同步的，所以用手按住蛋殼，雞蛋就停止轉(zhuǎn)動(dòng)了。生雞蛋的蛋黃和蛋白是液體，與蛋殼轉(zhuǎn)動(dòng)不同步，當(dāng)?shù)皻ねＯ聛頃r(shí)，蛋黃和蛋清由于慣性繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，并帶動(dòng)蛋殼轉(zhuǎn)動(dòng)。

（三）建立激勵(lì)和評價(jià)機(jī)制

開展物理課外實(shí)驗(yàn)，需要學(xué)校、家長、教師“三管齊下”才能落實(shí)。

學(xué)校應(yīng)從制度上將課外實(shí)驗(yàn)納入學(xué)生綜合素質(zhì)評價(jià)和實(shí)驗(yàn)考查中，定期舉行課外實(shí)驗(yàn)成果展評比（包括實(shí)驗(yàn)小視頻、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、小論文、手抄報(bào)、實(shí)驗(yàn)操作技能比賽等），將其納入班級綜合考核分，并對表現(xiàn)優(yōu)秀的師生進(jìn)行表彰和獎(jiǎng)勵(lì)。

家長應(yīng)支持學(xué)校的工作，在家里配合和監(jiān)督自己的小孩認(rèn)真完成課外實(shí)驗(yàn)，體驗(yàn)親子實(shí)驗(yàn)的樂趣。

教師應(yīng)積極引導(dǎo)學(xué)生開展課外實(shí)驗(yàn)，適時(shí)為學(xué)生解疑答惑，不斷鼓勵(lì)學(xué)生勤于動(dòng)手、勇于探索、合作交流、分享成果。

三、收獲與反思

（一）收獲

1.學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣高漲，且能保持持久的學(xué)習(xí)動(dòng)力。學(xué)生每周最期待的事情莫過于老師布置實(shí)驗(yàn)作業(yè)，而老師最快樂的事情是每周都能收到一些意想不到、充滿創(chuàng)意的實(shí)驗(yàn)小視頻。師生都能從中學(xué)到很多書本上沒有的知識(shí)。

2.學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)不斷得到提升。通過課外實(shí)驗(yàn)，絕大部分學(xué)生明白了科學(xué)探究的過程，學(xué)會(huì)了科學(xué)探究的方法，在體驗(yàn)科學(xué)探究樂趣的過程中主動(dòng)獲取物理知識(shí)，科學(xué)素養(yǎng)得到提升。

3.學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力得到了提高。在課外實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生通過自己動(dòng)手操作、動(dòng)口解說、動(dòng)腦設(shè)計(jì)，培養(yǎng)了各方面的能力，形成了科學(xué)思維。

4.學(xué)生與家長的關(guān)系更融洽。課外實(shí)驗(yàn)讓家長參與學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成為可能，有的家長全程陪同自己的小孩做實(shí)驗(yàn)，有的家長幫自己的小孩拍實(shí)驗(yàn)小視頻，有的家長幫自己的小孩分析實(shí)驗(yàn)失敗的原因……課外實(shí)驗(yàn)拉近了學(xué)生和家長之間的距離，使親子關(guān)系更加融洽。

（二）反思

1.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容更有趣。課外實(shí)驗(yàn)應(yīng)結(jié)合學(xué)校實(shí)際和教學(xué)需要，精心選取優(yōu)質(zhì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生利用身邊隨手可得的物品進(jìn)行有趣、有實(shí)用價(jià)值的實(shí)驗(yàn)探究。

2.實(shí)驗(yàn)過程更安全。因課外實(shí)驗(yàn)是在家里完成的，現(xiàn)場沒有老師的指導(dǎo)，所以布置實(shí)驗(yàn)任務(wù)時(shí)一定要把安全性放在第一位。如果實(shí)驗(yàn)中確定要用到電、火、刀等時(shí)，一定要提醒家長全程陪同學(xué)生一起實(shí)驗(yàn)。

3.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)更科學(xué)。要根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，選取適合學(xué)生拓展性學(xué)習(xí)的課外實(shí)驗(yàn)或?qū)嵺`活動(dòng)。