《物理课外小实验设计指南｜教师备课专用》

1物理课外小实验的核心价值与设计定位演讲人2026-06-12

物理课外小实验的核心价值与设计定位01分模块典型课外小实验备课设计案例02物理课外小实验的通用设计原则03课外小实验的备课配套实施与评价设计04目录

《物理课外小实验设计指南｜教师备课专用》我在2021-2023年参与市域义务教育与高中物理教研备课指导工作，先后走访29所城乡公办、民办中学，旁听近百节常规课与公开课，收集一线教师关于课外小实验设计的120份调研问卷，发现超过72%的一线教师认同课外小实验的教学价值，但仅有18%的教师能稳定设计出符合学情、可落地的课外实验。基于一线备课的实际需求，我整理这份设计指南，从定位、原则、案例到实施评价形成完整框架，供各位教师参考使用。01ONE物理课外小实验的核心价值与设计定位

1当前课外小实验设计的普遍痛点从调研结果来看，一线设计的常见问题可归纳为三类：一是脱离课标目标，将课外实验做成“趣味秀”，活动过程热闹但未对应核心知识点，无法起到巩固课堂内容的作用；二是器材门槛过高，部分设计要求学生购买专用实验套装，既给家庭增加额外负担，也导致乡村、偏远地区学生因资源不足无法完成；三是设计固化单一，仅给出固定操作步骤，没有预留探究空间，无法满足不同层次学生的学习需求，最终让课外实验沦为形式化作业。

2课外小实验的核心教学价值课外小实验是课堂实验教学的延伸补充，其核心价值体现在三个层面：

2课外小实验的核心教学价值2.1落实物理核心素养的要求物理核心素养要求学生形成物理观念、科学思维、科学探究与科学态度与责任，课堂实验多受时间、分组限制，学生多为按步骤操作，自主探究空间不足。课外小实验由学生独立或组队完成，可真正让学生在自主操作中把抽象概念转化为具象体验，落实素养目标。

2课外小实验的核心教学价值2.2弥合城乡教学资源差异优质课外小实验可完全依托生活化器材完成，不需要专业实验室设备，可有效弥补乡村学校实验资源不足的短板，让所有学生都能获得动手探究的机会。

2课外小实验的核心教学价值2.3衔接课堂教学与生活应用物理知识本身来源于生活，课外小实验可让学生直接从日常物品中发现物理规律，打破“物理是书本知识”的刻板印象，建立“生活处处有物理”的认知。明确了课外小实验的核心定位与价值后，我们需要进一步梳理设计阶段需要遵循的通用原则，为具体设计提供规范指引。02ONE物理课外小实验的通用设计原则

1贴合课标学情的适配性原则适配性是课外小实验设计的首要原则，核心是让实验匹配当下教学需求与学生能力：

1贴合课标学情的适配性原则1.1知识点精准匹配每一个课外小实验必须对应课时核心知识点，不能为了趣味脱离教学目标。例如八年级“浮力”新授课后，设计“鸡蛋的浮沉”实验，刚好对应阿基米德原理与物体浮沉条件的核心知识点，学生完成后可直接巩固课堂所学，不需要额外拓展超出课标要求的内容。

1贴合课标学情的适配性原则1.2分层满足不同学情设计时必须兼顾基础薄弱学生与学有余力学生的需求，我曾经在一所农村初中见过一位老教师的设计：同样是“大气压强”课后实验，基础要求是完成“硬纸板托水杯”，验证大气压的存在，所有学生10分钟内就能完成；进阶要求是改变杯子内水的体积、更换不同材质的纸片，观察实验结果是否变化，探究影响实验的变量，供学有余力的学生深入探究。这种分层设计既保护了基础薄弱学生的自信心，也给优秀学生留下了探究空间，非常值得借鉴。

2器材生活化的易得性原则课外小实验的核心优势就是低成本，设计时必须遵循器材易得的要求：

2器材生活化的易得性原则2.1优先选用日常废弃物品尽可能选用饮料瓶、硬纸板、橡皮筋、旧玩具零件等随处可得的日常物品，避免要求学生购买专用器材。我在去年市域学生实验成果展上，看到一名学生用废弃电话线芯制作的光纤灯，导光效果比新买的专用材料还好，学生自己也在实验报告中写到“没想到废品也能做实验，物理太有意思了”，这种成就感是购买成品实验套装无法给予的。

2器材生活化的易得性原则2.2严格规避高危器材设计时要主动规避需要高温加热、高压电源、有毒化学试剂的器材，若必须涉及相关内容，要明确要求家长全程陪同，并在备课阶段标注清楚安全注意事项。

3探究开放性原则课外小实验不能做成“按步骤走流程”的验证任务，要预留足够的自主探究空间：

3探究开放性原则3.1基础层完成知识点验证基础任务必须明确，确保所有学生都能通过操作验证课堂所学的核心结论，达到巩固知识的基本目标。

3探究开放性原则3.2拓展层支持自主变量探究拓展任务不设固定结论，让学生自主改变实验条件，探究不同变量对实验结果的影响，培养学生的科学探究思维。明确通用设计原则后，接下来我结合不同知识模块的课标要求，整理适配各教学阶段的典型设计框架与备课要点，供各位教师直接参考或改编。03ONE分模块典型课外小实验备课设计案例

1力学模块课外小实验设计力学是初高中物理的基础模块，与日常生活联系紧密，适合设计低成本课外实验：3.1.1初中“大气压强”课时配套：自制气压计与天气观测器材要求：500ml透明饮料瓶1个、吸管1根、橡皮泥1块、染色清水（加一滴墨水即可），所有器材均可在家找到。备课任务设计：基础任务（必做）：饮料瓶装入半瓶染色清水，吸管穿过橡皮泥插入水中，密封瓶口后向吸管内吹气，使液面上升至瓶口以上，固定后观察一天内不同时间的液面变化，验证大气压的存在；拓展任务（选做）：连续一周记录每日液面最高值，对比对应日期的天气，总结大气压变化与天气的关联。备课提示：提前提醒学生吹气不要过猛，避免水喷出，不需要限定饮料瓶规格，大瓶小瓶都可完成实验，我自己试过用2L可乐瓶制作，液面变化更明显，学生观测效果更好。

1力学模块课外小实验设计1.2高中“静摩擦力”课时配套：书本拔河实验器材要求：两本相同厚度的课本，不需要额外器材。备课任务设计：基础任务：将两本课本逐页交叉叠放，尝试将两本书拉开，感受最大静摩擦力的大小，验证接触面积对最大静摩擦力的影响；拓展任务：改变叠放的页数，用弹簧测力计（或家用弹簧秤）测量拉开书本需要的拉力，总结最大静摩擦力与接触面积的定量关系。

2声学光学模块课外小实验设计声学光学知识点偏向现象观察，适合设计体验型小实验：

2声学光学模块课外小实验设计2.1初中“音调与频率”课时配套：自制橡皮筋吉他器材要求：空纸盒1个、不同粗细的橡皮筋4-5根，随处可得。备课任务设计：基础任务：将橡皮筋依次绷在空纸盒上，拨动不同粗细的橡皮筋，听音调的变化，验证音调与振动频率的关系；拓展任务：改变橡皮筋的松紧程度，探究音调与松紧的关系。

2声学光学模块课外小实验设计2.2高中“光的全反射”课时配套：自制简易光纤灯器材要求：废旧透明塑料吸管10-20根、手电筒1个、黑纸1张，均可从废品中收集。备课任务设计：基础任务：将吸管剪齐捆成束，用黑纸包裹束身，一端对准手电筒光源，观察另一端的发光现象，验证全反射的导光原理；拓展任务：对比弯曲和伸直状态下的导光效果，总结全反射的应用条件。

3电磁学模块课外小实验设计电磁学知识点相对抽象，课外实验可帮助学生建立具象认知：

3电磁学模块课外小实验设计3.1初中“磁化现象”课时配套：自制简易指南针器材要求：缝衣针1根、磁铁1块、泡沫小块1个、装水的碗1个。备课任务设计：基础任务：将缝衣针用磁铁沿同一方向磁化，放在泡沫块上漂浮于水面，静止后观察指向，验证磁化现象与地磁场的存在；拓展任务：改变磁化时间，测试指南针指向性的变化，探究磁化效果的影响因素。3.3.2高中“电磁感应现象”课时配套：旧马达自制简易发电机器材要求：废旧玩具电动车马达1个、发光二极管1个、导线2根，均可从旧玩具中拆解得到。备课任务设计：基础任务：将马达的两个接线柱接发光二极管，快速转动马达轴，观察二极管是否发光，验证电磁感应现象；拓展任务：改变转动速度，观察二极管亮度变化，总结感应电流大小与切割磁感线速度的关系。

4热学模块课外小实验设计热学实验多涉及温度测量，可依托家用器材完成：

4热学模块课外小实验设计4.1初中“比热容”课时配套：比较不同物质的吸热能力器材要求：两个相同的玻璃杯、质量相同的水和沙子、家用温度计1根。备课任务设计：基础任务：将两个杯子放在阳光下照射1小时，测量水和沙子的温度变化，比较二者吸热能力的差异，验证比热容的概念；拓展任务：改变照射时间，重复实验，总结温度变化与加热时间的关系。完成实验内容设计后，教师备课还需要提前规划课外实施流程与评价方案，避免实验布置后流于形式，无法达成预设教学目标。04ONE课外小实验的备课配套实施与评价设计

1课前备课的实施准备1.1分层任务明确标注我个人的备课习惯是，每一个课外实验都在备课案上明确标注“必做”“选做”，必做任务要求10分钟以内完成，不占用学生过多课余时间，选做任务安排在周末完成，给学生充分的自主选择空间。

1课前备课的实施准备1.2安全事项提前告知对涉及尖锐器材、热水的实验，必须在布置任务时明确要求家长陪同，将安全注意事项写在作业通知中，避免发生安全事故。

1课前备课的实施准备1.3成果展示提前预留每次布置课外实验后，我都会在下周的新课中预留5-10分钟的展示环节，让学生分享自己的实验成果，这个环节能极大激发学生的参与积极性，我发现不少原来对物理兴趣不高的学生，因为上台展示了自己的小实验，逐渐对物理产生了学习兴趣。

2过程性评价设计课外小实验的评价不能以“对错”为标准，要以激发兴趣、培养素养为核心：

2过程性评价设计2.1简化过程记录要求不要求学生写长篇大论的实验报告，仅要求记录实验过程中的现象与自己的疑问，可采用拍照片、15秒小视频的方式提交，降低学生的完成负担。

2过程性评价设计2.2采用多元评价主体评价可分为学生自评、同伴互评、教师点评三个部分，亲子合作的实验可增加家长评价，重点评价学生的参与度与探究意识，不是实验结果的准确性。

2过程性评价设计2.3评价结果灵活运用将课外实验的参与情况计入平时成绩，可作为优秀学生评选、学科特长认定的参考，不做硬性合格要求，避免给学生造成过大压力。

3特殊场景的备课调整3.1乡村资源不足场景调整若部分学生确实缺少个别器材，可安排同村、同宿舍的学生组队完成，不需要要求每个人单独做，既解决了资源问题，也培养了学生的合作能力。

3特殊场景的备课调整3.2线上教学场景调整线上教学期间，可要求学生提前准备器材，上课过程中同步操作，连麦展示实验现象，我在2022年上半年线上教学期间采用这种方式，原本不到30%的课堂互动率，提升到了70%以上，教学效果远好于纯讲授的模式。综上，从核心