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【摘要】培养学生的创新能力，物理学科具有得天独厚的优势，而物理实验则是培养学生创新能力的有效途径。本文试通过演示实验设计、改进、实验异构、实验探究、课外实验等加以阐述，培养学生的创新能力。
【关键词】物理实验； 创新意识 ；创新能力
The use of physical experiments to develop students ability to innovate
Zhang Ke-fu
【Abstract】Students ability to innovate， physics has a unique advantage， and the physical experiment is to develop students ability to innovate and effective way. This paper demonstrates through experimental design， improvement， experimental heterogeneous， experimental inquiry， extracurricular experiments to be described， to develop students ability to innovate.
【Key words】Physics experiments；Innovation； Innovation
培养学生的创新能力，物理学科有着得天独厚的优势。因为物理是一门以实验为基础的学科，物理实验教学由于生动、直观、有趣、具有探究性等优势，在培养学生动手操作能力、激发学生对物理学习的浓厚兴趣、促进创造性思维的发展，树立科学的思维方式等方面具有独特的作用。物理实验的目的不只是教学生使用各种仪器设备，也不仅是让学生学会一些实验的方法与手段；主要是让学生通过实践真正掌握物理规律的真谛，学会用实验方法去证明或推翻理论。所以在物理教学中培养学生的创新能力是实施素质教育的重要内容。物理学从本质上说是一门实验科学，物理规律的发现和物理理论的建立都必须以物理实验为基础，并受到实践的检验。因此在物理教学中，尤其是在实验教学中，注意不断激励学生通过观察、比较、实验、归纳、类比等探索手段提出种种假设和猜想发展他们的创新意识就显的尤为重要。因此，在新课程理念下，如何利用物理实验来培养学生的创新能力，试从以下几个方面加以阐述：
1. 充分挖掘教材中的实验，精心设计演示实验，培养创新能力 创新思维总是为解决某个问题而展开的，敢于并善于对传统的知识、流行的观念提出问题，实际上就是一种创新。由此可见，要培养创新思维能力，有必要培养学生的怀疑与批判创新意识。在现今的一般课堂演示实验中，往往是教师讲授什么或演示什么，学生便记什么，缺乏质疑的精神。要改变这一点，精心设计在部分演示实验中，寓错于实验中，并要求学生找出其中哪些操作是错误的。
例如，在验证机械能守恒定律时，介绍了实验仪器后，要求学生仔细观察教师的操作，指出其中的错误之处并给出纠正。实际操作时，故意把打点计时器装斜，先释放纸带，再开打点计时器，设置了一系列的人为的错误。结果发现，在故意出错的实验教学课堂中，学生发言非常踊跃，不但找出了故意设置的错误，甚至还指出了教师亦没有意识到的地方，例如，学生指出，在释放纸带前应当上下移动一下纸带，检验打点计时器是否对纸带造成较大的摩擦阻力，充分体现了学生思维的发散性。
2. 对课本中的演示实验加以改进，增加其趣味性，培养创新能力 演示实验是物理教学中被广泛使用、最有成效的教学形式之一。教材的实验设计及操作方法虽然经过反复验证，但实际操作中仍存在一些不足，需要对某些实验进行改进。实验改进本身就是在想象的基础上进行的一种创新。通过改进实验常常可以增强演示实验的效果，为培养学生的观察力提供了更为鲜明直观的感性材料，吸引学生进入创新的殿堂，并能激发学生独立思考和创新思维。例如：我在做电学黑盒子实验前，提供学生电阻、电容器、二极管、电源等电子元件；要求学生利用不超过四个电子元件来设计并制作一个电路放在盒子里组成一个电学黑盒子，在设计时同时考虑利用万用表来检测的可行性，并写出实验操作步骤和实验依据；然后同学之间交换来检测判断黑盒子内的电路连接方式，并交给设计者判断；最后根据检测成功数量，评出最佳设计奖和最佳检测奖。这个做法取得了很大的成功，学生在设计、制作过程中锻炼了实验设计和动手能力，利用课外时间想方设法的进行检测，在不断的失败中得到了成功，提高了学生检测电学黑盒子的能力。再如，在讲解失重现象时，引入“水瓶自由下落，”实验。当瓶子从高处下落时，小孔竟然不漏水。学生看到这个意想不到的现象，无不感到新奇有趣。继而发问，水为什么不漏了？是什么“堵”住了小孔？其中有何奥秘？学生受到这种新奇的实验现象的吸引，注意力集中，且教师的问题恰是他们脑中的疑问，激发他们积极开动脑筋。
3. 同种原理实验不同方案构建，培养学生的创新能力 演示实验时，多数教师往往只是用某一套实验仪器来进行演示，使得学生的思维仅仅局限于这一套实验设备，思维无法得到较好的发散。若对其器材进行增减，能否进行原有实验的测量？并思考如何设计？这也是进行思维创新的途径之一
如求未知电阻：器材：电流表两只、电压表两只、电键若干、导线若干、已知电阻一个，求未知电阻。
方案1：电流表、电压表是用来测量？
方案2：如果只有一只电压表，电键一个、导线若干，已知电阻一个，如何测量？
方案3：如果只有一只电流表，电键一个、导线若干，已知电阻一个，如何测量？
4. 把验证性的实验改为探究性实验，以培养学生的创新能力 验证性的实验是先有结论，后用实验验证结论的正确性。而探索性实验则是先做实验，通过观察、记录、分析、讨论，去粗取精，去伪存真，了解事物的本质及变化的根源，把感性认识上升为理性认识。由于学生的手、脑、眼等多种感官参与，能充分调动学生的积极性，激发兴趣。培养学生具有创新能力。
例如，胡克定律在教材中若如果直接给出公式f=kx，并利用实验现有的器材加以检验不利于学生的创新精神的培养。我们可以利用物理实验室现有的螺旋弹簧、刻度尺、钩码、铁架台等器材进行分组实验。让学生进行实验探索，得出胡克定律。
5. 布置课外实验，通过对课外实验的设计，提升学生的创新能力 物理课外实验题材广泛，材料极其丰富，是一种激发学生学习兴趣，发挥学生创造能力的有益活动，课外实验不仅能巩固和深化课内知识，而且有利于培养学生的实验技能，增强学生思维的独创性。
例如，《圆周运动》课后提出这样的问题：“给出一辆裸车，设计档水板。”可以让学生先利用本节课所学的知识思考、讨论，再让他们亲自动手作操作并进行验证，不但加深了印象，提高了学生的兴趣，还能让学生体会到理论要与实际相结合的科学观点。
总之，我们要充分利用好现有教材中的实验，同时要不拘一格布置课外实验，充分发挥实验这块沃土，以期达到培养学生创新能力的目标。我们还要培养学生的科学实验素养，理论联系实际和实事求是的科学作风，严肃认真一丝不苟的科学态度；更重要的是通过对分组实验、课堂演示实验、课外小实验以及日常生活中物理现象的严密观察和勤于思考，培养学生主动研究的探索精神和创造性的发现、思考和解决新的实际问题的能力。
参考文献
[1] 阎金铎 《中学物理教学》山东教育出版社 ，1998.8
[2] 牟大全 《物理教学艺术与研究》山东教育出版社 ，1999
[3] 阎金铎 ，田世昆 《中学物理教学概论》高等教育出版社 ，2003
【关键词】物理实验； 创新意识 ；创新能力
The use of physical experiments to develop students ability to innovate
Zhang Ke-fu
【Abstract】Students ability to innovate， physics has a unique advantage， and the physical experiment is to develop students ability to innovate and effective way. This paper demonstrates through experimental design， improvement， experimental heterogeneous， experimental inquiry， extracurricular experiments to be described， to develop students ability to innovate.
【Key words】Physics experiments；Innovation； Innovation
培养学生的创新能力，物理学科有着得天独厚的优势。因为物理是一门以实验为基础的学科，物理实验教学由于生动、直观、有趣、具有探究性等优势，在培养学生动手操作能力、激发学生对物理学习的浓厚兴趣、促进创造性思维的发展，树立科学的思维方式等方面具有独特的作用。物理实验的目的不只是教学生使用各种仪器设备，也不仅是让学生学会一些实验的方法与手段；主要是让学生通过实践真正掌握物理规律的真谛，学会用实验方法去证明或推翻理论。所以在物理教学中培养学生的创新能力是实施素质教育的重要内容。物理学从本质上说是一门实验科学，物理规律的发现和物理理论的建立都必须以物理实验为基础，并受到实践的检验。因此在物理教学中，尤其是在实验教学中，注意不断激励学生通过观察、比较、实验、归纳、类比等探索手段提出种种假设和猜想发展他们的创新意识就显的尤为重要。因此，在新课程理念下，如何利用物理实验来培养学生的创新能力，试从以下几个方面加以阐述：
1. 充分挖掘教材中的实验，精心设计演示实验，培养创新能力 创新思维总是为解决某个问题而展开的，敢于并善于对传统的知识、流行的观念提出问题，实际上就是一种创新。由此可见，要培养创新思维能力，有必要培养学生的怀疑与批判创新意识。在现今的一般课堂演示实验中，往往是教师讲授什么或演示什么，学生便记什么，缺乏质疑的精神。要改变这一点，精心设计在部分演示实验中，寓错于实验中，并要求学生找出其中哪些操作是错误的。
例如，在验证机械能守恒定律时，介绍了实验仪器后，要求学生仔细观察教师的操作，指出其中的错误之处并给出纠正。实际操作时，故意把打点计时器装斜，先释放纸带，再开打点计时器，设置了一系列的人为的错误。结果发现，在故意出错的实验教学课堂中，学生发言非常踊跃，不但找出了故意设置的错误，甚至还指出了教师亦没有意识到的地方，例如，学生指出，在释放纸带前应当上下移动一下纸带，检验打点计时器是否对纸带造成较大的摩擦阻力，充分体现了学生思维的发散性。
2. 对课本中的演示实验加以改进，增加其趣味性，培养创新能力 演示实验是物理教学中被广泛使用、最有成效的教学形式之一。教材的实验设计及操作方法虽然经过反复验证，但实际操作中仍存在一些不足，需要对某些实验进行改进。实验改进本身就是在想象的基础上进行的一种创新。通过改进实验常常可以增强演示实验的效果，为培养学生的观察力提供了更为鲜明直观的感性材料，吸引学生进入创新的殿堂，并能激发学生独立思考和创新思维。例如：我在做电学黑盒子实验前，提供学生电阻、电容器、二极管、电源等电子元件；要求学生利用不超过四个电子元件来设计并制作一个电路放在盒子里组成一个电学黑盒子，在设计时同时考虑利用万用表来检测的可行性，并写出实验操作步骤和实验依据；然后同学之间交换来检测判断黑盒子内的电路连接方式，并交给设计者判断；最后根据检测成功数量，评出最佳设计奖和最佳检测奖。这个做法取得了很大的成功，学生在设计、制作过程中锻炼了实验设计和动手能力，利用课外时间想方设法的进行检测，在不断的失败中得到了成功，提高了学生检测电学黑盒子的能力。再如，在讲解失重现象时，引入“水瓶自由下落，”实验。当瓶子从高处下落时，小孔竟然不漏水。学生看到这个意想不到的现象，无不感到新奇有趣。继而发问，水为什么不漏了？是什么“堵”住了小孔？其中有何奥秘？学生受到这种新奇的实验现象的吸引，注意力集中，且教师的问题恰是他们脑中的疑问，激发他们积极开动脑筋。
3. 同种原理实验不同方案构建，培养学生的创新能力 演示实验时，多数教师往往只是用某一套实验仪器来进行演示，使得学生的思维仅仅局限于这一套实验设备，思维无法得到较好的发散。若对其器材进行增减，能否进行原有实验的测量？并思考如何设计？这也是进行思维创新的途径之一
如求未知电阻：器材：电流表两只、电压表两只、电键若干、导线若干、已知电阻一个，求未知电阻。
方案1：电流表、电压表是用来测量？
方案2：如果只有一只电压表，电键一个、导线若干，已知电阻一个，如何测量？
方案3：如果只有一只电流表，电键一个、导线若干，已知电阻一个，如何测量？
4. 把验证性的实验改为探究性实验，以培养学生的创新能力 验证性的实验是先有结论，后用实验验证结论的正确性。而探索性实验则是先做实验，通过观察、记录、分析、讨论，去粗取精，去伪存真，了解事物的本质及变化的根源，把感性认识上升为理性认识。由于学生的手、脑、眼等多种感官参与，能充分调动学生的积极性，激发兴趣。培养学生具有创新能力。
例如，胡克定律在教材中若如果直接给出公式f=kx，并利用实验现有的器材加以检验不利于学生的创新精神的培养。我们可以利用物理实验室现有的螺旋弹簧、刻度尺、钩码、铁架台等器材进行分组实验。让学生进行实验探索，得出胡克定律。
5. 布置课外实验，通过对课外实验的设计，提升学生的创新能力 物理课外实验题材广泛，材料极其丰富，是一种激发学生学习兴趣，发挥学生创造能力的有益活动，课外实验不仅能巩固和深化课内知识，而且有利于培养学生的实验技能，增强学生思维的独创性。
例如，《圆周运动》课后提出这样的问题：“给出一辆裸车，设计档水板。”可以让学生先利用本节课所学的知识思考、讨论，再让他们亲自动手作操作并进行验证，不但加深了印象，提高了学生的兴趣，还能让学生体会到理论要与实际相结合的科学观点。
总之，我们要充分利用好现有教材中的实验，同时要不拘一格布置课外实验，充分发挥实验这块沃土，以期达到培养学生创新能力的目标。我们还要培养学生的科学实验素养，理论联系实际和实事求是的科学作风，严肃认真一丝不苟的科学态度；更重要的是通过对分组实验、课堂演示实验、课外小实验以及日常生活中物理现象的严密观察和勤于思考，培养学生主动研究的探索精神和创造性的发现、思考和解决新的实际问题的能力。
参考文献
[1] 阎金铎 《中学物理教学》山东教育出版社 ，1998.8
[2] 牟大全 《物理教学艺术与研究》山东教育出版社 ，1999
[3] 阎金铎 ，田世昆 《中学物理教学概论》高等教育出版社 ，2003