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摘 要：本文就初中物理实验创新设计，实验课堂实施， 培养学生创新思维，特别是通过课堂生成与捕捉、评价与激励、分组与合作、动手与操作等方面达到目的。并进一步通过创新实验教学，引起学生在日常生活与学习中，关注身边物理现象，主动探究，深究“实验生成”，从实验的层面上培养学生的创新思维。
关键词：实验创新设计；预设与生成；评价与激励；创新思维与培养
构建自主创新型社会是当今我国提出的重要战略目标，实现这个目标需要创新型人才[1]，中学新课程改革要求培养学生的创新思维，物理课是以实验为基础的学科，在实验教学中培养创新思维成为培养学生创新能力的主阵地[2]。就厦门农村生源来说，学生们从孩提时代起对身边的物理现象充满好奇，但随着岁月流失，到初中时，这种好奇心渐渐缺失，甚至只留在潜意识中，所以，教师需要对实验进行创新设计，创造性地展示实验现象的“新、奇、美”，以创设创新学习情境，诱导创新动机，激发学生的好奇心与创新思维。通过大量的教学实验表明，可以通过以下途径培养创新思维[3]。
一、要有效地培养学生实验创新思维，教师首先必须具有创新意识，进行实验创新设计
“意识是思维主体对信息进行处理后的产物，没有思维主体及思维活动就不可能产生意识”[4]。所以，教师必须要增强创新意识，深入思考，不断对自己的教学进行创新性地改变。
研究实验教学三维目标发现：“新、奇、美、易”当之无愧成为实验创新设计的目标。“新”即是创新，也就是尽量通过实验创新设计展示学生少见或没见过的科学现象，以激发学生的创新思考；“易”是指尽可能利用身边的课程资源进行实验创新设计，只要有效，“朴素、草根”一点未尝不可，还更容易引导学生创新实验。进行实验创新设计具体方法如下。
1. 运用“相似联想”进行实验创新设计
[案例1]沪科版（2012年）八年级物理课本（以下同）P199实验：两位工人从一楼搬运物体到三楼，比较做功的快慢。这个实验在课堂上不能演示，只能借助课件展示。运用相似联想方法中的形式上相似的事物进行创新设计：收齐数学课本，均分成两半，完全一样对称放置在讲台两侧，请两队分别派两个代表上来实验，一位计时，另一位同学一本一本地对称叠放在讲台上，看谁做功快。这样设计还引入了竞赛机制，能获得真实的体验，创设了情境，活跃了气氛，有利于激发学生的创新思维活动，使学生感觉到，物理就在身边。
[案例2] 在学习飞机升力产生时，运用“相似联想”引导学生自制简易飞机模型创新实验：不规定材料，用两根长短不一的细轻质棒成90度交叉绑好，在短棒两侧向中间对称套上上面弧形，下面平的轻质物体例如硬纸片，用胶水在交叉点粘紧，再在长棒靠近末端对称做两条尾翼，演示飞行实验。比引导学生单一用纸做飞机或用竹蜻蜓演示的实验开放度与思维空间大。
2. 运用“思维的变通性”进行创新实验设计
在小组合作探究中，运用思维变通，巧用身边的课程资源代替一些常规器材进行创新实验，能更好地激发学生创新思维。[案例3]八年级课本P29《探究：速度的变化》：若将用实验室的斜面、小车、停表等器材进行的分组实验改为利用身边的物体分组实验，并同步书写报告。同学们兴致勃勃地开始了：有的用电子表测时间，有的用手表，有的用脉搏估测。有的把书本一端翘起做斜面，用刻度尺测量书本的长度，再分成两段，把橡皮擦从上面溜下来，有的用乒乓球……一会儿，有的小组问：“斜面短，时间不好测怎么办？”、“能否想办法加长点。”（“师”）同学们想了想，用两本书连接起来加长斜面，我会心的点点头。“老师，我们组斜面已经做得很长了，但时间依然不好测？”、“你的斜面太陡了，再想想……”他们立刻放缓了斜面……。其实学生的创意不少，若教师善于引导学生变通思维，利用身边的资源，多动手创新实验，是可以做到让物理走进生活的。
3. 运用逆向思维进行实验创新设计
在实验教学中，运用逆向思维中的反向求索的方式进行创新思维，往往收到奇效。[案例4]八年级课本P157“铁皮罐塌陷实验”： 罐口打开、装有少许水的铁皮罐内的水烧开后，再盖紧盖子，用冷水浇铁皮罐，铁皮罐被压扁了。运用逆向思维深入一步：再往塌陷的铁皮罐上用开水浇，塌陷的铁皮罐又膨胀起来，反过来佐证大气压的存在，能够很好地激发学生的逆向思维。
4. 运用分合发散进行实验创新设计
在实验设计时，若发散思考找到所需实验器材，与实验对象进行合并，就可以找到一种新的实验方法。[案例5]八年级课本P195实验：用一个动滑轮拉一个重物来探究机械功的实验。为了更清楚地展示重物上升的高度与绳子移动距离之间的关系，可以在实验装置后面竖放一块贴有白纸的大木板，实验前后分别标出重物及绳子自由端所处的位置，再连成线，对比二者的长度关系。这样做看起来只做了很小的改进，似乎小题大做。其实，培养学生创新思维， 就是从一点一滴的小处着手，引导学生一步步地养成思考、求新，最终创新的良好习惯的。
二、通过充分预设、三向捕捉、二次探究、多元评价深化“实验生成”，培养学生创新思维
苏霍姆林斯基说：“教育的技巧并不在于预见到课堂的所有细节，而在于根据当时的具体情况，巧妙地在学生不知不觉中做出相应的变动。”这反映了应对课堂教学生成的重要性。对“实验生成”进行预设，捕捉，探究，能拓展动态课程资源，在学与教的“学习共同体”中通过深化“实验生成”培养创新思维。
1. 实验前的充分预设
“凡事预则立，不预则废。”为了较好地应用“实验生成”培养创新思维，教师事先应做好充分预设。虽然“实验生成”不一定按预设的方向发展，但教师依然要进行预设，因为：（1）充分的预设能使教师处于一种对“实验生成”随时进行激发、捕捉的活跃的潜意识状态；（2）“实验生成”课程资源的开发、应用需要相应的预案，教师事先要做到心中有数；（3）“实验生成”预设是教师对实验创新设计向纵深发展的探索，是提升教师实验创新设计能力的有效途径。高质量的预设可以这样做：（1）深入钻研教材，分析实验的知识背景；研究学情：包括学生的思维特点、知识状况、心理世界等；（2）针对实验过程中知识、现象等的生成点和学生的“最近发展区”巧妙自问；（3）运用发散思维充分预设学生的回答以及可能出现的情况；针对可能出现的有价值的生成设计应对方案。
2. “实验生成”的三向捕捉与引导
（1）正向捕捉与引导：演示实验时，同步关注学生反馈生成的与实验结论有关的正向信息，进行分析，对有价值的生成资源进行正向引导；分组实验时，教师主动观察、交流，挖取正向生成；（2）反向捕捉与引导：在以上的施教行动中，对于生成的错误的课程资源，如果能引导学生求证它是错误的，反过来佐证结论，也是值得开发与利用的；（3）泛向捕捉与引导：如果出现与本节课无关的有价值的生成，照样不要放过，运用整个课程一盘棋的思想，进一步加大开放度，进行捕捉与引导。
3. “实验生成”的二次探究
教师在实验教学中捕捉到有价值的“实验生成”时，及时引导学生进行二次探究，是直接利用“实验生成”促使学生形成创新思维的重要途径。若出现新的有价值的生成，激励学生进一步探究，引导学生的创新思维往更深方向发展。
4. “实验生成”的多元评价与激励
新课程要求对学生进行多元评价，其中形成性与发展性评价要关注学生的情感、合作交流能力、创新思维能力、动手操作能力等。评价要着力于对后续创新学习行为的拓展、外延进行激励。“实验生成”探究的评价也适用此道。评价表见表1。
当然，培养学生创新思维的方法很多，通过实验创新设计、深化“实验生成”是其中重要的一种，因为它抓住了物理课是以实验为基础的学科本质。在创新思维培养的过程中，我们会遇到很多问题，只要针对问题，不断钻研，寻求解决办法，达成新课程要求的培养学生创新思维的教学目标，为我国构建自主创新型社会，在中学阶段打下坚实基础是能实现的。
参考文献：
[1]袁振国.教育新理念[M].北京：教育科学出版社，2007：108-113.
[2]教育部.初中科学课程标准[S].北京：北京师范大学出版社，2012：52-65.
[3]余伟.创新能力培养与应用[M].北京：航空工业出版社，2008： 60-72.
[4]张世富.心理学[M].北京：人民教育出版社，2011：113-130.
关键词：实验创新设计；预设与生成；评价与激励；创新思维与培养
构建自主创新型社会是当今我国提出的重要战略目标，实现这个目标需要创新型人才[1]，中学新课程改革要求培养学生的创新思维，物理课是以实验为基础的学科，在实验教学中培养创新思维成为培养学生创新能力的主阵地[2]。就厦门农村生源来说，学生们从孩提时代起对身边的物理现象充满好奇，但随着岁月流失，到初中时，这种好奇心渐渐缺失，甚至只留在潜意识中，所以，教师需要对实验进行创新设计，创造性地展示实验现象的“新、奇、美”，以创设创新学习情境，诱导创新动机，激发学生的好奇心与创新思维。通过大量的教学实验表明，可以通过以下途径培养创新思维[3]。
一、要有效地培养学生实验创新思维，教师首先必须具有创新意识，进行实验创新设计
“意识是思维主体对信息进行处理后的产物，没有思维主体及思维活动就不可能产生意识”[4]。所以，教师必须要增强创新意识，深入思考，不断对自己的教学进行创新性地改变。
研究实验教学三维目标发现：“新、奇、美、易”当之无愧成为实验创新设计的目标。“新”即是创新，也就是尽量通过实验创新设计展示学生少见或没见过的科学现象，以激发学生的创新思考；“易”是指尽可能利用身边的课程资源进行实验创新设计，只要有效，“朴素、草根”一点未尝不可，还更容易引导学生创新实验。进行实验创新设计具体方法如下。
1. 运用“相似联想”进行实验创新设计
[案例1]沪科版（2012年）八年级物理课本（以下同）P199实验：两位工人从一楼搬运物体到三楼，比较做功的快慢。这个实验在课堂上不能演示，只能借助课件展示。运用相似联想方法中的形式上相似的事物进行创新设计：收齐数学课本，均分成两半，完全一样对称放置在讲台两侧，请两队分别派两个代表上来实验，一位计时，另一位同学一本一本地对称叠放在讲台上，看谁做功快。这样设计还引入了竞赛机制，能获得真实的体验，创设了情境，活跃了气氛，有利于激发学生的创新思维活动，使学生感觉到，物理就在身边。
[案例2] 在学习飞机升力产生时，运用“相似联想”引导学生自制简易飞机模型创新实验：不规定材料，用两根长短不一的细轻质棒成90度交叉绑好，在短棒两侧向中间对称套上上面弧形，下面平的轻质物体例如硬纸片，用胶水在交叉点粘紧，再在长棒靠近末端对称做两条尾翼，演示飞行实验。比引导学生单一用纸做飞机或用竹蜻蜓演示的实验开放度与思维空间大。
2. 运用“思维的变通性”进行创新实验设计
在小组合作探究中，运用思维变通，巧用身边的课程资源代替一些常规器材进行创新实验，能更好地激发学生创新思维。[案例3]八年级课本P29《探究：速度的变化》：若将用实验室的斜面、小车、停表等器材进行的分组实验改为利用身边的物体分组实验，并同步书写报告。同学们兴致勃勃地开始了：有的用电子表测时间，有的用手表，有的用脉搏估测。有的把书本一端翘起做斜面，用刻度尺测量书本的长度，再分成两段，把橡皮擦从上面溜下来，有的用乒乓球……一会儿，有的小组问：“斜面短，时间不好测怎么办？”、“能否想办法加长点。”（“师”）同学们想了想，用两本书连接起来加长斜面，我会心的点点头。“老师，我们组斜面已经做得很长了，但时间依然不好测？”、“你的斜面太陡了，再想想……”他们立刻放缓了斜面……。其实学生的创意不少，若教师善于引导学生变通思维，利用身边的资源，多动手创新实验，是可以做到让物理走进生活的。
3. 运用逆向思维进行实验创新设计
在实验教学中，运用逆向思维中的反向求索的方式进行创新思维，往往收到奇效。[案例4]八年级课本P157“铁皮罐塌陷实验”： 罐口打开、装有少许水的铁皮罐内的水烧开后，再盖紧盖子，用冷水浇铁皮罐，铁皮罐被压扁了。运用逆向思维深入一步：再往塌陷的铁皮罐上用开水浇，塌陷的铁皮罐又膨胀起来，反过来佐证大气压的存在，能够很好地激发学生的逆向思维。
4. 运用分合发散进行实验创新设计
在实验设计时，若发散思考找到所需实验器材，与实验对象进行合并，就可以找到一种新的实验方法。[案例5]八年级课本P195实验：用一个动滑轮拉一个重物来探究机械功的实验。为了更清楚地展示重物上升的高度与绳子移动距离之间的关系，可以在实验装置后面竖放一块贴有白纸的大木板，实验前后分别标出重物及绳子自由端所处的位置，再连成线，对比二者的长度关系。这样做看起来只做了很小的改进，似乎小题大做。其实，培养学生创新思维， 就是从一点一滴的小处着手，引导学生一步步地养成思考、求新，最终创新的良好习惯的。
二、通过充分预设、三向捕捉、二次探究、多元评价深化“实验生成”，培养学生创新思维
苏霍姆林斯基说：“教育的技巧并不在于预见到课堂的所有细节，而在于根据当时的具体情况，巧妙地在学生不知不觉中做出相应的变动。”这反映了应对课堂教学生成的重要性。对“实验生成”进行预设，捕捉，探究，能拓展动态课程资源，在学与教的“学习共同体”中通过深化“实验生成”培养创新思维。
1. 实验前的充分预设
“凡事预则立，不预则废。”为了较好地应用“实验生成”培养创新思维，教师事先应做好充分预设。虽然“实验生成”不一定按预设的方向发展，但教师依然要进行预设，因为：（1）充分的预设能使教师处于一种对“实验生成”随时进行激发、捕捉的活跃的潜意识状态；（2）“实验生成”课程资源的开发、应用需要相应的预案，教师事先要做到心中有数；（3）“实验生成”预设是教师对实验创新设计向纵深发展的探索，是提升教师实验创新设计能力的有效途径。高质量的预设可以这样做：（1）深入钻研教材，分析实验的知识背景；研究学情：包括学生的思维特点、知识状况、心理世界等；（2）针对实验过程中知识、现象等的生成点和学生的“最近发展区”巧妙自问；（3）运用发散思维充分预设学生的回答以及可能出现的情况；针对可能出现的有价值的生成设计应对方案。
2. “实验生成”的三向捕捉与引导
（1）正向捕捉与引导：演示实验时，同步关注学生反馈生成的与实验结论有关的正向信息，进行分析，对有价值的生成资源进行正向引导；分组实验时，教师主动观察、交流，挖取正向生成；（2）反向捕捉与引导：在以上的施教行动中，对于生成的错误的课程资源，如果能引导学生求证它是错误的，反过来佐证结论，也是值得开发与利用的；（3）泛向捕捉与引导：如果出现与本节课无关的有价值的生成，照样不要放过，运用整个课程一盘棋的思想，进一步加大开放度，进行捕捉与引导。
3. “实验生成”的二次探究
教师在实验教学中捕捉到有价值的“实验生成”时，及时引导学生进行二次探究，是直接利用“实验生成”促使学生形成创新思维的重要途径。若出现新的有价值的生成，激励学生进一步探究，引导学生的创新思维往更深方向发展。
4. “实验生成”的多元评价与激励
新课程要求对学生进行多元评价，其中形成性与发展性评价要关注学生的情感、合作交流能力、创新思维能力、动手操作能力等。评价要着力于对后续创新学习行为的拓展、外延进行激励。“实验生成”探究的评价也适用此道。评价表见表1。
当然，培养学生创新思维的方法很多，通过实验创新设计、深化“实验生成”是其中重要的一种，因为它抓住了物理课是以实验为基础的学科本质。在创新思维培养的过程中，我们会遇到很多问题，只要针对问题，不断钻研，寻求解决办法，达成新课程要求的培养学生创新思维的教学目标，为我国构建自主创新型社会，在中学阶段打下坚实基础是能实现的。
参考文献：
[1]袁振国.教育新理念[M].北京：教育科学出版社，2007：108-113.
[2]教育部.初中科学课程标准[S].北京：北京师范大学出版社，2012：52-65.
[3]余伟.创新能力培养与应用[M].北京：航空工业出版社，2008： 60-72.
[4]张世富.心理学[M].北京：人民教育出版社，2011：113-130.