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摘 要： 实验教学是培养学生创新能力的重要途径，本文探讨如何加强探究性实验、研究性实验、设计性实验及实验过程中渗透科学研究方法等，从而培养学生的创新意识、创新精神、创新思维能力及创造力。
关键词：物理实验；创新意识；创新精神；创新思维能力；创造力
“创新是一个民族的灵魂，是国家兴旺发达的不竭之力”，“一个没有创新能力的民族，难以屹立于世界先进民族之林。” 当今世界的竞争归根到底是人才的竞争，尤其是具有创新能力的创新型人才的竞争，培养具有创新能力的创新型人才已成为当今乃至今后教育教学发展的人才目标。“我们必须把增强民族创新能力提高到关系中华民族兴衰存亡的高度来认识。”由此可见，“教育的转向—从守成性教育、维持性教育到创新性教育的转向，从注重教育的文化传承功能向注重教育的文化革新功能的转向”是时代的召唤。
物理学是一门以实验为基础的学科，物理实验教学以其生动、直观和可操作引导学生动手、动眼、动脑，通过积极参与掌握实验技能、学习科学的研究方法，培养学生的创新意识、创新精神、创新思维能力和创造力，可见中学物理实验教学改革是实施创新教育的一个重要途径。
一、加强探究性实验的教学，培养学生的创新意识
创新意识就是“一种总用新知识、新方法去解决问题的态度和意愿。创新意识强的人总能从不同寻常的独特视觉来分析问题，具有强烈的创造欲望和创造勇气。创新意识是创新精神的前提条件，是创新精神的萌芽期。”②也就是说，创新意识是人脑对客观世界产生了新观点、新观念、与众不同的反映，即当人的思维处于积极、敏捷、兴奋、高效状态下而产生创新冲动意识。这就需要物理教师在课堂教学中应创设生动、富有探究性的问题情景，营造一个“允许学生运用知识发生错误，允许学生随时改变自己的看法，允许学生发表不同于老师意见的看法，允许学生对课本的知识产生质疑”的宽松和谐的教育氛围，使学生思维活跃，求知欲旺盛，敢想、敢说，乐于发表意见，勇于大胆创新，促使学生自主学习，诱发创新欲望，发挥个性潜能。本人认为，在中学物理实验教学中，加强探究性实验的教学，可以激励学生不断进行某种探究活动的动机，对创新思维的形成与发展具有启发、导向的功能，是挖掘创新思维、推动创新的原动力。如：《必修2》“验证动能与重力势能的转化和守恒”实验中，按照课文中所给出的实验步骤是验证Ek1 Ep1与Ek2 Ep2的大小关系，我们可以鼓励学生进行创新：重物在下落过程中，动能和重力势能都在发生变化，能否去验证ΔEk与ΔEp的关系，学生通过探究性实验，尝到科学探究的乐趣，大大激发学生的求知欲望和学习兴趣，这也为后面归纳机械能守恒的不同表达式埋下伏笔。
二、加强研究性实验的教学，培养学生的创新精神
创新精神是指对创新有强烈的欲望、坚强的信念、坚韧的毅力、勇敢的精神、严谨的科学品质和一丝不苟的工作作风。有人说，创造、发明靠的是机遇和灵感，似乎其它方面都是可有可无的，这是误解。机遇有偶然性，但其中有它的必然性。巴斯得说：“机遇只偏爱那种有准备的头脑。”而灵感的产生是以艰苦卓越的探索为前提的，在紧张思索后的松弛才能爆发出灵感的火花，正如画家列宾所说的：“所谓灵感不过是顽强的劳动获得的奖赏。”因此，在中学物理教学过程中，要充分利用物理学科的优势，进行科学品质的教育和培养。要求学生要实事求是、不主观臆断、不带任何主观经验成分去探索事物的规律。在中学物理教学中积极开展研究性学习课程，加强研究性实验的教学，可以培养学生严谨、踏实的优良作风。研究性实验以学生的自主性、探索性学习为基础，从学生生活和社会生活中选择和确定研究课题，主要以个人或小组合作的方式进行。通过亲身实践获得直接经验，养成科学精神和科学态度，掌握基本的科学方法，提高学生综合运用知识解决问题的能力。如《选修3-1》“观察运动电荷在磁场中的轨迹”实验中，让学生自主研究其轨迹：什么情况下是圆形轨迹，什么情况下是螺旋状轨迹，形成的原因是什么，让学生离开课本中现成的原理、步骤，去设计、选材、尝试、修正，培养学生对信息的收集和处理能力，提高学生发现问题和解决问题的能力；使学生更加注重实验过程，获得亲身参与研究的积极体验（成功与失败），培养学生不断追求进取的精神、克服困难的意志品质；让学生学会与别人分享与合作，从中养成欣赏和尊重他人的想法和成果，培养学生严谨的科学态度和良好的科学道德；增强学生对社会、对国家、对民族的责任心和使命感；发展学生的创新精神。
三、加强设计性实验的教学，培养学生的创新思维能力
培养知识创新能力，就是培养学生创造性运用知识的能力，其核心是创造性思想的培养。“创新思维能力是创新能力的核心，它主要是指一种具有主动性、独创性的思维方式，往往能突破习惯性思想的束缚，在解决问题的过程中，其观点总是富有新的创意。创新思维表现为发散思维与聚合思维的结合，形象思维和抽象思维的互补，在创新能力中起到举足轻重的作用。”对学生来说，只要他们不模仿，愿意独立思考、设计或提法新颖、独树一帜、与众不同，这便是创新思维的基本表现。在中学物理实验教学中，加强设计性实验的教学，让学生了解实验设计的基本步骤和方法，会设计简单的实验方案，并且通过实验设计，提高实验探索能力和独立工作能力，从而培养创新能力。如：《必修2》“恒力做功与动能改变的关系”实验中，学生先要明确需要测量哪些物理量，又要设计用什么方法和仪器来进行实验，他们可以设计出水平面上的实验方案，也可以设计在竖直方向上的实验方案，或是其它方案，通过设计性实验，可以使学生在实验中碰到问题，培养其创造性解决问题的能力，从而培养学生创新思维能力。
四、重视实验过程中科学研究方法的渗透，培养学生的创造力
创造力是指创造出前所未有的新思想、新事物的能力。美国心理学家奥托曾指出：“我们所有的人，都有惊人的创造力。”大量事实证明，人的创造力是完全可以通过一定的方式的培养而得到开发。一个具有创造力的人在创新过程中，离不开丰富的科学知识和科学的研究方法，丰富的科学知识是创新的基础，科学的研究方法是创新的前提。在中学物理知识体系中蕴含着丰富的科学研究方法，比如：实验观察法、分析与综合、演绎与归纳、比较与类比、想象与假说、推理与论证、理想化方法和借助数学方法等研究问题和处理问题的方法。伽俐略的理想实验、牛顿由苹果落地到万有引力定律、安培的分子环形电流假说、法拉第由电生磁到磁生电的设想、麦克斯韦的电磁场理论预言、牛顿的光的微粒学说、惠更斯的光的波动学说、麦克斯韦的光的电磁学说、爱因斯坦的光子说、汤姆生的原子模型、卢瑟福原子核式结构学说的提出、玻尔原子量子化模型的假说、卢瑟福对中子存在的预言等充分体现了理想化、想象、科学假设、推理论证等科学研究方法在创新中的重要作用。物理学家玻恩曾说：“我获得1954年的诺贝尔奖，与其说是因为我所发表的工作里包括一个自然现象的发现，倒不如说是因为我所发表的工作里包括一个关于自然现象的新思想方法基础的发现。”因此在物理实验教学过程中，应有意识地渗透科学研究方法的教育。如：在高中物理《选修3-1》“电场中等势线的描绘”实验中渗透想象思维法的介绍（等势线、电场线都是为了形象描述电场的性质而引入的假想曲线），丰富学生的想象力；在高中物理《选修3-1》“测定电源的电动势与内电阻”实验中渗透推理与论证法的介绍，让学生根据闭合电路欧姆定律I=ε/（R r）推出 U=ε-Ir；U=ε/（1 r/R），从而要求学生根据不同的结论设计不同的实验方案进行实验，培养学生的发散思维能力；在高中物理《选修3-1》“练习使用多用电表”实验中渗透类比法的介绍，让学生尝试把电流表分别改装成安培表、伏特表，从而进一步改装成多用电表，培养学生的逻辑思维能力和综合能力。总之，在中学物理实验教学中应有意识地渗透科学研究方法教育，让学生在学习物理知识的同时初步掌握科学的研究方法，为创造力的培养和发展打下坚实的基础。
总之，培养学生的创新能力是时代赋予每一位教育工作者的神圣职责，教师要以培养学生的创新意识、创新精神、创新思维能力和创造力为根本，大胆进行课堂教学改革，寓创新教育于物理教学之中，为培养创新型人才作出不懈的努力。
参考文献：
［1］肖川.创新教育：关注学生的全面发展［N］.中国教育报，1999-07-03.
［2］施青频.对教学中培养学生创新思维的思考［J］.上海教育，2000(6).
［3］张宪魁.物理科学方法教育［M］.青岛：青岛海洋出版社，2000.
关键词：物理实验；创新意识；创新精神；创新思维能力；创造力
“创新是一个民族的灵魂，是国家兴旺发达的不竭之力”，“一个没有创新能力的民族，难以屹立于世界先进民族之林。” 当今世界的竞争归根到底是人才的竞争，尤其是具有创新能力的创新型人才的竞争，培养具有创新能力的创新型人才已成为当今乃至今后教育教学发展的人才目标。“我们必须把增强民族创新能力提高到关系中华民族兴衰存亡的高度来认识。”由此可见，“教育的转向—从守成性教育、维持性教育到创新性教育的转向，从注重教育的文化传承功能向注重教育的文化革新功能的转向”是时代的召唤。
物理学是一门以实验为基础的学科，物理实验教学以其生动、直观和可操作引导学生动手、动眼、动脑，通过积极参与掌握实验技能、学习科学的研究方法，培养学生的创新意识、创新精神、创新思维能力和创造力，可见中学物理实验教学改革是实施创新教育的一个重要途径。
一、加强探究性实验的教学，培养学生的创新意识
创新意识就是“一种总用新知识、新方法去解决问题的态度和意愿。创新意识强的人总能从不同寻常的独特视觉来分析问题，具有强烈的创造欲望和创造勇气。创新意识是创新精神的前提条件，是创新精神的萌芽期。”②也就是说，创新意识是人脑对客观世界产生了新观点、新观念、与众不同的反映，即当人的思维处于积极、敏捷、兴奋、高效状态下而产生创新冲动意识。这就需要物理教师在课堂教学中应创设生动、富有探究性的问题情景，营造一个“允许学生运用知识发生错误，允许学生随时改变自己的看法，允许学生发表不同于老师意见的看法，允许学生对课本的知识产生质疑”的宽松和谐的教育氛围，使学生思维活跃，求知欲旺盛，敢想、敢说，乐于发表意见，勇于大胆创新，促使学生自主学习，诱发创新欲望，发挥个性潜能。本人认为，在中学物理实验教学中，加强探究性实验的教学，可以激励学生不断进行某种探究活动的动机，对创新思维的形成与发展具有启发、导向的功能，是挖掘创新思维、推动创新的原动力。如：《必修2》“验证动能与重力势能的转化和守恒”实验中，按照课文中所给出的实验步骤是验证Ek1 Ep1与Ek2 Ep2的大小关系，我们可以鼓励学生进行创新：重物在下落过程中，动能和重力势能都在发生变化，能否去验证ΔEk与ΔEp的关系，学生通过探究性实验，尝到科学探究的乐趣，大大激发学生的求知欲望和学习兴趣，这也为后面归纳机械能守恒的不同表达式埋下伏笔。
二、加强研究性实验的教学，培养学生的创新精神
创新精神是指对创新有强烈的欲望、坚强的信念、坚韧的毅力、勇敢的精神、严谨的科学品质和一丝不苟的工作作风。有人说，创造、发明靠的是机遇和灵感，似乎其它方面都是可有可无的，这是误解。机遇有偶然性，但其中有它的必然性。巴斯得说：“机遇只偏爱那种有准备的头脑。”而灵感的产生是以艰苦卓越的探索为前提的，在紧张思索后的松弛才能爆发出灵感的火花，正如画家列宾所说的：“所谓灵感不过是顽强的劳动获得的奖赏。”因此，在中学物理教学过程中，要充分利用物理学科的优势，进行科学品质的教育和培养。要求学生要实事求是、不主观臆断、不带任何主观经验成分去探索事物的规律。在中学物理教学中积极开展研究性学习课程，加强研究性实验的教学，可以培养学生严谨、踏实的优良作风。研究性实验以学生的自主性、探索性学习为基础，从学生生活和社会生活中选择和确定研究课题，主要以个人或小组合作的方式进行。通过亲身实践获得直接经验，养成科学精神和科学态度，掌握基本的科学方法，提高学生综合运用知识解决问题的能力。如《选修3-1》“观察运动电荷在磁场中的轨迹”实验中，让学生自主研究其轨迹：什么情况下是圆形轨迹，什么情况下是螺旋状轨迹，形成的原因是什么，让学生离开课本中现成的原理、步骤，去设计、选材、尝试、修正，培养学生对信息的收集和处理能力，提高学生发现问题和解决问题的能力；使学生更加注重实验过程，获得亲身参与研究的积极体验（成功与失败），培养学生不断追求进取的精神、克服困难的意志品质；让学生学会与别人分享与合作，从中养成欣赏和尊重他人的想法和成果，培养学生严谨的科学态度和良好的科学道德；增强学生对社会、对国家、对民族的责任心和使命感；发展学生的创新精神。
三、加强设计性实验的教学，培养学生的创新思维能力
培养知识创新能力，就是培养学生创造性运用知识的能力，其核心是创造性思想的培养。“创新思维能力是创新能力的核心，它主要是指一种具有主动性、独创性的思维方式，往往能突破习惯性思想的束缚，在解决问题的过程中，其观点总是富有新的创意。创新思维表现为发散思维与聚合思维的结合，形象思维和抽象思维的互补，在创新能力中起到举足轻重的作用。”对学生来说，只要他们不模仿，愿意独立思考、设计或提法新颖、独树一帜、与众不同，这便是创新思维的基本表现。在中学物理实验教学中，加强设计性实验的教学，让学生了解实验设计的基本步骤和方法，会设计简单的实验方案，并且通过实验设计，提高实验探索能力和独立工作能力，从而培养创新能力。如：《必修2》“恒力做功与动能改变的关系”实验中，学生先要明确需要测量哪些物理量，又要设计用什么方法和仪器来进行实验，他们可以设计出水平面上的实验方案，也可以设计在竖直方向上的实验方案，或是其它方案，通过设计性实验，可以使学生在实验中碰到问题，培养其创造性解决问题的能力，从而培养学生创新思维能力。
四、重视实验过程中科学研究方法的渗透，培养学生的创造力
创造力是指创造出前所未有的新思想、新事物的能力。美国心理学家奥托曾指出：“我们所有的人，都有惊人的创造力。”大量事实证明，人的创造力是完全可以通过一定的方式的培养而得到开发。一个具有创造力的人在创新过程中，离不开丰富的科学知识和科学的研究方法，丰富的科学知识是创新的基础，科学的研究方法是创新的前提。在中学物理知识体系中蕴含着丰富的科学研究方法，比如：实验观察法、分析与综合、演绎与归纳、比较与类比、想象与假说、推理与论证、理想化方法和借助数学方法等研究问题和处理问题的方法。伽俐略的理想实验、牛顿由苹果落地到万有引力定律、安培的分子环形电流假说、法拉第由电生磁到磁生电的设想、麦克斯韦的电磁场理论预言、牛顿的光的微粒学说、惠更斯的光的波动学说、麦克斯韦的光的电磁学说、爱因斯坦的光子说、汤姆生的原子模型、卢瑟福原子核式结构学说的提出、玻尔原子量子化模型的假说、卢瑟福对中子存在的预言等充分体现了理想化、想象、科学假设、推理论证等科学研究方法在创新中的重要作用。物理学家玻恩曾说：“我获得1954年的诺贝尔奖，与其说是因为我所发表的工作里包括一个自然现象的发现，倒不如说是因为我所发表的工作里包括一个关于自然现象的新思想方法基础的发现。”因此在物理实验教学过程中，应有意识地渗透科学研究方法的教育。如：在高中物理《选修3-1》“电场中等势线的描绘”实验中渗透想象思维法的介绍（等势线、电场线都是为了形象描述电场的性质而引入的假想曲线），丰富学生的想象力；在高中物理《选修3-1》“测定电源的电动势与内电阻”实验中渗透推理与论证法的介绍，让学生根据闭合电路欧姆定律I=ε/（R r）推出 U=ε-Ir；U=ε/（1 r/R），从而要求学生根据不同的结论设计不同的实验方案进行实验，培养学生的发散思维能力；在高中物理《选修3-1》“练习使用多用电表”实验中渗透类比法的介绍，让学生尝试把电流表分别改装成安培表、伏特表，从而进一步改装成多用电表，培养学生的逻辑思维能力和综合能力。总之，在中学物理实验教学中应有意识地渗透科学研究方法教育，让学生在学习物理知识的同时初步掌握科学的研究方法，为创造力的培养和发展打下坚实的基础。
总之，培养学生的创新能力是时代赋予每一位教育工作者的神圣职责，教师要以培养学生的创新意识、创新精神、创新思维能力和创造力为根本，大胆进行课堂教学改革，寓创新教育于物理教学之中，为培养创新型人才作出不懈的努力。
参考文献：
［1］肖川.创新教育：关注学生的全面发展［N］.中国教育报，1999-07-03.
［2］施青频.对教学中培养学生创新思维的思考［J］.上海教育，2000(6).
［3］张宪魁.物理科学方法教育［M］.青岛：青岛海洋出版社，2000.