创新能力是运用知识和理论,在科学、艺术、技术和各种实践活动领域中不断提供具有经济价值、社会价值、生态价值的新思想、新理论、新方法和新发明的能力。创新能力是民族进步的灵魂、经济竞争的核心;当今社会的竞争,与其说是人才的竞争,不如说是人的创造力的竞争。随着素质教育的实施和深化,如何培养学生的能力和创新精神尤受人们关注,在高考的改革中,也已经由知识立意向能力立意进行转变。因此,能力的培养是中学物理教学的目的,是创新教育的要求。
　　物理是以实验为基础的应用性学科,实验教学是中学物理教学的有机组成部分,在物理教学中为了突出学生的主体地位,培养学生的创新能力,教师应对演示实验教学进行创新设计,要发掘物理演示实验中巧妙的构思和方法,以实验为依托,拓宽其思路,挖掘其内涵,通过形式多样的实验活动来培养学生的创新能力。
　　一、对演示实验进行改进和创新
　　实践证明,教师演示一个富有创意的小实验,能很有效地激发兴趣,启迪思维,而且还能从实验现象的分析和推理过程中导出教学重点。
　　1、将演示实验改为边教边实验
　　边教边实验是教师提出问题,让学生自己动手实践,探索问题发生的原因,从而得到结论的方式。这种方式有利于培养学生分析问题的能力、解决问题的能力、实际操作的能力和创新的能力,教师应尽可能的将演示实验改成边教边实验的形式。例如,对于摩擦起电现象,教师可让每个学生都用塑料尺在衣服上摩擦几下,然后吸引碎纸屑;在讲惯性时,可让每个学生将钢笔帽放在纸条上,然后看谁抽出纸条时还能保持笔帽不倒。学生们边实验边观察,加深了对知识的理解,加上教师有针对性的提出问题,调动了学生学习的积极性和主动性,使他们养成动手、动口、动脑的好习惯。将演示实验改为边教边实验,不是只让学生的注意力停留在使他们感兴趣的现象和事物上,而是引导他们逐步深入、扩散思维,从而培养他们的创新能力。
　　2、创新改进演示实验
　　演示实验对学生创新意识的培养和创新能力的训练,起着至关重要的作用。教材中原有的实验不能完全满足培养学生创新能力的需要,教材中有些演示实验的实验效果不是太好,这时,教师可以组织学生一道参与对演示实验的改进。这样,不但能加深学生对知识的理解,而且可激发学生强烈的科学实践愿望并付诸于行动,进而强化学生勇于进行科学探索和敢于改进前人科学实验方案的创新意识。
　　例如,在做高温玻璃导电实验时[2],教师可以组织学生取一小块玻璃,用镊子夹住后在酒精喷灯上烧成黄豆粒大的玻璃球,趁玻璃软化时,将两根铜线插入玻璃内,尽量靠近但不要接触。再取一个带有发光二极管的音乐贺卡,从贺卡电源接头处引出两根导线,再把自制的玻璃球串联起来。玻璃球在未加热前,贺卡音乐不响,发光二极管不亮,表明常温下玻璃不导电。用酒精灯加热玻璃球约1min,听到音乐声,但发光二极管不亮,继续加热约30s后发光二极管就亮了。这表明玻璃的导电性随温度的升高而增强。这样的实验改进后,无论是直观性、趣味性还是美感上,都比原来的教材上介绍的实验强得多,再加上让学生参与实验活动,可以很好地培养学生的创新能力。
　　3、增加演示实验的层面
　　中学生对事物的观察往往是表层、片面甚至是错误的。而物理规律的表现形式是多层次、多侧面的。教材中提供的往往是单层次、单侧面的实验内容。从培养学生创新能力的角度来看,教师有必要进行适当的拓展和补充,尽量让学生能从多层面、全方位去认识物理规律的全貌。
　　例如,为引证大气压强存在做“水杯-纸片”的实验,很多教师简单的把厚纸片盖在装满水的杯口再倒过来,实验做完即了事,让学生目睹了一个“理所当然的事实”,“没有什么好想的”。重新设计这个实验教学时,可先由学生根据经验思考“厚纸片能否掉下来”,在观察的过程中先设疑让学生带着问题,旨在引起学生对厚纸片与水杯的重点观察,然后分别演示水杯盛满水而杯口向下、向侧面,盛少量水,不盛水,在盛满水的水杯与厚纸片的接触处插入铁丝等多种条件下厚纸片变化的情形,进而引导学生对实验结果与条件关系的深层观察和全面观察,便能较好地培养、发展学生的创新能力。
　　4、创设实验问题,促进学生创新能力的发展
　　创新教学的构成要素是研究性、引导性、发现性、归纳性等有机的结合起来,这就要求教师在实验中创造性的应用现代教学方法和教学手段,将多种教学方法进行优化组合,用“创造性的教”为学生“创造性的学”创造环境和条件。因此除了演示实验和分组实验之外,在学生的模型制作、游戏、调查小实验活动中,也可以发展创造活动,鼓励学生创造。例如,在“物体内能的变化”的教学中有个演示实验[5],压缩厚玻璃筒中的空气,使空气内能增加,温度升高,从而使筒内易燃物着火。实验中明亮的火花给学生以深刻的印象,然而实验过后,不少学生提出:实验的研究对象是什么?压缩时筒内空气的温度到底是否变化?如何判断它是否变化?实验的目的是什么?特别是在没有判断出筒内空气的温度是否变化而事先就放入易燃物来显示气温的升高,似乎不符合科学的探究过程。如果改变教材一举成功的做法,而是实验时在厚破璃筒内先不放易燃物,压缩筒内的空气,要求学生仔细观察筒内空气的内能有无增加。这时,学生感到困惑了。空气内能增加与否怎能看得见?此时便可自然地引出一个实验设计时的问题情境,如何判断筒内空气内能是否变化?如何变“看不见”为“可见”?顺着这个思路展开过程并组织实验教学,由于实验是学生主动参与设计的,设计目的明确,实验后学生无论是对实验所揭示的结论还是实验的设计思想均留下了深刻认识,甚至终身难忘。
　　二、不回避学生实验中的异常现象
　　科学的发明创造正需要敏锐的观察力,物理发展史就是无数富有创新精神的先人及时捕捉异常,把握机遇,迅速作出反应,进而取得意外的成功。这样的事例比比皆是。因此对于学生实验中的异常现象,我们千万不要回避,而应因势利导进行分析并做出科学的解释。
　　三、积极创造条件开放实验室,培养学生创造能力
　　在实验室里,常有些学生爱做一些非指定性的实验,教师一定不要单纯地批评制止。因喜欢探索异常现象,不循规蹈矩,正是“创造型”人才的特征。教师要克服偏见,积极创造条件开放实验室,鼓励他们设计实验,在教师的指导下利用课余时间,完成自己感兴趣的实验,使学生通过自身实践培养,发展自己的创新能力。
　　总之,只要教师依据创新教育的理念,对每个演示实验认真分析、处理开发,尽可能确定每个实验要着重培养学生哪方面的能力,就一定能在培养学生创新能力的教学中取得良好的效果,实验教学是培养创新能力的主要载体,在安全、科学的精神指导下,要鼓励学生手脑并用,不局限于教材中基本实验技能的要求,为学生实施创新创造更为有利的条件,以利于创新能力的培养。
　　综上所述,培养学生创新能力的方法途径很多,作为处于教学主导地位的教育工作者,千万不能忘了主体。主导是为主体服务,教师一定要在围绕学生求新求活上下工夫,落实教学大纲的要求,实施创新教育,培养创新能力。教师应经常不断地在课堂教学和实验指导中求异创新,不拘泥于本本,并要尽快更新教育观念,敢于突破传统教育观念的束缚,在“创新”两个字上狠下功夫,培养出顺应时代发展的高素质人才,为中华民族的伟大复兴做出自己应有的贡献。