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[摘要]在物理教学中，尤其是在实验教学中，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，发展他们的创新思维意识就显得尤为重要。本文从不同方面，阐述了在初中物理实验教学中应如何培养学生的创新思维能力。
[摘要]物理试验教学 创新思维能力 能力培养
新课程改革对物理教学提出了新的理念，将培养学生的科学素养放在了核心位置，而创新思维能力又是科学素养的重要内容。因此，在物理教学中，尤其是在实验教学中，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，发展他们的创新思维意识就显得尤为重要。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严格的物理实验为基础，并受到实验的检验。通过物理实验教学，不但要达到教材对每一个实验提出的实验目的要求，进行常规的验证性的实验教育，还要培养学生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。
那么，在初中物理实验教学中应如何培养学生的创新思维能力呢？
一、变演示实验为探索性实验，培养学生的创新能力
传统的课堂演示实验一般以教师为主体，学生仅仅是旁观者，没有直接参与，不利于其创新能力的培养。将演示实验改为探索性实验，让学生充分动脑、动手、动口，发挥学生的主体作用，有利于激发学生的创造性思维。例如，在做海波和蜂蜡的熔化实验时，针对八年级学生刚接触物理这门学科的实际，向学生介绍实验装置后，先提出问题：熔化现象是生活中常见的一种物态变化，熔化是在什么条件下发生的？熔化过程有什么特点？不同物质熔化过程是否相同？熔化的过程温度怎样变化？再让学生根据他们已有的知识和经验，对问题进行大胆猜想和假设，这时有些学生可能会说加热就可使物质熔化，不同物质熔化的过程可能相同，都是由固态变为液态，熔化时的温度可能会升高。然后让学生带着这些问题和猜想设计实验方案，进行实验，观察现象，收集数据。实验中途或熔化中途可撤去酒精灯，让学生观察两种物质的状态有什么变化，温度计示数有无变化，这些变化说明了什么，学生通过思考和实验，很自然地明白了不同物质的熔化过程不同，不同的物质熔化时各有待点。通过这样探索性的实验，使学生在获取知识的同时，创新思维能力又得到升华。
二、采用多种实验方法，激发学生的综合思维潜能
对于学生实验，在帮助学生掌握实验原理的基础上，应该允许学生用不同的器材、不同的实验步骤进行实验。在实验中，学生需要在各种因素中进行取舍，对所得信息进行筛选。这就要求学生在即定目标的前提下，有全局观念，在不同情况下善于应变，使学生分析、抽象、概括、综合表达能力都得到训练和发展。例如，液体密度的测量，除常用的用天平测出液体的质量，用量筒测出液体的体积，然后算出液体的密度的方法外，还可安排学生用一个塑料瓶、水、天平测定液体的密度，让学生自行设计实验方案、收集实验数据、写出液体的密度计算表达式。具体方法是：用天平测出塑料瓶的质量ｍ，在塑料瓶中装满水，用天平测出其总质量ｍ１，再在瓶中装满待测液体，用天平测出其总质量ｍ２，则：
瓶中水的质量为ｍ水=ｍ１－ｍ，
瓶子的容积为V=（ｍ１－ｍ）/ρ水，
瓶中待测液体的质量为ｍ液＝ｍ２－ｍ，
待测液体的密度ρ液=ρ水（ｍ２－ｍ）/（ｍ１－ｍ）。
传统的惯性实验是在盛半杯水的玻璃杯口上放一张硬纸片，再在硬纸片上放一个鸡蛋，用手指把硬纸片迅速弹出去，鸡蛋会安全地掉进杯中。除此之外，还可安排学生做鉴别生熟鸡蛋的实验：用生熟鸡蛋各一个，分别放在桌面上旋转，观察两个鸡蛋的旋转有何异同，并试着解释其原因。因为熟鸡蛋的蛋黄、蛋清、蛋壳固定，所以旋转平稳，而生鸡蛋蛋黄、蛋清、蛋壳几乎分离，当蛋壳旋转时，内部的蛋黄、蛋清由于惯性还要保持静止状态，阻碍了蛋壳的旋转，很快停止转动。还可让学生做安装锤把的实验：倒提锤把，用力敲击锤把，锤头就可紧紧地套在锤把上。用学生身边的物品做实验，学生更熟悉，更有利于使学生明白物理就在身边，物理与生活紧密相联。而且，通过这些课本上没有出现的器材，给学生创造最佳的学习状态和积极的学习气氛，充分调动学生学习的积极性，能够更好地启发学生的创新能力，培养学生主动的参与意识，从而促进学生的智力发展和综合素质的提高以及创新潜能的开发。
三、巧设实验问题，促进学生创新思维的发展
新一轮课程改革要求教师在实验教学中创造性的应用现代教学方法和教学手段，将研究性、引导性、发现性、归纳性等有机地结合起来，将多种教学方法进行优化组合，用“创造性地教”为学生“创造性地学”创造环境和条件。因此在演示实验、分组实验和学生小实验活动中，可以巧妙设置实验问题，鼓励学生积极思考，大胆想象，促进学生创新思维的发展。
例如，在浮力教学中，可安排学生用鸡蛋、清水、盐水探究浮力的大小与什么因素有关：将一个生鸡蛋放入一杯清水中，观察鸡蛋的沉浮情况；加入适量食盐，并不断搅拌，直到鸡蛋悬浮于水中任何位置；继续向杯中放入食盐，直到鸡蛋漂浮于水面上。设计以下问题：
1．以上现象中，清水中加入食盐，什么发生了变化？什么未发生变化？
2．鸡蛋沉底、悬浮、漂浮时分别受到哪几个力的作用？
3．鸡蛋沉底、悬浮、漂浮时受到的浮力大小是否相等？
4．鸡蛋沉底、悬浮、漂浮时排开水的体积是否相等？
5．浮力的大小与什么因素有关？（浸沒在液体中的物体受到的浮力大小与液体的密度有关，液体的密度越大，物体受到的浮力就越大）。
又如在速度实验教学中，让学生根据百米竞赛这一实际情景，思考以下问题：怎样比较两个同学跑得快慢？学生可能回答，跑在前面的同学跑得快；接下来再问，计时员是怎样比较两人快慢的？学生可能回答，所用时间短的那个同学跑得快；接下来再问：ａ.跑在中途的两个同学，他们通过的路程是否相同？所用的时间是否相同？ｂ.跑完全程的两个同学，他们通过的路程是否相同？所用的时间是否相同？通过以上问题思考，使学生明确，比较物体运动快慢的方法有：两个物体运动相同的路程时，比较所用时间的长短；在两个物体运动时间相同时，比较通过路程的长短。然后通过小车实验统一到比较单位时间内通过路程的长短。
这样层层设问，可以活跃学生思维，使学生能够积极思考，既传授了知识，培养了学生的分析概括能力、语言表达能力，又可促进学生创新思维能力的发展。
四、紧密联系生活，培养学生的观察思维能力
物理学研究的是自然界最基本的运动规律，而自然界中的物理现象蕴藏着无穷的奥秘。在日常生活中，学生对大量有趣的物理现象，几乎是习以为常，熟视无睹。若要问为什么会发生这些现象，学生则会感到茫然。如果把这些现象归纳、整理，同时将学生认识到的物理知识和科学研究的方法与社会实践结合起来，让学生从身边熟悉的生活现象中探究并认识物理规律，让他们体会物理在生产和生活中的实际应用，不仅可以增加学生学习物理的乐趣，还可培养学生良好的思维习惯和科学探究能力。例如学过声速和光速后可让学生解释：雷雨天，闪电和雷声是同时产生的，但我们为什么先看到闪电，后听到雷声？学习牛顿第一运动定律时，学生对“力是改变物体运动状态的原因”难以理解，教师可结合生活实际，举一些学生熟悉的实例，如：根据牛顿第一运动定律，物体不受力（或受平衡力）的情况下，运动状态不变，物体运动状态改变一定是受到了外力的作用，那么，人在走路时，运动状态是否改变？是否受到外力作用？受到几个力的作用？是哪个力使人向前运动？这个力的方向如何？学过汽化和液化后让学生解释：烧红的金属工件投入水中时为什么会冒出大量的“白气”？春末秋初的大雾天气是怎样形成的？冬天，戴眼镜的人从寒冷的室外进入温暖的室内时，为什么镜片上会蒙上一层小水珠？夏天，为什么自来水管有时会“出汗”？能的转化和守恒定律是物理学中最重要的规律之一，但比较抽象，在教学中可多举一些学生熟悉的例子进行解释，如冬天热水泡脚，是能的转移。双手相互摩擦做功，双手觉得暖和，是能的转化。太阳能热水器将太阳能转化为内能，煤燃烧将化学能转化为内能，都是能的转化。让学生用学到的物理规律，去解释日常生活中遇到的物理现象，把物理规律同学生的生活经验对号入座，激发学生对物理的浓厚兴趣和对自然、生活勤于观察、善于观察的良好品质，从而达到培养学生的观察思维能力之目的。
物理新课改的目的在于引导学生主动学习，激发学生的创新兴趣与创新精神，引导学生“从生活走向物理，从物理走向社会”。物理实验是学生获取物理知识的桥梁和杠杆。实验教学中，教师的主要责任是依据具体的教学目标、教学内容和教学条件，优化最佳的教学方式，把学生置身于动态、开放、生动的学习环境中，尊重并鼓励学生独立思考，独立学习，既重视传授给学生清晰的物理概念和规律，又重视培养学生分析物理现象、总结物理规律的能力，培养他们终生发展必需的创新思维能力。
（作者单位：甘肃凉州区高坝镇高坝中学）
[摘要]物理试验教学 创新思维能力 能力培养
新课程改革对物理教学提出了新的理念，将培养学生的科学素养放在了核心位置，而创新思维能力又是科学素养的重要内容。因此，在物理教学中，尤其是在实验教学中，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，发展他们的创新思维意识就显得尤为重要。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严格的物理实验为基础，并受到实验的检验。通过物理实验教学，不但要达到教材对每一个实验提出的实验目的要求，进行常规的验证性的实验教育，还要培养学生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。
那么，在初中物理实验教学中应如何培养学生的创新思维能力呢？
一、变演示实验为探索性实验，培养学生的创新能力
传统的课堂演示实验一般以教师为主体，学生仅仅是旁观者，没有直接参与，不利于其创新能力的培养。将演示实验改为探索性实验，让学生充分动脑、动手、动口，发挥学生的主体作用，有利于激发学生的创造性思维。例如，在做海波和蜂蜡的熔化实验时，针对八年级学生刚接触物理这门学科的实际，向学生介绍实验装置后，先提出问题：熔化现象是生活中常见的一种物态变化，熔化是在什么条件下发生的？熔化过程有什么特点？不同物质熔化过程是否相同？熔化的过程温度怎样变化？再让学生根据他们已有的知识和经验，对问题进行大胆猜想和假设，这时有些学生可能会说加热就可使物质熔化，不同物质熔化的过程可能相同，都是由固态变为液态，熔化时的温度可能会升高。然后让学生带着这些问题和猜想设计实验方案，进行实验，观察现象，收集数据。实验中途或熔化中途可撤去酒精灯，让学生观察两种物质的状态有什么变化，温度计示数有无变化，这些变化说明了什么，学生通过思考和实验，很自然地明白了不同物质的熔化过程不同，不同的物质熔化时各有待点。通过这样探索性的实验，使学生在获取知识的同时，创新思维能力又得到升华。
二、采用多种实验方法，激发学生的综合思维潜能
对于学生实验，在帮助学生掌握实验原理的基础上，应该允许学生用不同的器材、不同的实验步骤进行实验。在实验中，学生需要在各种因素中进行取舍，对所得信息进行筛选。这就要求学生在即定目标的前提下，有全局观念，在不同情况下善于应变，使学生分析、抽象、概括、综合表达能力都得到训练和发展。例如，液体密度的测量，除常用的用天平测出液体的质量，用量筒测出液体的体积，然后算出液体的密度的方法外，还可安排学生用一个塑料瓶、水、天平测定液体的密度，让学生自行设计实验方案、收集实验数据、写出液体的密度计算表达式。具体方法是：用天平测出塑料瓶的质量ｍ，在塑料瓶中装满水，用天平测出其总质量ｍ１，再在瓶中装满待测液体，用天平测出其总质量ｍ２，则：
瓶中水的质量为ｍ水=ｍ１－ｍ，
瓶子的容积为V=（ｍ１－ｍ）/ρ水，
瓶中待测液体的质量为ｍ液＝ｍ２－ｍ，
待测液体的密度ρ液=ρ水（ｍ２－ｍ）/（ｍ１－ｍ）。
传统的惯性实验是在盛半杯水的玻璃杯口上放一张硬纸片，再在硬纸片上放一个鸡蛋，用手指把硬纸片迅速弹出去，鸡蛋会安全地掉进杯中。除此之外，还可安排学生做鉴别生熟鸡蛋的实验：用生熟鸡蛋各一个，分别放在桌面上旋转，观察两个鸡蛋的旋转有何异同，并试着解释其原因。因为熟鸡蛋的蛋黄、蛋清、蛋壳固定，所以旋转平稳，而生鸡蛋蛋黄、蛋清、蛋壳几乎分离，当蛋壳旋转时，内部的蛋黄、蛋清由于惯性还要保持静止状态，阻碍了蛋壳的旋转，很快停止转动。还可让学生做安装锤把的实验：倒提锤把，用力敲击锤把，锤头就可紧紧地套在锤把上。用学生身边的物品做实验，学生更熟悉，更有利于使学生明白物理就在身边，物理与生活紧密相联。而且，通过这些课本上没有出现的器材，给学生创造最佳的学习状态和积极的学习气氛，充分调动学生学习的积极性，能够更好地启发学生的创新能力，培养学生主动的参与意识，从而促进学生的智力发展和综合素质的提高以及创新潜能的开发。
三、巧设实验问题，促进学生创新思维的发展
新一轮课程改革要求教师在实验教学中创造性的应用现代教学方法和教学手段，将研究性、引导性、发现性、归纳性等有机地结合起来，将多种教学方法进行优化组合，用“创造性地教”为学生“创造性地学”创造环境和条件。因此在演示实验、分组实验和学生小实验活动中，可以巧妙设置实验问题，鼓励学生积极思考，大胆想象，促进学生创新思维的发展。
例如，在浮力教学中，可安排学生用鸡蛋、清水、盐水探究浮力的大小与什么因素有关：将一个生鸡蛋放入一杯清水中，观察鸡蛋的沉浮情况；加入适量食盐，并不断搅拌，直到鸡蛋悬浮于水中任何位置；继续向杯中放入食盐，直到鸡蛋漂浮于水面上。设计以下问题：
1．以上现象中，清水中加入食盐，什么发生了变化？什么未发生变化？
2．鸡蛋沉底、悬浮、漂浮时分别受到哪几个力的作用？
3．鸡蛋沉底、悬浮、漂浮时受到的浮力大小是否相等？
4．鸡蛋沉底、悬浮、漂浮时排开水的体积是否相等？
5．浮力的大小与什么因素有关？（浸沒在液体中的物体受到的浮力大小与液体的密度有关，液体的密度越大，物体受到的浮力就越大）。
又如在速度实验教学中，让学生根据百米竞赛这一实际情景，思考以下问题：怎样比较两个同学跑得快慢？学生可能回答，跑在前面的同学跑得快；接下来再问，计时员是怎样比较两人快慢的？学生可能回答，所用时间短的那个同学跑得快；接下来再问：ａ.跑在中途的两个同学，他们通过的路程是否相同？所用的时间是否相同？ｂ.跑完全程的两个同学，他们通过的路程是否相同？所用的时间是否相同？通过以上问题思考，使学生明确，比较物体运动快慢的方法有：两个物体运动相同的路程时，比较所用时间的长短；在两个物体运动时间相同时，比较通过路程的长短。然后通过小车实验统一到比较单位时间内通过路程的长短。
这样层层设问，可以活跃学生思维，使学生能够积极思考，既传授了知识，培养了学生的分析概括能力、语言表达能力，又可促进学生创新思维能力的发展。
四、紧密联系生活，培养学生的观察思维能力
物理学研究的是自然界最基本的运动规律，而自然界中的物理现象蕴藏着无穷的奥秘。在日常生活中，学生对大量有趣的物理现象，几乎是习以为常，熟视无睹。若要问为什么会发生这些现象，学生则会感到茫然。如果把这些现象归纳、整理，同时将学生认识到的物理知识和科学研究的方法与社会实践结合起来，让学生从身边熟悉的生活现象中探究并认识物理规律，让他们体会物理在生产和生活中的实际应用，不仅可以增加学生学习物理的乐趣，还可培养学生良好的思维习惯和科学探究能力。例如学过声速和光速后可让学生解释：雷雨天，闪电和雷声是同时产生的，但我们为什么先看到闪电，后听到雷声？学习牛顿第一运动定律时，学生对“力是改变物体运动状态的原因”难以理解，教师可结合生活实际，举一些学生熟悉的实例，如：根据牛顿第一运动定律，物体不受力（或受平衡力）的情况下，运动状态不变，物体运动状态改变一定是受到了外力的作用，那么，人在走路时，运动状态是否改变？是否受到外力作用？受到几个力的作用？是哪个力使人向前运动？这个力的方向如何？学过汽化和液化后让学生解释：烧红的金属工件投入水中时为什么会冒出大量的“白气”？春末秋初的大雾天气是怎样形成的？冬天，戴眼镜的人从寒冷的室外进入温暖的室内时，为什么镜片上会蒙上一层小水珠？夏天，为什么自来水管有时会“出汗”？能的转化和守恒定律是物理学中最重要的规律之一，但比较抽象，在教学中可多举一些学生熟悉的例子进行解释，如冬天热水泡脚，是能的转移。双手相互摩擦做功，双手觉得暖和，是能的转化。太阳能热水器将太阳能转化为内能，煤燃烧将化学能转化为内能，都是能的转化。让学生用学到的物理规律，去解释日常生活中遇到的物理现象，把物理规律同学生的生活经验对号入座，激发学生对物理的浓厚兴趣和对自然、生活勤于观察、善于观察的良好品质，从而达到培养学生的观察思维能力之目的。
物理新课改的目的在于引导学生主动学习，激发学生的创新兴趣与创新精神，引导学生“从生活走向物理，从物理走向社会”。物理实验是学生获取物理知识的桥梁和杠杆。实验教学中，教师的主要责任是依据具体的教学目标、教学内容和教学条件，优化最佳的教学方式，把学生置身于动态、开放、生动的学习环境中，尊重并鼓励学生独立思考，独立学习，既重视传授给学生清晰的物理概念和规律，又重视培养学生分析物理现象、总结物理规律的能力，培养他们终生发展必需的创新思维能力。
（作者单位：甘肃凉州区高坝镇高坝中学）