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摘 要： 在新世纪，沒有创新能力的学生将会被视为“弱智”的学生，沒有创新能力的老师，将会被视为“落伍”的老师。物理特有的教材特点正是培养学生创新能力的好天地，物理教师应以课堂为主战场，在科学探究六个主要步骤：产生疑问与提出问题、作出猜想与合理假设、制订计划与设计实验、进行实验与观察、分析与论证、交流与合作中培养学生的创新能力，把学生培养成为“创新型”人才。
关键词：科学探究；实验；创新能力；人才
二十一世纪的中国最富有的是什么？是人，最缺乏的是什么？是人才，特别是创新型人才。二十一世纪是一个创新的世纪，世界各个领域的竞争主要表现在创新性的竞争，在新的世纪里，沒有创新能力的学生将会被视为“弱智”的学生，沒有创新能力的老师，将会视被为“落伍”的老师。培养具有创新能力的新型人才已成为我们这个时代的最高呼声。物理是一门以实验、观察为基础，理论和实践相结合的自然学科，它特有的教材特点正是培养学生创新能力的好天地。对学生创新能力的培养，教师应围绕科学探究的六个主要步骤，为学生创造机会，多范围、多渠道地去开发、启迪学生。把课堂教学作为培养学生创新能力的主战场，从每一堂物理课入手，大胆地改变教学观念、创新课堂结构，采用课堂“完全开放”的办法，让学生在完全自我中去获得知识，促进创新意识的发展，从而培养学生的创新能力。下面我从科学探究的六个主要步骤中谈谈如何培养学生的创新能力。
一、引导提问、敢于质疑，培养学生发现问题的创新能力
科学探究的第一要素是：“提出问题”。爱因斯坦说过：“提出一个问题，往往比解决一个问题更重要。”因此在物理教学中要特别重视对学生质疑能力的培养,挖掘教材中的质疑因素，激发学生的问题意识。物理学发展的每一个阶段都是从质疑开始的，如古希腊的亚里斯多德认为力是物体运动的原因，伽俐略对此提出质疑，才导致后来牛顿运动定律的产生。因此，教学中应不断挖掘教材中的质疑因素，有意识引导学生敢于质疑，善于质疑，从而点燃创新思维的火花。 。
1.利用学生的好奇心理，积极创设“问题情景”。在物理课教学中，根据学生心理特点和教材内容因势利导，创设一些问题情景，培养学生的问题意识。如讲压强时，提出一个气功师躺在钉子板上，身上放一块大石头，然后一个人用锤子将石板砸碎，而躺着的人却安然无恙，你看到这一现象有什么疑问？这到底是不是硬气功？学生常见但不明原理，引发学习相关知识的兴趣，从而产生学习动力。
2.利用学生的生活经验，合理设置“问题情景”。引导学生对生活中观察到的物理现象大胆设疑。如家用电器工作一段时间后是否要“歇一歇”来散热？生活中的哪些问题可以用焦耳定律解决等。引导学生多观察生活中的物理现象，学会对生活中物理现象提问题。教师经常以各种新独特的演示来设置能吸引、调动学生积极思维的各类问题情景，才能使学生养成多思的良好习惯，这是培养良好创新思维能力的开端。
让学生运用学过的知识去发现和解决问题，激活已有的知识，产生新的知识、方法，并把新知识、新方法转化为良好的创新思维。
二、丰富猜想，善于假设，培养创新意识
牛顿指出“沒有大胆的猜想，就做不出伟大的发现”，在物理课堂实验教学中，教师要保护学生的好奇心，解除学生对错误的恐惧，不断激励学生通过观察、比较和归纳等探索手段，提出各种假设和猜想，激发创新欲望。
心理学研究表明：任何一项创新活动都存在至关重要的猜测环节。猜测是建立在原有的知识和经验基础上超越一般严密推理过程的直觉判断。科学家的猜测是建立在宽厚知识基础和丰富经验之上的，而对学生来说，有意义的猜测活动是激发智慧和想象力的最好方式，也是引起兴趣和进行思维训练的最好时机。在进行压强新课教学时，我拿了两个气球，请一位力气大的男生和一位小女生压破气球，结果大男生费了很大的劲才把气球压破，而小女生轻轻一碰气球就破了。看到这个结果同学们很是好奇、急于想了解其原因。若在引入课题后直接给出结论或在做实验时先布置要观察的现象，学生只能被动地按照教师的思路进行思考和观察，而学生依据已有的知识及生活经验对所研究的问题做出自主猜测的训练就被忽视了。
猜测活动能有效地激发学生学习物理的兴趣，调动他们所有的相关知识在头脑中进行探究，寻找各种可能的答案。当学生的猜测一旦被证实时，成功的喜悦、自信心的加强会使他们在学习物理时思维更加活跃，更有利于培养学生创新思维。
三、在制订计划和设计实验的过程中培养学生“缜密思维”的创新能力
引导学生形成在实验前根据确定的探究课题设计科学的探究计划和方案的习惯。如学习平面镜成像时，平面镜是学生很熟悉的一个生活用品，如果实验前沒有制定实验计划，而是让学生拿面镜子自己随便观察，一节课结束学生可能什么都沒学到。根据要探究的内容，让学生思考：怎样设计实验，怎样选择恰当的仪器？用平面镜还是用玻璃板好呢？像的位置怎样确定？怎样保证镜子垂直？一个简单的实验，在计划的基础上来做，就变得生动活泼、有趣了。学生探究出很多办法，探究实验记录表格也由学生自己根据需要自行设计。这样老师只是参与者、合作伙伴，学生的热情很高、兴趣很浓。学生在制订和设计实验的过程中，思维的创新能力得以提高。
四、在进行实验和收集证据的过程中培养学生“动手动脑”的创新能力
物理学是一门实验科学，物理概念的建立和规律的形成，都有其实验基础。而实验过程蕴涵了丰富的科学思维和方法，同时也包含着比较全面的综合能力。实验教学，不仅要让学生学会实验的具体操作，掌握一些基本的实验技能，还要引导学生学会研究物理问题的方法，为培养他们的创新能力打下良好的基础。
在实际操作中，我们经常选择典型的实验，通过多种实验方案的设计、讨论和辨析来培养学生的创新能力，也可以把某些学生实验和演示实验设计为探索性实验，使之达到不同层次的创新能力的培养目标。探索性实验教学比课堂教学有更广阔的活动空间和思维空间，可以激发和满足不同层次学生的探索与创新欲望。学生在自主探索过程中可以把动手和动脑结合起来，锻炼和培养了自己的创新能力。教师应让学生明确探索性实验的基本环节，并在实验仪器的选取与操作、实验现象的观察、实验数据的处理、实验故障的排除及结论的得出等一系列环节中，及时对学生进行指导，使学生在相对独立的实验活动中体会创新的艰辛与愉悦。为了使创新能力的培养长期化，教师要有计划地组织学生进行系列化的探索性实验，并把实验内容和生活中的实际问题联系起来，使创新能力培养和物理知识学习紧密结合起来。如为了帮助学生认识大气压强的变化对液体沸点的影响，设计了这样的实验：用酒精灯加热烧瓶中的水直至沸腾，然后移去酒精灯，水不再吸热，不能沸腾，水的温度下降不到100℃，这时让学生用大号注射器插入烧瓶的橡皮塞往外抽气，水重新沸腾起来。这时再把烧瓶倒过来，用冷水浇烧瓶底部，水又重新沸腾。 学生通过对物理知识的亲自动手实验、观察、思考，有效地提高了学生自主探究实验的积极性，激发了学生的创造性思维，对学生创新能力的培养起着潜移默化的作用。物理实验对发展兴趣,培养分析、归纳与创造性思维能力,培养操作能力、观察能力,提高劳动技能以及感受简单美,进行某些品德教育等等,都是其他物理教学手段很难集于一身的。
五、在分析、论证和评估中体验创新的价值
教师引导学生收集各种信息、实验数据和证据，并应用科学的思维和方法对它们进行分析、总结和归纳，找出规律，从而得出结论。如在分子间的相互作用力教学中，教师经常会做这样一个演示实验：两块平板玻璃间的空气用水排出后，会牢牢地粘合在一起，很难把它们分开。如何解释这个现象？由于实验目的本身“定向”作用，学生探究的方向会去迎合实验目的──“分子间存在相互吸引力”结论。其实，从实验原理上分析，“分子间存在相互吸引力”仅是两块玻璃粘合在一起的推测之一，推测之二是外面的大气把两块玻璃紧紧地压在一起了，就像马德堡半球实验。需引导学生对实验现象的本质做进一步探究，可设计如下验证方案：把玻璃片A、B用水粘好，较大的一块A在上，用木块架起来，B悬空，用玻璃罩罩住，而后用抽气机抽出罩内空气。实现现象是，玻璃罩内空气抽出后，B仍与A粘在一起。由此才可得结论：大气压把两块玻璃压在一起的推测错误。在分析和论证的过程中培养学生发现问题、分析问题的能力和严谨的科学态度。
评估是探究过程的重要环节，过去的物理教学虽然也组织过一些探究活动，但是，往往在得出结论后就万事大吉了，学生通过探究究竟得到了哪些启示？为什么探究的结果与事先的预测不一样？探究的设计和计划的进行过程是否有缺陷？还有哪些需要改进的地方？这些都需要学生去反思，只有通过这样的反思和评估，学生的科学探究能力才能逐步提高。
六、学会交流与合作，培养团队的创新意识
在科学探究的过程中要让每个学生都有机会向其他同学表述自己的研究成果，包括研究的过程、方法和结果。要循序渐进地培养学生尽可能用已有的科学知识、收集到的信息和实验数据，用较为准确的语言表述自己的探究成果并作出有说服力的解释。要培养学生注意倾听其他同学的研究报告、尊重别人的探究成果，允许别人对自己的探究过程和成果提出不同的意见，并能认真思考别人的意见，改进自己的探究方案。要让各种想法、观点进行充分地交流和讨论，在此过程中，使学生体会到科学探索的艰辛和喜悦。
总之，在物理实验教学中，要重视科学探究的每一个步骤，时刻注意体现学生的主体地位，处理好掌握知识和发展能力的关系，紧扣教材，做好实验，同时尽可能地为学生提供创新机会。在教学中不仅要注意物理知识本身，而且要看到知识后面蕴藏的对学生创造性思维训练的巨大价值，充分利用物理学科独特的优势，突出地体现创新精神和创造能力的培养，使之成为最有助于诱发学生创造潜能的最具活力的课程。我们的教育不是选择适合教育的学生，而应当创造一种适合每一个学生的教育。一个人只要得到对他最合适的教育，他的才能就可以得到充分的发展。创新教育能使学生学会学习、开发智力、提高素质，增强适应社会发展的能力，使之成为具有创新性的现代化建设所需的人才。
参考文献：
［1］娄进，刘晓每.著译开发奇妙的物理实验资源［M］.北京：北京大学出版社，2005.
［2］冯新安.实验教学中思维能力的培养与训练［J］.教学仪器与实验，2001（7）.
关键词：科学探究；实验；创新能力；人才
二十一世纪的中国最富有的是什么？是人，最缺乏的是什么？是人才，特别是创新型人才。二十一世纪是一个创新的世纪，世界各个领域的竞争主要表现在创新性的竞争，在新的世纪里，沒有创新能力的学生将会被视为“弱智”的学生，沒有创新能力的老师，将会视被为“落伍”的老师。培养具有创新能力的新型人才已成为我们这个时代的最高呼声。物理是一门以实验、观察为基础，理论和实践相结合的自然学科，它特有的教材特点正是培养学生创新能力的好天地。对学生创新能力的培养，教师应围绕科学探究的六个主要步骤，为学生创造机会，多范围、多渠道地去开发、启迪学生。把课堂教学作为培养学生创新能力的主战场，从每一堂物理课入手，大胆地改变教学观念、创新课堂结构，采用课堂“完全开放”的办法，让学生在完全自我中去获得知识，促进创新意识的发展，从而培养学生的创新能力。下面我从科学探究的六个主要步骤中谈谈如何培养学生的创新能力。
一、引导提问、敢于质疑，培养学生发现问题的创新能力
科学探究的第一要素是：“提出问题”。爱因斯坦说过：“提出一个问题，往往比解决一个问题更重要。”因此在物理教学中要特别重视对学生质疑能力的培养,挖掘教材中的质疑因素，激发学生的问题意识。物理学发展的每一个阶段都是从质疑开始的，如古希腊的亚里斯多德认为力是物体运动的原因，伽俐略对此提出质疑，才导致后来牛顿运动定律的产生。因此，教学中应不断挖掘教材中的质疑因素，有意识引导学生敢于质疑，善于质疑，从而点燃创新思维的火花。 。
1.利用学生的好奇心理，积极创设“问题情景”。在物理课教学中，根据学生心理特点和教材内容因势利导，创设一些问题情景，培养学生的问题意识。如讲压强时，提出一个气功师躺在钉子板上，身上放一块大石头，然后一个人用锤子将石板砸碎，而躺着的人却安然无恙，你看到这一现象有什么疑问？这到底是不是硬气功？学生常见但不明原理，引发学习相关知识的兴趣，从而产生学习动力。
2.利用学生的生活经验，合理设置“问题情景”。引导学生对生活中观察到的物理现象大胆设疑。如家用电器工作一段时间后是否要“歇一歇”来散热？生活中的哪些问题可以用焦耳定律解决等。引导学生多观察生活中的物理现象，学会对生活中物理现象提问题。教师经常以各种新独特的演示来设置能吸引、调动学生积极思维的各类问题情景，才能使学生养成多思的良好习惯，这是培养良好创新思维能力的开端。
让学生运用学过的知识去发现和解决问题，激活已有的知识，产生新的知识、方法，并把新知识、新方法转化为良好的创新思维。
二、丰富猜想，善于假设，培养创新意识
牛顿指出“沒有大胆的猜想，就做不出伟大的发现”，在物理课堂实验教学中，教师要保护学生的好奇心，解除学生对错误的恐惧，不断激励学生通过观察、比较和归纳等探索手段，提出各种假设和猜想，激发创新欲望。
心理学研究表明：任何一项创新活动都存在至关重要的猜测环节。猜测是建立在原有的知识和经验基础上超越一般严密推理过程的直觉判断。科学家的猜测是建立在宽厚知识基础和丰富经验之上的，而对学生来说，有意义的猜测活动是激发智慧和想象力的最好方式，也是引起兴趣和进行思维训练的最好时机。在进行压强新课教学时，我拿了两个气球，请一位力气大的男生和一位小女生压破气球，结果大男生费了很大的劲才把气球压破，而小女生轻轻一碰气球就破了。看到这个结果同学们很是好奇、急于想了解其原因。若在引入课题后直接给出结论或在做实验时先布置要观察的现象，学生只能被动地按照教师的思路进行思考和观察，而学生依据已有的知识及生活经验对所研究的问题做出自主猜测的训练就被忽视了。
猜测活动能有效地激发学生学习物理的兴趣，调动他们所有的相关知识在头脑中进行探究，寻找各种可能的答案。当学生的猜测一旦被证实时，成功的喜悦、自信心的加强会使他们在学习物理时思维更加活跃，更有利于培养学生创新思维。
三、在制订计划和设计实验的过程中培养学生“缜密思维”的创新能力
引导学生形成在实验前根据确定的探究课题设计科学的探究计划和方案的习惯。如学习平面镜成像时，平面镜是学生很熟悉的一个生活用品，如果实验前沒有制定实验计划，而是让学生拿面镜子自己随便观察，一节课结束学生可能什么都沒学到。根据要探究的内容，让学生思考：怎样设计实验，怎样选择恰当的仪器？用平面镜还是用玻璃板好呢？像的位置怎样确定？怎样保证镜子垂直？一个简单的实验，在计划的基础上来做，就变得生动活泼、有趣了。学生探究出很多办法，探究实验记录表格也由学生自己根据需要自行设计。这样老师只是参与者、合作伙伴，学生的热情很高、兴趣很浓。学生在制订和设计实验的过程中，思维的创新能力得以提高。
四、在进行实验和收集证据的过程中培养学生“动手动脑”的创新能力
物理学是一门实验科学，物理概念的建立和规律的形成，都有其实验基础。而实验过程蕴涵了丰富的科学思维和方法，同时也包含着比较全面的综合能力。实验教学，不仅要让学生学会实验的具体操作，掌握一些基本的实验技能，还要引导学生学会研究物理问题的方法，为培养他们的创新能力打下良好的基础。
在实际操作中，我们经常选择典型的实验，通过多种实验方案的设计、讨论和辨析来培养学生的创新能力，也可以把某些学生实验和演示实验设计为探索性实验，使之达到不同层次的创新能力的培养目标。探索性实验教学比课堂教学有更广阔的活动空间和思维空间，可以激发和满足不同层次学生的探索与创新欲望。学生在自主探索过程中可以把动手和动脑结合起来，锻炼和培养了自己的创新能力。教师应让学生明确探索性实验的基本环节，并在实验仪器的选取与操作、实验现象的观察、实验数据的处理、实验故障的排除及结论的得出等一系列环节中，及时对学生进行指导，使学生在相对独立的实验活动中体会创新的艰辛与愉悦。为了使创新能力的培养长期化，教师要有计划地组织学生进行系列化的探索性实验，并把实验内容和生活中的实际问题联系起来，使创新能力培养和物理知识学习紧密结合起来。如为了帮助学生认识大气压强的变化对液体沸点的影响，设计了这样的实验：用酒精灯加热烧瓶中的水直至沸腾，然后移去酒精灯，水不再吸热，不能沸腾，水的温度下降不到100℃，这时让学生用大号注射器插入烧瓶的橡皮塞往外抽气，水重新沸腾起来。这时再把烧瓶倒过来，用冷水浇烧瓶底部，水又重新沸腾。 学生通过对物理知识的亲自动手实验、观察、思考，有效地提高了学生自主探究实验的积极性，激发了学生的创造性思维，对学生创新能力的培养起着潜移默化的作用。物理实验对发展兴趣,培养分析、归纳与创造性思维能力,培养操作能力、观察能力,提高劳动技能以及感受简单美,进行某些品德教育等等,都是其他物理教学手段很难集于一身的。
五、在分析、论证和评估中体验创新的价值
教师引导学生收集各种信息、实验数据和证据，并应用科学的思维和方法对它们进行分析、总结和归纳，找出规律，从而得出结论。如在分子间的相互作用力教学中，教师经常会做这样一个演示实验：两块平板玻璃间的空气用水排出后，会牢牢地粘合在一起，很难把它们分开。如何解释这个现象？由于实验目的本身“定向”作用，学生探究的方向会去迎合实验目的──“分子间存在相互吸引力”结论。其实，从实验原理上分析，“分子间存在相互吸引力”仅是两块玻璃粘合在一起的推测之一，推测之二是外面的大气把两块玻璃紧紧地压在一起了，就像马德堡半球实验。需引导学生对实验现象的本质做进一步探究，可设计如下验证方案：把玻璃片A、B用水粘好，较大的一块A在上，用木块架起来，B悬空，用玻璃罩罩住，而后用抽气机抽出罩内空气。实现现象是，玻璃罩内空气抽出后，B仍与A粘在一起。由此才可得结论：大气压把两块玻璃压在一起的推测错误。在分析和论证的过程中培养学生发现问题、分析问题的能力和严谨的科学态度。
评估是探究过程的重要环节，过去的物理教学虽然也组织过一些探究活动，但是，往往在得出结论后就万事大吉了，学生通过探究究竟得到了哪些启示？为什么探究的结果与事先的预测不一样？探究的设计和计划的进行过程是否有缺陷？还有哪些需要改进的地方？这些都需要学生去反思，只有通过这样的反思和评估，学生的科学探究能力才能逐步提高。
六、学会交流与合作，培养团队的创新意识
在科学探究的过程中要让每个学生都有机会向其他同学表述自己的研究成果，包括研究的过程、方法和结果。要循序渐进地培养学生尽可能用已有的科学知识、收集到的信息和实验数据，用较为准确的语言表述自己的探究成果并作出有说服力的解释。要培养学生注意倾听其他同学的研究报告、尊重别人的探究成果，允许别人对自己的探究过程和成果提出不同的意见，并能认真思考别人的意见，改进自己的探究方案。要让各种想法、观点进行充分地交流和讨论，在此过程中，使学生体会到科学探索的艰辛和喜悦。
总之，在物理实验教学中，要重视科学探究的每一个步骤，时刻注意体现学生的主体地位，处理好掌握知识和发展能力的关系，紧扣教材，做好实验，同时尽可能地为学生提供创新机会。在教学中不仅要注意物理知识本身，而且要看到知识后面蕴藏的对学生创造性思维训练的巨大价值，充分利用物理学科独特的优势，突出地体现创新精神和创造能力的培养，使之成为最有助于诱发学生创造潜能的最具活力的课程。我们的教育不是选择适合教育的学生，而应当创造一种适合每一个学生的教育。一个人只要得到对他最合适的教育，他的才能就可以得到充分的发展。创新教育能使学生学会学习、开发智力、提高素质，增强适应社会发展的能力，使之成为具有创新性的现代化建设所需的人才。
参考文献：
［1］娄进，刘晓每.著译开发奇妙的物理实验资源［M］.北京：北京大学出版社，2005.
［2］冯新安.实验教学中思维能力的培养与训练［J］.教学仪器与实验，2001（7）.