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当前，新一轮的课程改革已经全面展开，新的课程改革要求：改变课程实施过于强调接受学习的现状，倡导学生的主动参与、乐于探究，注重培养学生的创新精神和实践能力。物理是一门以实验为基础的自然科学，是学生了解物理知识形成过程的最好渠道；是培养学生学习物理兴趣的最好途径；是培养学生动手能力的有效方法。物理实验教学对培养学生创新能力有着独特的作用。实验教学是帮助学生养成科学态度和科学作风的有效措施，通过实验教学与理论讲授相结合，不仅有利于学生对物理概念和规律的正确确立，深刻理解和牢固掌握，而且有利于调动学生学习的积极性、主动性，激发学生的创新精神和创新意识，培养学生的创新思维，提高学生的创新能力。
一、课改前高中物理实验教学的不足
教学实践表明，新课改前高中物理实验教学明显存在一些不足：
1、从物理知识方面来说，过多强调“显性知识”(理论)，而降低了“隐性知识”(技能)。
“显性知识”和“隐性知识”观点是英国物理化学家波兰尼曾提出的，他把知识分为两种类型：一种是通常所说的可以用书面文字或地图、数学公式来表达的知识；另一种是不能系统表述的有关个人行为的某些知识。“显性知识”主要特征是：能通过语言、文字或符号表达并通过教材、大众媒体进行传递；能同时为不同的人们所共享，具有一种公共性；能通过个人及群体的逻辑思维进行批判和反思。“隐性知识”的特征正好相反：它不能通过语言、文字或符号来表达；不能通过教材、大众媒体在社会中进行传递；不能通过逻辑思维等理性反思而同时为不同的人们所共享，而是在个人感觉中进行反思的。“隐性知识”和“显性知识”一样地普遍存在于社会生活和科学活动之中，许多操作技能、实用方法、相互交往、情感调控等方面的知识都是“隐性知识”，它在人们的生活工作中大量存在，因此具有十分重要的意义。仅限物理学而言，也有这种显性和隐性之分。传统教学过分关注显性知识，过分关注学生的分数，相对弱化了学生基本技能的培养，不利于提高学生的科学实验能力。
2、从物理实验方面来说，过多注重验证原理、定律、现象，而缺少质疑、反思和发现。
一个物理实验的基本目的，不仅是达到实验所完成的最后结果，而且还包括通过整个实验过程提出相关质疑、发现问题进行反思。实验的过程不是学生完全在教师预定的“直线”上走到结束，而应有学生自主自定的“叉路”。每当学生认识了一条“叉路”不通，也就更深刻理解了另一条正确路线的内涵意义。课改前的实验十分缺乏让学生自主的机会，教师也没有注重鼓励学生对实验的过程进行质疑和反思，而是更多地强调对结论的认知，这样就大大降低了物理实验过程对学生掌握物理知识的积极效力。
3、从物理教学方面来说，过多限于课本上的物理知识，而不敢超越课本范围走到社会生活中。
虽然物理知识是人们从生产实践和科学实践中总结出来的，但它却是客观存在的，永远隐藏在自然世界和生产实践之中，人们社会生活中也处处有它的影子。中学物理教材只是提炼了其中最基础的一部分，不可能包容全部。只限于教材的物理教学是狭窄的，生活实践中存在着物理教学的广阔空间。传统物理教材把物理教学框死在既定教学内容中，没有鼓励教师及学生超出教材，到生活实践中寻找物理知识，发现物理规律的应用。
4、从吸取知识方面来说，过多局限于教师对物理规律或原理的事先定论，而缺乏学生先行自主的寻找物理规律或原理，进而猜想、验证，得出一些结论。
课改前的教材过于强调接受学习的现状，对于某项物理知识往往是教师事先定论，然后要求学生强硬接受，不注重为学生预留更大范围的思维空间。没有把学习者的主动参与、积极探究放在重要位置，忽略了学生先行的认知探索，大大降低了学生探索思考过程中理解掌握物理知识的功效。
二、课改下如何开拓实验教学，培养学生能力
1、创新演示实验，激发学生的创新精神。在物理教学中，有些物理知识和概念比较抽象，对于学生来说很难想象和理解。对于这些内容，教师要想方设法设计一些演示实验，借助于实物、教具，利用科学的方法，把抽象问题具体化，突破教学难点，激发学生的兴趣，培养学生的思维能力和创新意识。例如，在学过重力这节内容时，学生常常会提出这样的问题：地球是圆的，那住在地球对面的外国人为什么不会掉到太空中去?这时，我们可做这样一个演示实验：在一个塑料玩具球中装一磁铁，把它悬挂在铁架台上，把几枚铁制物品放置在球的不同方位，可以看到，不管铁制物体在什么方位，都不会掉下来。这时，可进一步演示：将一较轻的铁片用细线拴住慢慢靠近圆球，此时可以看到，不论薄铁片是否碰到圆球，也不论它在圆球的什么方位，都会被牢牢地吸引住。这时，老师不用过多的解释，只需提出“圆球相当于什么?铁制品相当于什么?”的问题就行了。此外，这个演示实验还可以向学生提出这样一个力学问题：地球吸引人和地球上物体，那人吸引地球吗?这时，几乎所有的同学都会不假思索的回答不吸引。同学们的常规思维认为地球那么大吸引人和地球上的物体是正常的，哪有人吸引大地球的道理。在这个实验中，我们可用一枚大头针把悬挂的圆球吸引过来。这时再引导学生思索这种现象说明了什么?这样学生就自然地理解了地球吸引人的同时，人也吸引地球的道理。这时，可利用这个实验复习一下“力的作用是相互的”的知识。可见，从一个普通的演示实验中，在教师的启发引导下，学生可学到许多知识，打破他们的思维定势，拓宽了他们的思路，激发他们勇于创新的精神。
2、利用探究性实验，培养学生科学探究能力和创新意识。在教学活动中，教师应根据教学内容与教学目标，选择合适的、有一定思考空间的课题，经过合理地设计后摆到学生面前，激发他们的探索欲望，让他们自主地去寻求实验方法和手段，教师只作恰当地点拨，放手让学生完成探索过程。我们要积极地创造条件运用探究式学习方式组织学生进行学习。例如：在学习滑动摩擦力这部分内容时，老师可先安排几个有趣的有关摩擦力的实验，激发学生的求知欲望；并让他们做一些小实验，切身感受一下摩擦力，从而引出摩擦的概念，体现了从生活走向物理的精神。在这几个实验当中，有意识地做几组滑动摩擦力大小不同的对比实验，然后提出滑动摩擦力的大小和哪些因素有关的问题。在这个时候，教师要让学生放开思维、自由想象，大胆猜想可能影响滑动摩擦力大小的因素，然后利用老师提供的实验器材设计和进行实验，收集和整理数据，分析并得出结论。这样，学生在体验科学探究的过程中，科学探究能力得到了提高，同时大大激发了学生的创新精神。
3、注重实验的发散性，培养学生的创新思维。创新思维是创新能力的核心，创新思维具有整体性、变通性、突破性和独特性。教师要利用具有发散性的实验，调动学生从不同角度思考问题，尽可能提出多种猜想 和答案，从而优选出解决问题的最佳方案。例如，在学生做完“伏安法测电阻实验”后，可以给学生出这样一个实验设计题：如果只有电压表或电流表，但手边有一个阻值已知的电阻，能否测出未知电阻的阻值?你能想出多少种方法?在这几种设计方法中哪些比较优越?可操作性强?再如，在做完“利用量筒和天平测液体密度”的实验后，组织学生讨论：用教材中的方法测液体的体积和质量时，有没有由于残留引起的误差?如果有，你能否设计出没有残留误差的实验方案?你能想出几种?我们要鼓励学生多动脑，不受书本限制，找出更多、更好的方法。方法越多，学生思维越活跃，学习兴趣越浓，教师要积极引导，让他们充分发表自己的意见，相互交换看法，鼓励发表不同意见，容易激起创新的思维火花，有效地培养学生的创新思维。
4、注重理论与实践相结合，促进创新能力的提高。只有理论联系实际，创新能力才能得以有效实现。学生物理实验本身就是需要学生解决实际问题的实践活动，但如果不加以正确引导、培养，并不能提高学生解决实际问题的能力。所以教师在实验教学中要善于利用所学内容提出与实际生活、生产相联系的问题，促进学生创新能力提高。当学生提出有价值的问题时，教师应该因势利导，引导学生尝试应用实验探究、资料查询、调查访问等方法进行学习，帮助他们进入自主性学习的轨道。通过自主学习，学生能结合所学知识，联系生活实际进行独立的有创造性的思维活动，往往会有意外的收获。例如，在学习有关磁化、去磁和磁屏蔽的内容后，我让学生结合本节课内容，去探究生活中有关这方面知识的现象和应用。结果有位同学根据生活中有些人的磁卡被磁化后不能正常使用的现象，结合磁屏蔽的知识，发明了“防磁磁卡盒”。在学习安全用电的知识后，我让学生结合前面所学的导体、绝缘体的知识，调查、寻找生活中有没有存在一些安全隐患的地方，如果发现了，怎样改进?有位同学通过调查发现普通插座存在安全隐患，并结合所学知识，发明了“防触电插座”。这两位同学的作品均在合肥市青少年科技创新大赛中参评获奖。自主创新，学以致用，体现了新课标倡导的从物理走向社会的精神。学生只有主动参与到教学中，理论联系实际，才能使自己的创新能力得以实现。
三、新课改下实验教学的几点体会
1、巧设情景，激发兴趣。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。这要求教师要善于引导学生将所学知识运用到自制教具、学具和小制作活动中，着力培养学生的动手能力、创新能力以及思维能力。初中物理中，这方面的内容非常丰富，如自制小天平弹簧秤、潜望镜、小孔成像等。关键是如何让学生认真阅读和收集这方面的资料，肯动脑筋、肯花时间、尤其是在有实验演示的课文教材中，在教前，可先布置学生制作学具和小制作，提供实物和原理结构图让学生参考。同时，在课外还要积极引导学生，运用所学知识进行一些带有创造性的制作，甚至于小发明。引导学生进行发明创造，参加自制学具、教具的活动，一方面可以巩固课内实验所学的知识和初步掌握基本实验技能，更重要的是培养了学生的创造能力。在这个活动中，学生们大胆设想认真设计，精心操作，这是传统的教学过程无法达到的。
2、质疑问题，搭设平台。“疑是思之始，学之端”、“于不疑处有疑，方是进矣”、“大疑则大进，小疑则小进”。解决问题也许是一个物理上或实验上的技能而已，而提出新的问题、新的可能性，从新的角度去看旧的问题，却需要创造性的想象力。另一方面，人的心灵深处，都有一种根深蒂固的需要，这就是自己是一个发现者、研究者、探素者。在教学中可抓住学生的这一心理需求，在任何时候都要鼓励学生提问，培养学生质疑问难。
3、转变角色，树立理念。总之，物理实验教学能给学生提供更广阔的活动空间和思维空间，物理教师要以现代教育思想为指导，始终把培养学生的创新能力贯穿在整个实验教学过程，把基础知识应用与基本技能的训练有机结合，促进学生综合能力的提高，适应现在及未来社会的学习，满足学生自身全面发展和终身发展的需要，为学生今后成为创新型人才打好基础。
一、课改前高中物理实验教学的不足
教学实践表明，新课改前高中物理实验教学明显存在一些不足：
1、从物理知识方面来说，过多强调“显性知识”(理论)，而降低了“隐性知识”(技能)。
“显性知识”和“隐性知识”观点是英国物理化学家波兰尼曾提出的，他把知识分为两种类型：一种是通常所说的可以用书面文字或地图、数学公式来表达的知识；另一种是不能系统表述的有关个人行为的某些知识。“显性知识”主要特征是：能通过语言、文字或符号表达并通过教材、大众媒体进行传递；能同时为不同的人们所共享，具有一种公共性；能通过个人及群体的逻辑思维进行批判和反思。“隐性知识”的特征正好相反：它不能通过语言、文字或符号来表达；不能通过教材、大众媒体在社会中进行传递；不能通过逻辑思维等理性反思而同时为不同的人们所共享，而是在个人感觉中进行反思的。“隐性知识”和“显性知识”一样地普遍存在于社会生活和科学活动之中，许多操作技能、实用方法、相互交往、情感调控等方面的知识都是“隐性知识”，它在人们的生活工作中大量存在，因此具有十分重要的意义。仅限物理学而言，也有这种显性和隐性之分。传统教学过分关注显性知识，过分关注学生的分数，相对弱化了学生基本技能的培养，不利于提高学生的科学实验能力。
2、从物理实验方面来说，过多注重验证原理、定律、现象，而缺少质疑、反思和发现。
一个物理实验的基本目的，不仅是达到实验所完成的最后结果，而且还包括通过整个实验过程提出相关质疑、发现问题进行反思。实验的过程不是学生完全在教师预定的“直线”上走到结束，而应有学生自主自定的“叉路”。每当学生认识了一条“叉路”不通，也就更深刻理解了另一条正确路线的内涵意义。课改前的实验十分缺乏让学生自主的机会，教师也没有注重鼓励学生对实验的过程进行质疑和反思，而是更多地强调对结论的认知，这样就大大降低了物理实验过程对学生掌握物理知识的积极效力。
3、从物理教学方面来说，过多限于课本上的物理知识，而不敢超越课本范围走到社会生活中。
虽然物理知识是人们从生产实践和科学实践中总结出来的，但它却是客观存在的，永远隐藏在自然世界和生产实践之中，人们社会生活中也处处有它的影子。中学物理教材只是提炼了其中最基础的一部分，不可能包容全部。只限于教材的物理教学是狭窄的，生活实践中存在着物理教学的广阔空间。传统物理教材把物理教学框死在既定教学内容中，没有鼓励教师及学生超出教材，到生活实践中寻找物理知识，发现物理规律的应用。
4、从吸取知识方面来说，过多局限于教师对物理规律或原理的事先定论，而缺乏学生先行自主的寻找物理规律或原理，进而猜想、验证，得出一些结论。
课改前的教材过于强调接受学习的现状，对于某项物理知识往往是教师事先定论，然后要求学生强硬接受，不注重为学生预留更大范围的思维空间。没有把学习者的主动参与、积极探究放在重要位置，忽略了学生先行的认知探索，大大降低了学生探索思考过程中理解掌握物理知识的功效。
二、课改下如何开拓实验教学，培养学生能力
1、创新演示实验，激发学生的创新精神。在物理教学中，有些物理知识和概念比较抽象，对于学生来说很难想象和理解。对于这些内容，教师要想方设法设计一些演示实验，借助于实物、教具，利用科学的方法，把抽象问题具体化，突破教学难点，激发学生的兴趣，培养学生的思维能力和创新意识。例如，在学过重力这节内容时，学生常常会提出这样的问题：地球是圆的，那住在地球对面的外国人为什么不会掉到太空中去?这时，我们可做这样一个演示实验：在一个塑料玩具球中装一磁铁，把它悬挂在铁架台上，把几枚铁制物品放置在球的不同方位，可以看到，不管铁制物体在什么方位，都不会掉下来。这时，可进一步演示：将一较轻的铁片用细线拴住慢慢靠近圆球，此时可以看到，不论薄铁片是否碰到圆球，也不论它在圆球的什么方位，都会被牢牢地吸引住。这时，老师不用过多的解释，只需提出“圆球相当于什么?铁制品相当于什么?”的问题就行了。此外，这个演示实验还可以向学生提出这样一个力学问题：地球吸引人和地球上物体，那人吸引地球吗?这时，几乎所有的同学都会不假思索的回答不吸引。同学们的常规思维认为地球那么大吸引人和地球上的物体是正常的，哪有人吸引大地球的道理。在这个实验中，我们可用一枚大头针把悬挂的圆球吸引过来。这时再引导学生思索这种现象说明了什么?这样学生就自然地理解了地球吸引人的同时，人也吸引地球的道理。这时，可利用这个实验复习一下“力的作用是相互的”的知识。可见，从一个普通的演示实验中，在教师的启发引导下，学生可学到许多知识，打破他们的思维定势，拓宽了他们的思路，激发他们勇于创新的精神。
2、利用探究性实验，培养学生科学探究能力和创新意识。在教学活动中，教师应根据教学内容与教学目标，选择合适的、有一定思考空间的课题，经过合理地设计后摆到学生面前，激发他们的探索欲望，让他们自主地去寻求实验方法和手段，教师只作恰当地点拨，放手让学生完成探索过程。我们要积极地创造条件运用探究式学习方式组织学生进行学习。例如：在学习滑动摩擦力这部分内容时，老师可先安排几个有趣的有关摩擦力的实验，激发学生的求知欲望；并让他们做一些小实验，切身感受一下摩擦力，从而引出摩擦的概念，体现了从生活走向物理的精神。在这几个实验当中，有意识地做几组滑动摩擦力大小不同的对比实验，然后提出滑动摩擦力的大小和哪些因素有关的问题。在这个时候，教师要让学生放开思维、自由想象，大胆猜想可能影响滑动摩擦力大小的因素，然后利用老师提供的实验器材设计和进行实验，收集和整理数据，分析并得出结论。这样，学生在体验科学探究的过程中，科学探究能力得到了提高，同时大大激发了学生的创新精神。
3、注重实验的发散性，培养学生的创新思维。创新思维是创新能力的核心，创新思维具有整体性、变通性、突破性和独特性。教师要利用具有发散性的实验，调动学生从不同角度思考问题，尽可能提出多种猜想 和答案，从而优选出解决问题的最佳方案。例如，在学生做完“伏安法测电阻实验”后，可以给学生出这样一个实验设计题：如果只有电压表或电流表，但手边有一个阻值已知的电阻，能否测出未知电阻的阻值?你能想出多少种方法?在这几种设计方法中哪些比较优越?可操作性强?再如，在做完“利用量筒和天平测液体密度”的实验后，组织学生讨论：用教材中的方法测液体的体积和质量时，有没有由于残留引起的误差?如果有，你能否设计出没有残留误差的实验方案?你能想出几种?我们要鼓励学生多动脑，不受书本限制，找出更多、更好的方法。方法越多，学生思维越活跃，学习兴趣越浓，教师要积极引导，让他们充分发表自己的意见，相互交换看法，鼓励发表不同意见，容易激起创新的思维火花，有效地培养学生的创新思维。
4、注重理论与实践相结合，促进创新能力的提高。只有理论联系实际，创新能力才能得以有效实现。学生物理实验本身就是需要学生解决实际问题的实践活动，但如果不加以正确引导、培养，并不能提高学生解决实际问题的能力。所以教师在实验教学中要善于利用所学内容提出与实际生活、生产相联系的问题，促进学生创新能力提高。当学生提出有价值的问题时，教师应该因势利导，引导学生尝试应用实验探究、资料查询、调查访问等方法进行学习，帮助他们进入自主性学习的轨道。通过自主学习，学生能结合所学知识，联系生活实际进行独立的有创造性的思维活动，往往会有意外的收获。例如，在学习有关磁化、去磁和磁屏蔽的内容后，我让学生结合本节课内容，去探究生活中有关这方面知识的现象和应用。结果有位同学根据生活中有些人的磁卡被磁化后不能正常使用的现象，结合磁屏蔽的知识，发明了“防磁磁卡盒”。在学习安全用电的知识后，我让学生结合前面所学的导体、绝缘体的知识，调查、寻找生活中有没有存在一些安全隐患的地方，如果发现了，怎样改进?有位同学通过调查发现普通插座存在安全隐患，并结合所学知识，发明了“防触电插座”。这两位同学的作品均在合肥市青少年科技创新大赛中参评获奖。自主创新，学以致用，体现了新课标倡导的从物理走向社会的精神。学生只有主动参与到教学中，理论联系实际，才能使自己的创新能力得以实现。
三、新课改下实验教学的几点体会
1、巧设情景，激发兴趣。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。这要求教师要善于引导学生将所学知识运用到自制教具、学具和小制作活动中，着力培养学生的动手能力、创新能力以及思维能力。初中物理中，这方面的内容非常丰富，如自制小天平弹簧秤、潜望镜、小孔成像等。关键是如何让学生认真阅读和收集这方面的资料，肯动脑筋、肯花时间、尤其是在有实验演示的课文教材中，在教前，可先布置学生制作学具和小制作，提供实物和原理结构图让学生参考。同时，在课外还要积极引导学生，运用所学知识进行一些带有创造性的制作，甚至于小发明。引导学生进行发明创造，参加自制学具、教具的活动，一方面可以巩固课内实验所学的知识和初步掌握基本实验技能，更重要的是培养了学生的创造能力。在这个活动中，学生们大胆设想认真设计，精心操作，这是传统的教学过程无法达到的。
2、质疑问题，搭设平台。“疑是思之始，学之端”、“于不疑处有疑，方是进矣”、“大疑则大进，小疑则小进”。解决问题也许是一个物理上或实验上的技能而已，而提出新的问题、新的可能性，从新的角度去看旧的问题，却需要创造性的想象力。另一方面，人的心灵深处，都有一种根深蒂固的需要，这就是自己是一个发现者、研究者、探素者。在教学中可抓住学生的这一心理需求，在任何时候都要鼓励学生提问，培养学生质疑问难。
3、转变角色，树立理念。总之，物理实验教学能给学生提供更广阔的活动空间和思维空间，物理教师要以现代教育思想为指导，始终把培养学生的创新能力贯穿在整个实验教学过程，把基础知识应用与基本技能的训练有机结合，促进学生综合能力的提高，适应现在及未来社会的学习，满足学生自身全面发展和终身发展的需要，为学生今后成为创新型人才打好基础。