科學是一门以实验为基础的学科，实验教学是科学的重要组成部分，实验以其生动、形象、鲜明的特点，自然地去激发和满足学生的好奇心。但是学生在实验过程中只是机械地照方抓药，实验内容又单调毫无新意，使大多数学生感到实验只是看看有味、做做有趣，领悟不到实验教学对科学学习所起的特有的功能。因此，实验必须变革。“创新是一个民族的灵魂”，没有创新就会失去生存的权利。在知识经济社会中，人最重要的素质是创新能力。创新的关键是人才的开发，创新人才的培养要从基础教育抓起，而中学阶段是创新教育的关键时期。所以在中学科学教学中培养学生的创新能力是实施素质教育的重要内容。在科学教学中，实验作为帮助学生获得科学知识的重要手段，在教学中占有较大比例，实验教学日益受到重视。随着教学手段的更新，教学过程的优化，教学密度的加大，为培养学生创造能力开辟了广阔的前途。本文通过笔者多年的教学实践谈谈在科学实验教学中怎样培养学生的创新能力。
　　一、观察是创新的基础，努力培养学生的观察能力。
　　观察是实验的第一步，也是创新的前提。没有对客观事物的认识是谈不上创新的。只有观察才能积累丰富的感性材料，最后上升为理性认识，进而形成良好的创造氛围，为创造能力的形成奠定基础。培养实验观察能力，要加强和补充课堂演示实验，最好是增加学生实验，要求学生从实验观察、实验操作不同视角去仔细观察，善于发现共同现象和不同现象，形成良好的观察习惯。例如镁带燃烧，发出耀眼夺目的强光，容易刺激学生的感官，引起学生的注意，而燃烧后生成的白色粉末状物质往往被忽视，而恰恰是白色粉末的生成，才足以说明化学变化的本质特征。同时在观察的全过程中，把观察到的感性知识上升到理性上来。又如观察水的沸腾实验要求学生注意观察水在加热初期、中期和沸腾时气泡上升过程中体积的变化和水温变化的关系。可以提示看到的不同的现象是由不同的原因引起的，但是具体是哪些原因，应该由学生通过多次的实验得出结论，而不是老师在黑板上把各种条件罗列出来，再提供给学生实验。那样做实际限制了学生的思维活动，不利于学生形成创新思维。
　　二、改演示实验为学生实验，培养创造性思维的“自我独立性”。
　　在中学生的思维培养中，教师应引导学生的思维由模仿向支持自己的意见过渡。而演示实验一般都是教师操作，再加上课前的充分准备，实验结果都较理想。但无形中会使学生“迷信权威”。然而将演示实验改为学生实验，由于各个学生参差不齐的知识水平及实验技能，实验中容易出现各种与结论不相符合的现象，这很容易引起学生对教材的实验结论产生“怀疑”。当确信自己的实验无错时，才会消除怀疑心理。
　　如“长度的测量”这一节教学，可以添加用毫米刻度尺测量科学课本的长和宽的课堂实验，这是初中生第一次进行测量，许多学生都认为很容易，但测量时许多学生都达不到实验要求。通过实验暴露出学生测量中的许多问题，如有的测量方法不准确；有的读数错了（由于没有注意到“零刻度”）；有的读数没带单位。通过实验后教师的讲解，学生不仅会体会到蜕皮的重要性，而且会初步懂得测量的正确方法。再如改“水杯——厚纸”实验为学生课堂实验，由于这个实验获得成功需要两个条件：一是杯中水足够满；二是厚纸必须盖严杯口。如学生不注意这两点，实验很可能失败，由此对大气压的存在产生了怀疑心理，为探求正确结论而重做，待实验成功甚至多次成功时才确信大气压的存在。
　　三、变验证性实验为探究性实验，培养主动探究的能力。
　　学生分组实验以往多以测量性、验证性和教学效果，就必须使学生真正进入角色，手、眼、脑并用地进行有目的的探索活动。为了有效地激活学生的创新思维，教师在教学中应尽量增加一些探索性的实验。
　　如《凸透镜成像规律》实验，由原来的验证性实验改为学生的探究性实验，教学中采用启发式教学和有控开放。实验前老师先介绍光具座的结构，并说明什么是物距、像距。让学生观察并思考：“为什么烛焰的焰心、凸透镜中心、光屏中心要在同一高度？当烛焰靠近透镜，使u＜f，移动光屏，光屏上能成烛焰的像吗？直接用眼睛通过透镜观察烛焰，你看到了什么？指导学生多次改变物距，通过对成像情况的反复观察和比较，引导学生总结出成像规律。这个实验，从教学主体的角度强调学生的主观能动性和创造性，尽可能创造更多的机会；让学生在创造中感受成功的体验，在成功中感受到学习的乐趣，从而激发思维的灵活性和创造性。再如，在制取二氧化碳气体实验时，所用的药品是稀硫酸和大理石还是稀盐酸和碳酸钠呢？为此可以设计如下的探究性实验：先让学生以小组为单位分别做大理石与稀盐酸、大理石与稀硫酸、碳酸钠与稀盐酸反应的实验，然后让学生交流讨论：实验室制取二氧化碳应选择什么药品？这样学生不仅掌握了实验室制二氧化碳的药品，而且也明白了不选其它药品的原因。这样对激发学生的创新思维，培养学生的创新意识和创新能力有很大帮助。
　　四、创设问题情境，培养学生的创新意识。
　　爱因斯坦说：“提出一个问题，往往比解决一个问题更重要。”因为解决一个问题是知识技能的运用，而提出一个问题需要有创造性的思维。科学的发现始于疑问，而发现问题，正是创新的开端。“学起于思，思源于疑。”心理学研究表明，学生的学习动机和求知欲，学习的积极性和主动性，不会自然形成，它与教师的启发教学有密切关系，因此教师在教学中要积极创造问题环境，激发学生的学习兴趣和求知欲，引发学生积极主动的思维活动。因此，在教学中教师应巧妙构建创设情境，启发学生自己提出问题，从而扶持创新意识。
　　如教学《大气的压力》一课时，为引导学生自己提出问题，特意构建创新一个情境：一上课，我向学生们出示了“马德堡半球”，合上两个半球抽掉其中的空气，让学生用力向两边拉开，一个、两个、四个，最后全班同学像拔河似的一起拉，但仍拉不开。此时，教师提出问题：“你现在最想说些什么呢？”学生对这一现象感到奇怪，纷纷提出自己的疑问：这两个半球为什么拉不开？用什么办法才能把这两个半球拉开？如果两个班的同学一起拉，能不能把它拉开？恰当的问题开启了学生的思维之门，教师为学生构建创新情境，使学生的创新意识，深入探究的愿望油然而生。又如：教师为学生讲授利用伏安法测电阻的实验时，利用伏特表和电流表测出的电压和电流可算出待测电阻的阻值，能不能只用一个电流表或电压表来测量电阻？如果能，还需哪些辅助器材？怎样测量？请说出你设计的方案并画出电路图。通过这种说疑、释疑的教学活动，就可培养学生探究科学的兴趣和创
　　造性的思维。
　　如在学习《声音》一课时，学生在了解了物体振动产生的声音后，我让学生比较是否每把尺子振动出的声音都一样？实验后同学们发现听到的声音不一样。这时我就引导学生做对比实验，寻找解决问题的答案。结果发现尺子伸出桌面长短不同，振动的快慢就不同，所发出的声音也不同。如“分子”这一节较抽象，怎样激发学生的求知欲呢？一上课，我在黑板上写了一个式子100mL＋100mL≠200mL，学生疑惑不解，接着演示实验：把100mL酒精倒入100mL的水中，发现总体积小于200mL，学生十分震惊，思维高度集中，迫切想弄清原因，这时我说如果你们想知道其中的奥秘，那么我们一起学习这一节吧。自然，这节课学生学得特别认真，效果肯定不差。
　　五、多角度设计实验，发散学生的思维。
　　达芬奇说：“即使是同一只鸡蛋，只要变换一个角度去看它，形状便立即不同了。”在某些条件下，变换角度就会有所发散和创新。“电可以生磁，磁可不可以生电？”法拉第以相反的角度思考问题，发现了电磁感应现象，创造发明常常就是多角度思考问题的结果。多角度设计实验可以培养学生多角度思考问题的能力，从而使其思维开阔，想象力丰富，培养学生思维敏锐性，提高发散思维能力。
　　例如，在复习溶液的质量分数这一内容时，设计了一个具有开放性的实验，有两杯体积相同的食盐水，一杯质量分数大，一杯质量分数小，有哪些方法能区别它们（写出三种以上，越多越好）？请设计实验并加以证明。同学们用了许多方法加以证明，主要有：①直接品尝，根据咸淡鉴别；②用密度计鉴别，密度大的质量分数大；③用天平测量，质量大的质量分数大；④用杠杆测量，调节杠杆水平后，两杯体积相同的食盐水分别挂在杠杆两端，下沉的一端是质量分数大的食盐水；⑤用压强计鉴别，压强计放在相同深度的液面下，读数大的那一杯是质量分数大的食盐水；⑥往两等体积的食盐水中加氯化钠固体，能溶解固体少的为质量分数大的食盐水；⑦将同体积的食盐水蒸发，得到固体多的为质量分数大的食盐水等。
　　在“伏安法测电阻”的实验中，通过变换实验仪器，可扩展出以下问题：①若把电压表去掉，电压表和其他仪器不变，再给你一只10欧姆的定值电阻，你怎样测出小灯泡的电阻？②若把电流表去掉，电压表和其他仪器不变，再给你一只10欧姆的定值电阻，你怎样测出小灯泡的电阻？在测固体物质的密度实验中，可提出如下问题：①教材中测金属块的质量用天平，如果没有天平，而用弹簧秤和细线，怎样用间接方法测出金属块的质量（根据质量和重力的关系式G＝mg）？②如果没有天平，而用细线、钩码（已知质量）、刻度尺、支架杠杆，你怎样用间接方法测出金属块的质量（依据杠杆的平衡条件）？③如果没有量筒（或量杯），用烧杯、细线、水、弹簧秤，你将怎样测出金属块的体积（根据阿基米德原理）？④如果有量筒（或量杯），被测物不规则且吸收液体，你将如何测出它的体积？……通过这些灵活多变的实验题，促进学生思维的敏捷性和应变性的提高。
　　科学实验的创新具有新颖性、灵活性等特点，它能激发学生的参与意识，活跃学生的思维，它要求学生以新奇、独特的角度去发挥自己的创造思维能力。同时通过大量实验的严密观察和勤于思考，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。总之，创新教育能使学生学会学习，开发智力提高素质，增加了锻炼的机会，增强了适应社会发展的意识。