教育的最高目标是培养人的创新能力。传统的物理演示实验，是在课堂上主要由教师操作，学生对实验进行观察思考的实验教学方式。这时，教师是实验的主体，处于主动地位；而学生是观察的主体，处于被动地位，这样做不利于学生创新能力的培养。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。

1　发掘、设计演示实验

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，有些章节涉及的实验也很少。因此，选择适当的时机增加演示实验，加强教学的直观性，使之有利于学生创新能力的培养。

例如，静摩擦力方向的判别是学生普遍感到的难点^[1]，其主要原因是学生日常生活中缺乏这方面的感性认识，难以想象两个相对静止而有又相对运动趋势的物体接触面间的情况。教学中，可以取两只鞋刷，使刷毛相对地叠放在粗糙的台面上，水平推上面的一只鞋刷，可以看到上、下物体间刷毛形变的方向相反，由此可推想出上、下物体所受静摩擦力的情况。这样，就给学生提供了一个表象思维的模型，化抽象为形象，从而也可培养学生的创新能力。

2　研究、改进演示实验

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^[3]，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　增强演示实验的趣味性与可见度

培养学生的学习兴趣，能很好地推动学生积极主动地学习，促进他们创新能力的提高。教师要抓住学生的好奇心和探索欲，补充做一些典型的趣味实验，引导学生进一步研究所发生的物理现象，从中培养他们的创新能力。

例如做“超重和失重”的演示实验时^[4]，在弹簧秤下挂一个重物，设法分别让其在竖直方向做匀速、匀加速、匀减速运动时，弹簧秤示数的大小变化不同。这时学生感到意外而有趣，都有亲手做一做的**为满足学生的欲望和增强演示实验的可见度，可再设法用皮筋代替弹簧秤演示，皮筋的伸缩变化比弹簧大，后排的学生也看得清楚。不少学生都想在课后亲自动手反复“玩”这个实验，寻找皮筋伸缩变化的规律。这样，学生在“玩”的活动中进行了探索学习，对超重、失重以及胡克定律便也有了更确切的理解，认识到物理学是我们身边的科学，从而提高了学物理的兴趣和创新能力。

5　增强演示实验的开放性

在演示实验的内容上增加在实际生活中的应用演示，可以把传统课堂这个封闭的小系统有机地融入到社会这个开放的大系统中去，进而开阔了学生的观察视角和拓展了思维的广度，促进学生创新能力的培养。

例如，在讲完“大气压”后，教师请学生想，生活中的例子有哪些。有学生说到钢笔吸墨水。教师请学生回家了解并思考钢笔吸管有几种类型？原理一样吗？钢笔吸管能一次把墨水吸满吗？有学生说到吸管吸饮料。教师请学生回家将吸管扎很多孔，看看还能吸上饮料吗？为什么？有的学生说到茶壶上的小孔，教师请学生研究小孔到底有什么用，若用胶布将小孔贴起来会有什么现象，为什么？有学生说到吸盘，教师请学生回家将吸盘贴在木板上、瓷砖上、玻璃上进行比较？探究怎么将吸盘取下？等等。这样做，大大增强了演示实验的开放性，使学生认识到实验是一种科学方法，通过研究、探索提高了学生创新能力。

6　创设问题情境，展现实验设计思想

教师要善于发掘演示实验的有效因素，创设问题情境，鼓励学生对前人的一些现成的实验设计和传统观点，进行大胆的质疑。在实验演示过程中，教师要充分展现实验设计思想，培养学生领悟、探究物理问题的方法。

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。

7　将演示实验改为边教边实验（随堂实验）

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。

8　将演示实验改为探索性实验

教师可以把某些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。因为探索性实验教学比演示实验教学有更广阔的活动空间和思维空间，可以极大地激发和满足不同层次学生的探索与创新欲望，学生在自己探索物理规律的实验过程中可以把动手和动脑结合起来，锻炼和培养自己的创新能力。

例如，“蒸发”一节的教学中，为了弄清影响蒸发快慢的因素有哪些，教师可设计三组问题让学生自己去研究解决，并得出有关结论。问题1：取相同两滴酒精分别滴在课桌和手背上，观察谁先变干？这说明了什么？问题2：取相同两滴酒精滴在课桌上，用塑料尺只将其中一滴酒精展开，观察谁先变干？这说明了什么？问题3：取相同两滴酒精滴在课桌上，只对其中一滴酒精用纸筒吹气，观察谁先变干？这说明了什么？如此进行教学设计，学生们便立即投入到实验活动中去，动手与动脑相结合，很快自己得出了影响液体蒸发快慢的三个因素。同时，也让学生在相对独立的实验活动中体会到创新的艰辛与愉悦。

9　在演示实验中增加物理实验史的介绍

物理实验史实际上就是一部运用实验方法论进行实验探究，以获取物理实验事实、规律和建立物理科学理论的发展史。在物理教学中，结合典型的物理实验史实引导学生进行科学探索活动，对于培养学生的科学素养和创新能力，具有特别重要的意义和价值。

物理实验教学的事实表明，只有当学生被设计的实验情境所感染，实验活动才能取得预期的效果。例如，当一个“马德堡半球”呈现在没有情境准备的学生面前时，在学生的脑海中只能形成一个冷冰冰的球形铁制品视觉现象。这种孤立的视觉形象脱离了丰富的内涵，它既不能激发观察者的兴趣，更不能激发观察者丰富的联想，观察者在心灵深处的感受是非常微弱的。但是，如果教师先介绍发生在1654年德国马德堡市验证大气压存在的惊人实验后，再呈现“马德堡半球”，它在学生的视觉中就成了一个富有传奇色彩的、生动活泼的历史见证物。在这里，物理实验史的介绍赋予了实验器材以勃勃生气，使单调的实验演示具有了丰富的色彩。这样进行实验教学的设计，无疑对培养学生的创新能力是大有益处的。

10　用计算机模拟演示实验

中学物理教学内容对中学生的抽象思维能力提出了较高的要求^[1]。学生在分析问题时常常要借助于实物的帮助，有时因脱离实物便无法对物理现象进行抽象思维。教材又有很大一部分内容没有与之配套的直观教具，有些内容又涉及微观或宏观过程，因此无法在课堂教学中进行演示。由于必要的直观演示不足，所以有些抽象的物理概念、物理规律未经感性认识阶段而直接上升为抽象的理论，使得抽象思维较弱的中学生难以认识复杂的物理世界。用计算机作为辅助演示实验的工具，则可充分发挥它的优势，在传统演示教具中无法涉及的地方大显身手，弥补学生直观感觉的不足，减少其抽象思维的难度，有益于创新能力的培养。

例如，用计算机可以展现宏观或微观世界，生动地模拟行星运动、布朗运动等。对于有些演示实验，我们一般只能看到其最后结果，而其形成结果的原理却很难反映，而用计算机可以显示实验的中间过程。例如，在讲解显微镜原理时，用计算机显示光线一步步折射的过程和最后结果，清晰明理。另外，用计算机还可很方便地扩大演示实验的内涵和外延，展现一些演示实验的原理在现代技术中的应用，让学生初步涉猎到一些物理知识的前沿问题。这对于开阔学生视角，活化他们的知识有着重要的意义。随着互联网技术的发展，我们应该进一步加强计算机技术在演示实验教学中的应用。

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。

参考文献：

1　冯容士等．中学物理实验教学与自制教具．上海：上海教育出版社，2000．

2　王爱生．高温下玻璃变导体的演示实验改进．教学仪器与实验，2004，（2）．

3　邓利军．物理实验教学中学生能力培养初探．武汉教育学院学报，2001，（12）．

4　耿天高．如何在物理实验教学中培养学生的综合能力．教学与管理，2001，（12）．

5　赵沃槐．优化物理实验教学培养学生创新能力．教学仪器与实验，2002，（10）．