物理学是以实验为基础的科学，物理实验教学，不仅仅只是单纯地看实验的次数，更重要的是看实验教学能否真正带给学生一些收获，其中对学生重要的影响之一就是培养他们的创新能力。如何利用物理演示实验培养学生的创新能力，结合教学实践，提出以下三方面的建议。
建议一：演示实验时有意出错，培养学生的怀疑与批判思维
要培养创新思维能力，有必要培养学生的怀疑与批判思维。在当前的课堂演示实验中，往往教师讲授什么或演示什么，学生便记什么，缺乏质疑的精神。要改变这一点，建议在部分演示实验中，教师可以有意出错，并要求学生仔细观察教师的实验操作过程，找出其中哪些操作是错误的。
例如，在自由落体一节课用打点计时器研究自由落体规律时，介绍了实验仪器后，要求学生仔细观察教师的操作，指出其中的错误之处并给出纠正。实际操作时，本人先呈现几个质量不等、体积不同的球体，并故意在纸带的下方夹上一个质量较轻体积较大的塑料球，且先释放纸带，再开打点计时器，设置了一系列的人为的错误。为了对比，在另外一个班则采用正确的操作，亦没有要求学生找出操作过程的错误。结果发现，在故意出错的班级里，学生发言非常踊跃，不但找出了故意设置的错误，甚至还指出了教师亦没有意识到的地方，例如，学生指出，在释放纸带前应当上下移动一下纸带，检验打点计时器是否对纸带造成较大的摩擦阻力，充分体现了学生思维的发散性。而另外一个采用正确操作的班级，学生只是静静地观看教师的操作，未提出任何异议。
由于要求学生找错误，学生观察得特别仔细，并且这些错误是由他们自己说出来的，记忆特别深刻。更重要的是，学生懂得了教师的操作也并非是十全十美的，其中同样可能包含着各种错误，需要把它找出来加以纠正。这种质疑精神正是通过这一次次地锻炼得到潜移默化。
建议二：引导学生思考演示实验的改进
演示实验往往是以新颖、有趣的现象吸引学生的兴趣，但这还只是属于直觉兴趣，是比较表层的。若能在学生体验到物理现象的奇妙时，适时地提出系列引发学生思考的问题，则能调动学生的积极思维，但这还是就问题而回答问题，创新的成分并不多。若在演示实验后，要求学生思考如何改进演示实验方案才能使效果更加明显，从而引导学生的思维提高到创新的高度。
例如，在讲解自由落体的失重现象时，引入“水瓶下落”实验。当瓶子从高处下落时，小孔竟然不漏水。学生看到这个意想不到的现象，无不感到新奇有趣。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆继而发问，水为什么不漏了？是什么“堵”住了小孔？其中有何奥秘？学生受到这种新奇的实验现象的吸引，注意力集中，且教师的问题恰是他们脑中的疑问，激发他们积极开动脑筋。本人认为，学生思维上的积极参与相对于让学生上台来动手参与，更加重要。上述系列问题主要目的还只是在于引发学生对新学内容的理解。为了进一步锻炼学生的创新思维能力，在讲解完该内容后，本人又继续展示那个水瓶，并提出这样一个问题：刚才的现象距离比较远的同学不容易看清楚实验现象，你们有没有什么办法让实验现象更加明显一点？此问一出，学生的一些想法马上涌现出来：“看地上有没有湿”、“把水换成红墨水”、“把瓶子举高点，下落久一点观察时间长些”、“用一张白纸垫在后面，看水有没有喷湿白纸”，气氛异常活跃。
从上面的案例可以看到，采用新奇的实验来吸引学生的注意力，还只是表层的教学艺术，学生只是感到新奇；要求学生尝试回答实验现象背后的规律，则使学生的思维进一步深化；而要求学生对实验方案进行改进、讨论，则使学生的创新能力得到了更好的锻炼与展现。
建议三：采用不同设备完成同一实验，启发学生的创新思维
演示实验时，多数教师往往只是用某一套实验仪器来进行演示，使得学生的思维仅仅局限于这一套实验设备，思维无法得到较好的发散。本人建议，对于部分演示实验，可以采用不同的实验设备分别进行演示，然后要求学生对比这些实验设备演示效果的优劣，并思考这些演示方案都是如何设计出来的。
例如，对于演示楞次定律的实验，学校实验室里有一现成的相应的演示装置，但是效果并不明显，主要原因是单匝铝框的磁通量变化较弱，产生的感应电动势和感应电流不大，因此感应电流的磁场不强，原磁场与感应电流的磁场作用力不大。为了使演示现象更加明显，本人用漆包线绕制两个匝数约为100匝，直径约为8cm的圆形线圈。其中一个线圈将线头上的漆刮掉，把两个线头连接起来形成一个闭合线圈；另一个不连接成闭合线圈。演示实验时，将学校实验室里原本的楞次定律演示器上两边的铝环取下，分别换上两个线圈。在利用这个演示实验讲解完楞次定律后，取出原来配置的铝环，并告知学生这是“原配夫人”，是原来这个楞次定律演示器上的装置之一，然后用这个铝环再次进行演示，要求学生观察实验现象并对比前后两次实验现象有什么差别。学生很踊跃地指出了后者现象并不明显。进而问：“你知道老师是怎样想出用这个线圈来替代铝环的吗？”这实际上是要求学生思考演示实验设计的思路，学生在教师的引导下，不仅仅懂得了用线圈替代铝环的原理，并且更重要的是，学会了一种设计演示实验的思路：发现原演示实验不足之处→从原理上找原因→针对原因改进演示实验。而这种思路，亦是进行思维创新的途径之一。
从上面的案例可以看到，要求学生对比不同实验设备的实验效果，有助于帮助学生更深入的理解实验原理，此其一。其二，学生的研究不同实验设备和实验方案时，认识到了实验设计的多样化，为今后的创新埋下种子。
论文作者:丁永平
论文发表刊物:《教育学文摘》2017年8月总第237期
论文发表时间:2017/7/24
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