思维的独创性是指独立思考出有价值的具有新颖性成分结论的品质，它在新异情况下或在困难面前采取对策，在解决问题过程中表现出来，它的特点是独立、发散和新颖。
灵活性和独创性具有交叉关系，两者互为条件，不过后者有更深和新颖的产品，是前者的发展，为了在物理实验教学中培养思维的灵活性和独创性，需要我们在教学中为学生留出余地，创造条件，引导学生对实验进行深入的研究，形成知识之间的渗透和迁移，让学生有设计实验独创思维的机会。
例3在进行“利用单摆测重力加速度”的分组实验时，我们发现学生实验完成后还有较多时间，我们就提出要求，让学生用教师发的磁铁进一步研究单摆周期，或者自己选择一个有关的问题来研究，要他们在完成规定的实验报告后把自己的研究成果附上。学生对此表现了较大的热情，下面列出其中研究的一些问题。
①“摆线长度与周期测量准确性”。(学生研究了摆长从几厘米到二三米——将凳放在桌上置悬点——时的周期测量，比较计算结果，寻找摆长的最佳长度范围)②“磁铁对铁球单摆周期的影响”。(学生用磁铁放在单摆附近的不同地方，看周期变长、变短或不变，分析影响周期的回复力的各种情形)③“双线单摆周期由什么决定”。
④“圆锥摆的周期测量和计算”。
⑤“单摆运动为什么不规则”。(学生根据实验中的现象拟题，发现只要悬点未固定紧，单摆运动就不规则，后来将悬点夸大成如图的样子，发现以不同的方向起振，振动的情形就不一样——这实际上是两个振动合成的问题)。
⑥“行星运动的模拟”。(发现用一大条形磁铁放在平衡位置下，摆球的运动时快时慢，有点像行星的椭圆轨道运动，后分析受力基本是指向一点，且愈近愈大，大体类似行星受的万有引力情况)。
学生的这些研究可以说是具有相当的独创和灵活性的。
例4讲交流电的最大值和有效值的关系时，我们要求学生设计实验方案。学生先是束手无策，后经教师提醒重新阅读交流电有效值的意义再考虑，有学生提出对同一电阻分别通以交、直流电，当电阻发热在相同时间内相等时，测交流电的最大值和直流电的值(等于交流电有效值)。继而又讨论到只求功率相等就行了，但交流电的最大值不便测量，而且指出用量热法测电阻发热不方便不准确。这时有学生提出用示波器可读交流电的最大值，电阻用电珠代替，看它的亮度就行了。这个建议引起一阵沉默，然后有人笑了，说电珠亮度在两次测量时是否相同不好确定。后来在教师的启发下终于想起可利用半导体的光敏特性，用光敏二极管和欧姆表组成一个测光表，可以使电珠在接交、直流时调到功率相等，从而测出Um=2U(后实际测得Um∶U=32，3927)。
培养思维的批判性
思维的批判性，即善于严格估计思维材料和精细检查思维过程的品质。它的特点存在思维过程中反复验证已拟定的假设、计划和方案，修改错误，结论实事求是。它来自于对思维活动的自我监控、调整和校正。
例5结合学生对氢光谱明线的视察，讲巴耳末公式的发现过程。巴耳末先用传统的方法，用类似声学谱音的方法在谱线间求谐和关系，后感到不符谱线实际，放弃了这一方案。最后借几何图形领悟出规律，经过反复校核得到正确规律。他作为一名中学数学教师而不是物理学家，在光谱规律上首先打开突破口，正是由于他具有摆脱传统观念束缚的思维品质。
例6讲弹簧振子周期公式T-2πmk。书上直接得出结论。我们处理教材时，利用气垫导轨上用的软弹簧和不同质量的小钩码构成竖直方向的振子。
先让学生猜想影响周期的物理量，学生列出质量m、倔强系数k、振幅A。然后经过实验(分别改变A、m、k——整个弹簧和半根弹簧分别使用达到改变k)，发现T与A无关，做调整方案全力寻找T与m、k的关系。找到m、k变化对T的影响关系后，还不能确定定量关系。我们结合分析m、k的单位，设T∝knmp，由单位关系定出T∝mk，即T=Cmk，后用实验测得C=62。这时再讲T=2πmk，并指出2π是理论推导的结果，再用实验加以验证。
这样学生受到了训练，体会了自我调整对得出正确结论的作用。
培养思维的敏捷性
思维的敏捷性是指思维过程的速度，有了它就能在处理问题时能适应迫切的情况积极思维，正确地判断和迅速地得出结论。但轻率性不是敏捷性。后者以其它思维品质为必要前提，是其它思维品质的集中表现。
我们在实验教学中，对学生作答要求迅速。有时利用实验现象思考原因，有时利用演示结果还未出现时要求学生迅速作出判断。
实验造成的情景。能生动地吸引学生，实物和现象对学生感官的刺激，探求产生现象的原因的欲望，使学生处于较积极的思维状态，这是其他教学所难以替代的。
从以上所述，我们可以看出在实验教学的设计安排时，考虑到发展和培养学生的思维品质，是可以使实验发挥出更好地发展学生智力的作用的。
当然，我们应该注意思维品质的诸方面是不可以完全割裂的，多数情况下它们将交叉地表现，但这并不排除在某些实验中可以以发展某种思维品质为主。
一个人的思维品质的发展与完善，要靠多种手段多方面学习而获得。
物理实验教学与思维能力培养
中学物理教学中，演示实验能使教学直观化、形象化，它以具体事实说明抽象的理论，便于学生理解和记忆，教师通过演示的事物和现象，启发学生观察、分析、研究，不断发展他们的思维能力，启东县东海中学吴之求老师结合教学实践，介绍了演示实验中培养学生思维能力的做法：
在演示实验中启发学生开展思维活动
学生的思维活动是由客观引起的，是从具体的感性认识开始，物理课上的演示实验，其直接目的是把物理现象复制一遍，使学生观察到物理现象的过程以及现象之间的联系，获得鲜明的印象，形成丰富的感性认识，为开展思维活动提供良好素材，在演示实验中，教师要利用这个条件，引导学生仔细观察物理现象，看准机会，根据教学要求不断提出问题让学生思索。例如，在演示楞茨定律时，请学生观察好导体运动方向及电流计指针偏转的方向，然后再根据磁场方向及感生电流方向总结出右手定则，有条件的话，把教材内容由浅入深地组织成一组问题，启发学生系统思考，则学生的思维活动更加深入，对教材的理解更加透彻。例如在演示平抛运动中，可以提出这样一组问题：(1)小球为什么做的是平抛运动？(2)怎样测出小球运动的时间？(3)如果不考虑摩擦力，怎样测出小球离开槽时的速度？(4)经t秒后，小球的位置怎样找？那个时刻的速度是多少？这些问题教师在演示平抛中及时提出来，让学生结合观察到的现象积极思索，对平抛运动的性质、特点及有关计算的理解更加深入。
在观察和分析现象中培养学生的思维能力
要加强对实验现象的分析，引导学生从现象分析中发展思维能力。例如讲解左手定则时，可以而且应该在观察实验现象的基础上分析得出结论。具体做法大致如下：
(1)首先，边演示边在黑板上作图象。
其次，引导学生比较三次实验现象。比较图(1)(2)，可以看出F的方向受I方向的影响。又比较图(2)(3)，可知F的方向还受B的影响。所以安培力受磁场、电流两个因素影响。
再次，启发学生分析三者之间的关系，从图(1)(2)(3)中可知，安培力、电流、磁感应强度三者之间互相垂直。或者说安培力F总是垂直于导线和磁力线所在的平面。
(2)(3)最后，和学生一起总结规律，得出左手定则。作为实验教学，还应向学生指出，安培力的方向跟磁感应强度方向和电流强度方向之间的关系，是客观存在的，而左手定则则是人们用以记三者之间关系的一种方法，通过以上的观察和分析，就弄清了左手定则的实质，又活跃了学生的思想，培养了学生的思维能力。
培养学生研究抽象问题的思维方法
高中物理教材中，有许多抽象概念。如电场、磁场、电磁振荡等等。教和学都有一定困难，因为它们看不见，摸不着，难以置信。对于这类抽象概念，若能在实验基础上，运用比喻和类比的方法，可以使抽象的概念变得形象生动，还可以启发学生积极思维，教会他们抽象思维的方法。
例如电场，这个看不见，摸不着而又确实存在的东西，认识的方法是借助于它对其它物体发生作用时所表现出来的宏观现象。由此现象，我们就可以判断它的存在，研究它的性质，这个道理，可以用于电场、磁场等抽象概念的教学上，同时，对那些看不见摸不着的东西，由于凭借它们对其它物质的作用，运用抽象思维方法而逐步建立它们的概念。这样，这种演示实验教学过程，也训练了学生抽象思维方法，培养了他们抽象思维的能力。
物理实验中发散思维的培养(一)
在中学的物理实验教学中，培养学生的发散思维可以提高学生探索问题和解决问题的能力，使实验教学成为培养创造型人才的一个重要方面。浙江省上虞中学梁旭老师总结介绍了以下具体做法。
在学生分组实验中培养发散思维
在学生完成测定冰的熔解热这个分组实验后，对学生讲：现在还有一些剩余的冰块，请你们自己设计一个实验，提出实验方案后供应冰块。这时各组进行了热烈的讨论，提出不少方案，现列举几个如下：
(1)测定冰块的密度。
(2)观察冰浮在水面上，杯子作向上、向下加速运动时的浮沉情况。
(3)观察冰在水中熔解后，液面是否上升。
(4)将盐(NaCl)放入冰中，观察冰与盐水共存时的温度。
在进行实验(4)时，当同学们观察到冰和盐水共存的温度为零下十几度时都十分高兴，用这么简单的方法就获得了如此低的低温。这时我又提出一个问题：将你们盛冰的内筒取出来。
绝大多数的组都不能拿出。我又问：这是为什么？是热胀冷缩吗？经过讨论，大家认为这不是热胀冷缩引起，而是内筒外面的水在低温下结冰把内筒与隔热层泡沫冻在一起了。有几个组用力拉出内筒一看，外面果真结着一层冰。当看到的结果与前面的分析一致时，大家非常高兴。
在把电流表改装为伏特表的分组实验中，我并没有直接向学生说出用半偏法测电流表内阻，而是让同学自己想办法。说：今天我们要把这只电流计改装为伏特表，需要知道什么？大家回答：要知道电流计的满度电流Iq和电流计内阻rq。又问：如何测出rq呢？大家通过讨论总结出三种方法如下：
(1)用欧姆表测量rq。
(2)用伏安法测rq。
(3)用半偏法测rq。
对上面这三种方案，我问：哪一种最佳？大家经过讨论认识到用欧姆表测量误差太大，用伏安法测量时因Iq很小所以安培表将无法指示。若将安培表换成电流计，则因电流计内阻较大将产生较大误差，最后大家公认：在这三种方法中用半偏法测rq最佳。
在演示实验中进行发散性思维训练在电磁感应这节课中，总结了产生感生电流的条件以后，在讲台上放置如图1的装置。A、B是电磁铁，中间是一个闭合线圈。
问：如果要产生感生电流，用什么方法？
大家经过讨论得出：
(1)将线圈拉出。
(2)改变电磁铁中电流大小。
(3)改变电磁铁线圈匝数。
(4)让线圈转动。
(5)让线圈发生形变。
(6)电磁铁运动。
对于学生提出的方法，能够演示的我都一一进行演示。由于学生人多思维面广，所以有的方法在教师备课时也不曾想到。对于这种情况，就在课堂上进行表扬，鼓励学生进行发散性思维的积极性。
在前面讨论的基础上，又提出一个逆向的问题：要使线圈不产生感生电流，怎么办？
问题提出后，讨论气氛空前活跃，大家分别提出下面几种方法：
(1)线圈不动。
(2)电磁铁不通电。
(3)只在上下平动。
(4)绕竖直轴在水平面内转动。
(5)与电磁铁一起运动。
(6)断开线圈。使其不构成闭合回路。
对上面各种方法我也一一进行演示。
通过设计实验培养发散性思维能力在做单摆测重力加速度这个实验时，对学生说：现在我们也来验证一下周期与摆球是否有关，手中有两个小球，如何比较它们的质量大小？下面是同学们想出的几个方法：
(1)如果是同种材料做的实心球，看其体积大小。
(2)用手感觉一下轻重。
(3)用天平称一下。
(4)用两小球碰撞一下。
在上面四种方法中，第(4)种方法最为可贵，他将碰撞中的知识应用在两物体质量比较中，有一定的创造性。
在讲了带电粒子在磁场中的运动情况后，让学生设计实验，怎样测出一个带电粒子的荷质比(q/m)。
一部分同学根据公式：r=mυ/qB得：q/m=υ/Br，认为测出υ、B、r即可得q/m。
(1)用电流天平及其它在磁场中受力的通电导线测B，B=F/Il。
(2)测r可用多种方法，列举如下：
(a)荧光圈半径(课本演示实验)。
(b)汽泡室中粒子径迹半径。
(c)云雾室中粒子径迹半径。
(d)乳胶照片。
(e)荧光屏间距。
(f)照相底片上间距(质谱仪用)。
(3)测υ可用下面方法：
(a)加速电压法。
(b)速度选择器。
(c)旋转圆筒法。
在发散性思维训练中，让学生提出尽可能多的解决问题的途径和方法，这只是第一步。培养学生的评价能力，即从许多可能方案中选定一个最佳方案的能力，也就是对发散的思维进行收敛性加工也是十分重要的，对发散思维进行收敛性加工是在分析、比较的基础上选择最优方案，下面是对前例进行具体的收敛性加工。
学生们通过比较，认识到粒子在气泡室、云雾室及乳胶照片中都要受到阻碍，速度减小，半径减小，并不是做圆周运动，半径也就无法测出。
带电粒子打在荧光屏上产生的亮点有一定大小，分辨本领不高，而照相底片的清晰度相比更高。
在测量分子速率时，用旋转圆筒效果很好，但因带电粒子的速率比分子要快得多，所以用旋转圆筒法测速率就有较大困难。
在讨论以后，我向学生提出，汤姆逊刚开始实验时，就是用速度选择器测出υ，根据荧光屏的间距测出r。质谱仪是后来不断改进与完善的结果。一些学生看到汤姆逊开始的设计与他们自己设计的差不多，都感到很高兴。
另有一些同学从公式T=2πm/qB得：q/m=2π/TB。认为只要测出二个量B和T就可以得到q/m。这种设计比前面方法少测一个量。是否更简单呢？通过讨论，同学们认识到带电粒子圆周运动的周期在10-7秒左右，精确测量很困难，比前面设计方法难度更大。
通过教学实践，要在实验教学中培养学生发散性的思维能力须注意以下几点。
(1)教师要经常创设积极思维的情景，经常鼓励学生思考，消除思维上的惰性和心理上的障碍。
