化学实验创新再议，本文主要内容关键词为：再议论文,化学实验论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
创新教育是素质教育的基本内核之一，如何在化学教学中培养学生的创新意识已成为广大化学教育工作者关心和研究的热点。化学是一门以实验为基础的科学，实验创新是化学创新教育一个非常重要的领域。引导学生进行实验创新由低到高大致可以分为以下三个层次：一是对传统实验进行局部的改进或优化；二是对传统实验思路的完全更新；三是对传统实验内容的创新。其中，第一个层次严格地讲不属于实验创新的范畴，但却应该成为实验创新的起点，因为学生只有首先学会了用批判的眼光来审视传统的实验方案，才可能进一步激起更高层次的创新动机；第二个层次基本上保留了传统实验的内容，但在实验思路上却焕然一新，实验方案与传统方案迥然不同；第三个层次则是完全跳出了传统实验内容的框架，开创出崭新的实验内容。
一、对传统实验的改进或优化
（一）开展实验评价，培养求异思维
传统实验教学中，我们往往过分强调了实验操作的规范性和实验结果的同一性，其后果是学生的实验过程成了简单机械的“照方抓药”，教师的演示过程成了不容置疑的金科玉律，学生的评价能力和求异思维受到严重的压抑，而这两点恰是影响创新活动的重要因素。为此，我们必须加强学生对实验的评价，培养学生的求异思维。
一般而言，实验评价可以从以下几个角度展开：1.实验原理是否清楚可靠？2.实验目标能否圆满达成？3.实验装置是否简洁美观？4.实验过程是否便捷流畅？5.实验药品是否节约易购？6.实验系统是否符合安全和环保要求？例如，对于传统的氯化铵分解实验，学生们在评价时指出其实验原理是明确的，但存在药品用量大、对环境有污染、分解和化合现象不清晰、难以让学生信服等缺点，觉得很有必要进行改进。
（二）引导改进或优化
图1 改进后的氯化铵分解实验装置图
（注：各导管均处于同一水平面：此图为俯视图）
1.氯化铵 2.3.玻璃丝 4.氢氧化钠 5.五氧化二磷 6.7.8.9.乳胶管 10.红色石蕊试纸 11.蓝色石蕊试纸
在对实验进行全面认真评价的基础上，我们可以顺应学生寻求完美的内在要求，进一步引导他们对传统实验方案进行改进或优化。改进或优化过程可以针对原来的缺点进行，也可以提出新的方案。在此过程中，我们应该提醒学生特别关注以下几点：1.原装置可否简化、小型化或微型化？2.同一个实验在不同类型实验（如教师演示实验、学生分组实验、家庭小实验等等）中是否可以有不同的展示方式？3.是否符合绿色化学的要求？例如，为了克服前述传统氯化铵分解实验的缺点，我校一位学生设计了一个新的装置（见图1）， 不仅成功地分析检验了氨气和氯化氢两种产物，有力地证明了氯化铵分解反应的存在，而且使它们在另一个地方接触，白色晶体的再次出现很好地证明了化合反应的存在。新实验方案节约药品、没有污染，符合绿色化学的要求。
二、实验思路的创新
如前所述，该层次的创新过程保留了传统实验的基本内容，但是具有完全不同的实验思路，因此属于真正意义上的实验创新。
（一）实验原理上的创新
此处的实验原理不是指基本的化学反应原理（实际上这一般不可以轻易改变），而是指实验操作原理。例如在做氢氧爆鸣实验时，有的人另辟蹊径，在多用滴管中电解水得到混合气体作为爆鸣气（氢气与氧气体积比恰为2：1），用生成的气体在洗涤剂溶液中鼓泡并点燃泡沫，这种方法简单易行、安全有趣，也便于学生动手操作。显然此时已不是初级的改进或优化了，而是实验原理上的完全创新。又比如有人利用电解法制取氢氧化亚铁，实验原理也与传统原理迥然不同（见图2）。
1.Na[,2]SO[,4]（NaOH）溶液 2.煤油 3.石墨 4.铁片
图2 电解法制备Fe（OH）[,2]
（二）实验装置上的创新
爱因斯坦曾经说过：“为了满足人类的需要而找出已知装置的新的组合的人就是发明家。”同样，为了达成某一个实验目标而对现有的实验仪器（有时可以采用代用品）进行重新搭配或组装也是有价值的创新活动。例如，有人利用Y形管完成了二氧化硫和硫化氢混合反应实验， 现象明显且没有污染（见图3），即是对传统实验装置的一种创新。
当然，除了重新组合现有装置外，为了某种需要而设计开发出新的实验装置应该是更大的创新。实际上，当前正在推广的微型化学仪器本身就是对传统化学实验装置的一种创新。例如，有人设计出了气体防爆仪、防倒吸装置、实验放大器等崭新的实验装置。我们设想如果把正在中学生中开展的“小创造、小发明”活动引入化学实验装置的创新上来必将为化学创新教育开辟一个生动活泼的领域。
（三）实验展示方式的创新
对于同一个实验内容，可以有不同的展示方式，选择何种方式往往取决于实验的类型和所关注的重点（如物质的色、态、味、热效应、光效应等等）。当传统实验的展示方式不能够达到突出重点现象的要求时，我们就有必要对其革新。例如，有的学生设计如下实验来展示物质溶解的热效应，其设计思路就是利用气体体积受温度影响明显的性质来“放大”溶解的热效应，展示方式的转换强化了实验的效果。
另外，投影仪、显微镜、电脑等教学媒体的广泛应用使得化学实验的展示方式日益丰富多彩。如将金属钠与水的反应改在放于投影仪上的培养皿中进行，课堂演示效果十分好。又如用电脑动画模拟离子反应的展示方式非常生动直观。
（四）实验串联上的创新
传统实验往往是为了揭示某一条原理或某物质的某一方面性质而设计的。独立性实验对于初学者来说是必需的，但是化学原理或物质的性质不是孤立的，而是具有内在的关联性。为了使学生对化学原理或化学物质有较全面综合的认识，很有必要鼓励他们在完成一定的学习内容后设计出一些串联性的实验。如利用串联反应器将氯气、硫化氢、二氧化硫等气体的性质集中展示出来，不仅可以加深学生对这些物质性质的整体认识，而且通过对比，可以加深学生对不同物质性质的理解。又如在复习阶段可以引导学生设计各种类型的化学“多米诺”实验，使他们建立更高级的实验知识网络，培养更高层次的实验设计技能。
三、实验内容的创新
教材上的实验内容毕竟是有限的，有许多实验现象或原理只采用了文字叙述或问题讨论的形式，如氮气与氧气的放电反应、一氧化氮对臭氧层的破坏、金属的钝化现象等等，这些知识点往往可以成为实验内容创新的生长点。另外，化学与生物、物理学等学科的交叉性以及化学与生活、生产的广泛联系性，也为实验内容的创新提供了不竭的源泉。例如有的教师指导学生设计实验模拟沼气生成、酒精发酵、温室效应、酗酒对人体的危害等内容，不仅丰富了化学实验的内容，而且学生通过手脑并用，将教材上没有出现的实验设计出来，创新能力得到了很好的培养。
当然，化学实验创新的角度是立体多维的，本文所列出的仅仅是其中几个方面，更多的有待于我们的继续摸索和实践。最后，必须指出的是，化学实验创新活动必须将思维训练和动手实践紧密结合起来，做到手脑并用。我们还可以把化学实验创新活动和当前开展的研究性学习、探索性实验教学等有机地结合起来，使创新教育在化学教学中落到实处。