化学自习室移动版

中学化学教学的魅力在于化学实验，以实验为基础开展化学教学已成为所有化学教师的共识。那么，怎样才能有效地发挥实验在化学教学中的作用，以适应培养学生创新能力的需求呢？随着时代的进步，课堂教学内容的调整和教学目标的改变，对化学实验进行不断改进和创新，化学实验才能充满生命和活力，保持其在化学教学中的独特魅力。同时教师的改进实验的创新意识也会给学生以潜移默化的影响，激活学生的创造性思维。在教学中，我们可用以下思想方法来考虑对实验进行改进和创新，常能起到事半功倍的作用。

1、化学原理模拟法

中学化学中有许多与生产生活实际相联系的教学内容，在教材中又没有安排有关的实验，我们就可以根据相关原理来设计实验来模拟这些内容，使学生在获取鲜明直观的印象的同时，萌发强烈的探究欲望。化学原理模拟法指用学生比较熟悉的感性实验材料来形象地说明学生平时较难观察的变化现象。

例如 我们运用下列实验模拟钢铁的电化学腐蚀过程：

实验原理：钢铁在电解质溶液中发生吸氧腐蚀。

实验步骤：在装入占二分之一体积的饱和氯化钠溶液的U型管中，左边放入纯铁片，右边放入碳棒，中间用导线相连接的灵敏电流计，形成闭合回路。实验开始后，可观察到灵敏电流计指针偏转，作用一段时间后，向右边溶液中滴加酚酞试液变红色，左边溶液先滴加硫氰化钾溶液，后滴加氯水，呈现红色。

实验优点：在日常生活中，学生根据生活经验一般认为钢铁的生锈是一个十分缓慢的过程，想当然的认为这个过程是不可见的。通过这个实验使学生清晰地明确了钢铁的吸氧腐蚀原理，增强了对电化学腐蚀的感性认识。

2、相关实验整合法

相关实验整合法就是将一些相关的化学实验按某种关联因素或特征进行新的组合，构成新的实验方案的实验创新技法。爱因斯坦曾说过：“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，将已有的化学实验按一些共同特征或功能进行合理整合使其具有某种新的功能也是对原有化学实验的一种创新。

例如，在学生学习了硝酸的性质和书上常规的演示实验后，在课外探究性教学中，可让学生就Cu和浓HNO₃的反应与NO₂与水反应的性质相整合进行讨论和设计，从而得到与HCl喷泉实验相似的红色喷泉实验”

实验步骤与现象：在烧瓶中滴加少量的浓硝酸，并在靠近橡皮塞(预先将石蜡熔融均匀涂抹在橡皮塞上)的长导管上缠上螺旋状粗铜丝，缓缓倒置烧瓶，接上一个盛紫色石蕊试液的塑料瓶，铜与浓硝酸即开始反应，红棕色气体由下而上充满烧瓶，空气被排出。当整个烧瓶充满二氧化氮气体时，用手挤压塑料瓶，使少量水进入烧瓶，立即形成美丽的红色喷泉。实验结束，烧瓶中剩余气体的体积约占烧瓶体积的1/3。打开烧瓶，无色气体在空气中会转化为红棕色。再次塞紧塞子，摇动烧瓶，气体又变成无色了。重复几次……

实验优点：上述实验将铜与浓硝酸反应的实验、二氧化氮与水反应的喷泉实验巧妙地组合在一起。装置简单、仪器少；两个反应连贯性强，一气呵成；操作简便；实验现象明显，趣味性浓；既有定性的展示，又有定量的呈现(生成的一氧化氮体积与参加反应的二氧化氮体积的关系)。又是在课堂教学中使用的演示实验中创新而来，不仅能使学生牢固掌握相应的化学知识，而且能引发学生的创新兴致。

3、反向演化法

反向演化法是沿着事物的相反方向，用反方向探求的思维方式对现有的实验设计进行逆向思考，从而提出新的实验设计的方法。

例如：在高二化学课本中出现了氢氧燃料电池的实验原理图。

实验步骤与现象：根据上述原理，我们可以反向演化“水的电解”补充设计如下实验：

(1)用表面比较粗糙的碳棒(增强吸附能力)作为电极，用12伏的直流电源电解水(稀硫酸)约1分钟，可观察到两极上有气泡产生，部分气泡吸附在两电极上；

(2)移去电源，把导线接在灵敏电流计上，可以明显观察到电流计指针的偏转。

(3)补充实验后优点：

A、把初中实验中的电解水和高中燃料电池联系起来，有助于学生了解电能与化学能之间的转化关系；

B、打破了学生对燃料电池的神秘感，增加了学生在实验室探索其它燃料电池的兴趣。

又如在演示完用碳棒(惰性电极)电解CuCl₂溶液的实验，引导学生弄清电解原理后，将原实验中阴阳两根电极(此时阴极碳棒上已附着红色的铜)调换再进行电解，一段时间后改作为阳极的碳棒上附着的铜消失。显然将阴阳两极调换后，可以为非惰性电极作阳极时的电解原理的学习设置探索情境。

4、原型目标改进法

原型目标改进法指通过发现现有实验的不足或对原实验内容作新的设想，使问题的本来目的聚集成焦点，再加以考虑改进的方法。把现有实验的缺点或要达成的新的目标一一列举出来，然后提出改革或革新方法的一种思维方法。列举缺点就是发现问题，而创新就是要解决现有的问题，每发现一个缺点、提出一个问题，也就是找到了一个创新的课题。世界上没有尽善尽美的东西，化学实验也一样，化学实验在体现某些功能具有优越性的同时，在体现另一些功能时则可能存在某些缺陷。对化学实验进行观察、研究、分析，发现其缺陷，并在此基础上探索改进，就可以对化学实验进行创新。

例如课本中的铜与稀硝酸反应的实验是在试管中进行的，其缺陷有：生成的气体会外逸对环境有污染；生成的一氧化氮气体的无色不易观察；无色气体变为棕色的界限不清。针对上述缺陷，我们确定改进的实验必须达到以下目的：装置应密封，气体不能外逸；生成的气体应能够富集，便于学生观察NO为无色气体；一氧化氮的生成与一氧化氮的转化(即生成二氧化氮)分阶段进行。根据目标可采用下列方法：将反应在注射器内进行：先取下注射器活塞，在注射器内放入一团铜丝，塞上活塞后，吸入适量的稀硝酸，将注射器细管端用橡皮塞密封。反应即开始，生成的气体被富集在筒内，让学生观察气体为无色后，取下橡皮塞，拉动活塞吸入空气，无色气体即变为棕色气体。振荡注射器，棕色气体又变为无色气体(NO₂与稀硝酸中的水反应有生成了NO)，若再吸入空气，无色又变成棕色。

化学实验的改进和创新的思想方法远不止上文提到的这些，在实际对实验的创新和改进过程中，所使用的方法并不是单一的，往往是多种方法交融并串的综合应用。化学实验的改进和创新永无止境，各种现代化媒体与化学实验的结合为实验创新提供了广阔的领域，只要我们勤于探索、勇于开拓，一定会有更多更合理的创新实验产生。