本站原创摘 要 ：文章先简述了中学化学实验创新的意义,然后借助几个成功的实验创新案例,逐步分析中学化学实验创新的发展趋势.发展趋势为：装置简单化、操作便捷化；进程快速化、现象显著化；体验趣味化、过程安全化；用品生活化、场所家庭化；规模微型化、排放绿色化；组合系统化、功能全面化.
关 键 词 ：中学化学；实验创新；发展趋势
文章编号：1008-0546（2013）04-013-02 中图分类号：G633.8 文献标识码：B
化学是一门以实验为基础的自然科学.化学实验除了可以帮助学生获取基本的化学知识、培养基本技能以外,在激发学生的学习兴趣、教会学生科学的探究方法、养成严谨的科学态度、丰富学生的情感体验方面,有着其他教学方式不可替代的功能.然而现行教材所涉及的有些实验存在着不足,如果对它们进行科学地改进和创新,不仅能够大大地改进实验教学条件,而且还能进一步地引导学生进行多角度、深层次的理性思维,培养学生质疑权威的批判精神和锐意创新的意志品质.
化学实验的创新,不能为了创新而创新,而应该在不违背科学原理的前提下,优于原有的实验,这样才能促进实验教学,提高学科的课堂教学效率.笔者透过以下几个成功的案例,总结出中学化学实验创新的几大发展趋势.
一、装置简单化、操作便捷化
实验教学是为化学知识和技能的学习服务的,所以对实验的改进,必须有利于教师对实验的准备,方便学生的组装和操作,容易获取明显而直观的实验现象.
例如：对新人教版初中化学教材里白磷在热水中燃烧的实验,有老师改进成直接将空的冷试管倒插入热水中,罩住杯底的白磷,利用受热膨胀从管口溢出的空气,使白磷在水下燃烧起来（如图1所示）.这样省去了制取氧气的装置和操作,简便易行,而且现象明显,在保证原有的实验效果的前提下,提高了课堂效率.
二、进程快速化、现象显著化
现行的人教版化学教材中,有的实验由于原理和条件上的限制,要么条件苛刻导致耗费时间过长,要么成功率不高或者现象不够明显.
例如：点燃蜡烛熄灭后的白烟的实验中,由于吹灭蜡烛导致白烟散开,再用打火机去点火,成功率很低.可改进为：用较粗的铜丝绕成一厘米左右长短、直径合适的螺旋圈从上往下,缓慢地罩住蜡烛的火焰,由于铜圈吸热使烛火的温度降到着火点以下而熄灭,此时产生浓厚的白烟,用打火机一点就着,成功率极高.
再如新人教版教材中木炭还原氧化铜的实验,不仅要加热到高温,耗时较长,而且黑色粉末中出现红色固体的现象不够明显.湖北武汉的周召兵老师将其改进成如图2所示：将胶头滴管折成带有橡胶的玻璃弯管,事先用胶头滴管吸水后,如能形成一段稳定的水柱,则说明气密性良好.再用铝槽把木炭粉与氧化铜按1∶2的体积比配制好的药品较集中地铺在玻璃横管的,固定已加入石灰水的试管,使试管与桌面成45°角,将玻璃弯管的尖嘴部分插入试管中,调节高度,用酒精灯的外焰加热玻璃弯管的药品部位.片刻就会观察到试管内澄清的石灰水变浑浊,弯曲的滴管内壁亮红色的固体生成.这样改进后,装置简单而不失科学：通过提高热量的利用率,从而达到反应所需的条件,而且用时少,现象明显,操作容易,既符合初中学生的实验心理,也能提高实验的成功率.
三、体验趣味化、过程安全化
“兴趣是最好的老师”.许多学生对化学产生浓厚的兴趣源自于实验.各种“新”、“奇”、“特”的实验现象,不仅可以引导学生步入化学之门,还能激发他们强劲而持久的学习热情.所以对实验的改进,必须增强其趣味性.同时更要提高实验过程的安全性,这样使趣味性和安全性兼备,增强学生对化学的亲切感,体现出化学的人性化发展方向.以下是笔者对“氢气验纯”和“氢气爆炸”的改进——“巧用泡泡水,改进氢气的实验”
之一：火探水泡（检验氢气的纯度）
向蒸发皿里倒入适量的泡泡水,然后将发生器中产生的氢气通入泡泡水中,待产生几个氢气泡时,停止通入氢气并移开导管及发生装置.立刻用电子点点燃氢气气泡,如果听到较大的“嘭”的爆鸣声,就证明氢气不纯,如果产生的爆鸣声极小,几乎听不到,则氢气纯净,现象对比明显.（见图3）
之二：飞泡扑火（氢气的爆炸实验）
将铁圈调整到合适的高度,放上铁丝网,再在铁丝网上放几支燃着的小蜡烛,然后套上蘸有足量的泡泡水的吹嘴,在铁丝网的正下方约10厘米左右吹氢气的气泡,当脱离吹嘴的气泡上升至铁丝网处时即破,氢气溢出后与空气混合并被烛火点燃,发生爆炸同时发出“砰”的爆炸声,现象非常明显.（见图4）
这样改进以后,以气泡代替盛放氢气的试管和纸筒,简化了实验装置和操作步骤,而且现象明显,成功率高.整个实验过程中,氢气都是在一个开放的空间内点燃,不会出现爆炸导致容器或者其碎片伤人的危险,安全性高.而且趣味性也更强,在实验过程中,随着爆炸声响起,部分蜡烛被炸熄灭后,有时又会被后来氢气爆炸时产生的火焰重新引燃,学生做起来兴致盎然.
四、用品生活化、场所家庭化
著名的教育家陶行知说过：“生活即教育”.所以,积极地鼓励学生大胆地选用生活用品替代专门仪器,组建自己的家庭实验室,完成科学的、安全的实验探究,正是“从生活走进化学” 的理念在化学实验教学中的具体体现.
例如：人教版中红磷燃烧法“测量空气中氧气的体积分数”的实验,将其做出如图5的改进：用注射器代替广口瓶及盛水的烧杯,用食品包装袋中的脱氧剂代替红磷,先用双面胶把潮湿的脱氧剂固定在针筒的内壁,再将活塞推入一个合适的刻度,然后立即用胶皮管和弹簧夹封紧针头,最后读出活塞停止时所指示的刻度.这样改进后,不仅装置简单,操作便捷,现象明显,而且测量数据更加准确,还特别适合学生在家里自行完成.很好地体现了化学实验的生活化、家庭化的发展方向.
五、规模微型化、排放绿色化
化学实验的废弃物,也是环境污染物之一,而且有些化学实验过程中原本就会放出有毒有害的气体（如：氨气、二氧化硫、一氧化碳等等）,对师生的身体健康造成危害.因此,在不影响实验效果的前提下,尽可能地减少药品的用量,减少污染物的排放,甚至不排放出有毒有害物质,对实验进行微型化、绿色化的改进显得尤为迫切.
例如新人教版课本中,氨分子扩散的实验,浓氨水的用量就很大,实验时氨气的气味浓烈而刺鼻.江苏徐州的李德前老师对其作出如图6所示的改进：用小药瓶装浓氨水,塞上带有导管的橡皮塞,两个导管之间用内含玻璃珠的软胶管连接,连接好装置后,由于软胶管被玻璃珠堵塞,氨分子不能扩散出来,滴有酚酞试液的纱布条不变红.再用力挤捏玻璃珠,上下导管相连通,氨分子从小药瓶扩散到玻璃管里,可以观察到纱布条自下到上逐渐变红.这样改进后,小药瓶里的浓氨水用量少不说,还可以重复使用多次,而且氨气的排放量也很少,突显了化学实验微型化和绿色化的发展趋势.
六、组合系统化、功能全面化
现行教材上的物质的制取和性质实验,有利于学生在鲜活的现象中感知物质的特性,但是大多都是分开逐一展现的,不仅加大了药品的用量,而且耗时较长.如果我们将它们进行科学的系统组合,就能很好地解决这一问题,切实提高实验教学的效率.
例如：李德前老师的“氯气的制取和性质集成化实验组合”（如图7所示）,巧妙地将氯气的制取、各项性质实验以及尾气处理实验有机地组合在同一实验装置当中,教师就可以通过这一次实验,让学生全面地认识氯气的制取、各项性质以及吸收方法.不仅实验教学效率高,还很好地体现了微型化和绿色化的特点.
当然,对一个化学实验进行了成功的创新改进后,往往在某一两个方面有突出的优势,还可能在其他的几个方面也有所体现,表现出多元化的特征.只要师生充分发挥自己的聪明才智,锐意进取,大胆创新,就会有更多的优秀的实验改进作品不断涌现,化学实验才会更合理、更完备、更加人性化,化学实验教学的功效也必将更加显著!
（致谢：本文在酝酿和起草之初,得到江苏省徐州市的李德前老师的鼎力支持和悉心指导,谨此特至谢意.）