关于天津市进行化学实验课题研究的探索与实践

摘要：在进行中国教育学会化学教学专业委员会“十一五”重点课题“中学化学实验教与学的研究”课题的研究过程中，天津市借助全国化学实验创新教学研讨会这个平台，以课堂教学实验的改进、课外活动实验的设计、化学实验教具与仪器的研制、化学与社会及生活的实验开发、信息技术与化学实验的整合等内容作为研究主题。组织课题组成员运用创造性思维进行化学实验创新研究并取得了丰硕的成果。实践证明，将化学实验创新活动纳入到教育科学研究的课题之中，不仅能激发教师参与研究的积极性，提高化学实验教学质量，而且还可以提高教师自身的科学素养和专业化水平。

关键词：课题研究；化学实验；创造性思维

文章编号：1005–6629（2014）6–0012–04 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学科，实验是学生学习化学、进行科学探究的重要途径。多年来，天津市教育学会中学化学教学专业委员会借助全国化学实验教学研讨会这个平台，以教育科研为导向，引领天津的教师结合教材内容，结合学校条件，结合社会、生产、生活实际，运用创造性思维设计出一个个具有新意、简单易学、便于推广的化学实验，为进行化学课程改革提供了丰富的教学资源。

1 进行课题研究是使化学实验创新活动持续进行的保障

天津作为全国化学实验创新教学研讨会（原京津沪中学化学实验研讨会）的发起城市之一，几十年来，我们在京津沪化学实验研讨会发起人之一、特级教师俆祖迁的带领下，以天津师范大学化学教学论教研室作为研究中心，组织中学化学教师运用创造性思维进行化学实验创新研究。设计出许多操作简单、现象明显、便于学习、易于推广的实验，为提高天津市化学实验教学质量做出了贡献。尤其是在实施新课程改革以来，为能在已有的基础上将化学实验创新研究活动持续进行并进一步引向深入，为进行化学课程改革提供了更多的实验教学资源。在2006年初，我们申报的中国教育学会化学教学专业委员会“十一五”重点课题“中学化学实验教与学的研究”获得了立项批准。在研究过程中，我们以全国化学实验创新教学研讨会为契机，以部分区县教研员作为子课题的负责人，以课堂教学实验的改进；课外活动实验的设计；化学实验教具与仪器的研制；化学与社会及生活的实验开发；信息技术与化学实验的整合等内容作为研究主题，组织课题组成员结合本校实验教学实际和设备条件，开展了对中学化学实验手段的创新研究、中学化学实验教与学的方法研究、中学化学实验设计思维方法等内容的研究。我们的研究活动还得到了天津市教育学会有关领导的大力支持，在天津二中和蓟县一中建立了“天津市教育学会中学化学教学专业委员会中学化学实验研究基地”，并在研究基地不定期地进行实验研究课题研讨和研究成果的交流活动。

由于是按照科研课题形式组织化学实验创新研究活动，把教师个体的、松散的研究纳入到有组织、有管理、有评价的课题研究之中，老师们参与研究的积极性非常高，还得到所在学校领导的支持。通过科学的管理、组织讲座和开展研究成果交流等一系列活动，将理论与实践进行了有机结合。使天津的化学实验创新研究活动不仅持续深入进行，并且研究水平也在不断地提高。在第九届至第十一届全国化学实验创新教学研讨会上获得一等奖的总数均名列第一。通过进行实验课题研究，我们不仅在化学实验创新研究方面取得了丰硕的成果，而且还使一批年轻教师的科学素养和专业化水平得到了提高和发展。

2 进行研究方法指导是提高化学实验设计质量的有效途经

2.1 进行选题途径指导

化学实验创新研究的选题是使研究深入进行的重要环节。多年来，在历届的化学实验研讨会上已经交流了数百个实验项目。实验创新设计的难题就是要做到新设计的内容不能与已有的实验雷同。为解决这一难题，深入挖掘进行化学实验研究的课题，我们一方面对课题组成员进行了选题方法和途径的研讨与指导，及时解决老师们在开始研究时遇到的一些问题。并用具体的实验设计案例指导老师们从多种途径中挖掘、发现实验设计的创新点。如，从教学实践遇到的问题中；从日常生活的现象中；从科技产品的迁移应用中；从已有实验的欠缺中；从拓展已有实验的方法中；从权威性试卷的实验题目中；从社会的热点问题中以及从异常的实验现象等各种途径中选择有研究价值的课题。另一方面对于选定的课题，我们充分利用师范大学的资源优势，帮助老师们查阅相关文献，确定研究基点，把握科学性。例如，熵的知识是化学教材中新增加的内容，由于理论性较强，比较抽象，教材中又没有安排实验，所以学生学习有一定的困难。为解决教学中的这一难题，课题组成员进行了多次研讨，并查阅了大量的参考文献。当在《化学教学》2006年12期上看到“橡皮筋与化学热力学——介绍一例国外化学课堂学生活动设计”一文后，想到将此实验引入教学之中可以帮助学生理解熵的知识。但在预试的过程中，发现用大功率灯泡照射橡皮筋和观察天平示数的方法进行实验，不仅操作麻烦，而且天平示数也不容易观察。于是便对原文介绍的实验方法进行了改进，用水蒸气代替用大功率灯泡加热、用观察刻度板示数的变化代替观察天平数值的变化。拓展实验方法后的实验设计不但简化了实验操作，降低了实验成本，而且还增加了可见度。此实验设计在第十届全国化学实验研讨会上进行了交流并获得一等奖。这说明只要树立实验意识，时刻想着化学实验设计中的问题，就能从多种途径中挖掘出进行实验研究的课题。

2.2 进行思维方法指导

在进行化学实验课题研究过程中，对课题组成员我们还进行了思维方法指导，结合具体事例，分析实验设计者进行化学实验设计时所用的思维方法，指导老师们在进行研究时，有意识地突破以往思考问题的习惯，排除思维定势对寻求新的设想可能产生的束缚作用。将发散思维与聚合思维进行有机的结合，把思维不断引向深处。同时还要在保证安全的前提下，遵循化学实验研究的基本原则和程序进行实验操作。例如：粉尘爆炸实验，在教材中一直沿用向放有燃着蜡烛的密封容器中吹入面粉后发生爆炸的实验方法。由于受定势思维的影响，在几届的实验研讨会上，这个实验都是按照教材中的实验方法，在容器的选择、蜡烛火焰高度、面粉颗粒的大小及吹入方式进行改进的内容。这虽然提高了实验的成功率，但忽略了在面粉厂或在有可燃性粉尘存在的环境中是“严禁烟火”的客观事实。出现粉尘爆炸的原因，是可燃性粉尘先在封闭空间内弥漫，后再遇明火才发生爆炸。于是，我们突破了思维定势的干扰，经过反复探索，终于设计出先向密封容器中吹入面粉使其弥漫后，再用电火花点燃，从而使粉尘发生剧烈爆炸的实验方案。此实验设计在第十届全国化学实验研讨会上进行了交流并获得一等奖。

2.3 进行研究方法指导

在化学实验创新研究过程中，我们还注重引导课题组成员用创造性思维和科学的实验方法进行实验设计。首先要求老师们对已经确定的实验课题，先运用发散思维设计出能使实验成功的多种方案，然后再依据“教学效果明显；绿色化，操作安全；装置简单；易操作、用量少；步骤少、时间短”[1]的化学实验设计方案评价标准，用聚合思维对实验方案进行分析、对比、组合，进行再设计，使实验方案不断优化，从而找出进行实验的最佳条件，从而完成化学实验创新研究的课题。例如，铝在氧气中燃烧实验设计，研究初始时，分别设计了选用铝箔、铝粉、细铝丝等不同材料和不同的引燃方式，有用镁带引燃、有用酒精引燃、有用木条引燃、还有用纸条引燃等十多种实验方案。对这些方案，我们依据实验评价标准，要求用最少的投入、最简单的操作，能观察到最明显的现象。经过反复探索，优选出先将少量铝粉粘在用水浸湿的滤纸条上，干燥后再将其点燃放入充有氧气的集气瓶中的实验方案。此实验设计在第九届全国化学实验研讨会上进行了交流并获得一等奖。同时，我们还以“用正交法探讨纤维素水解的最佳实验条件”为例，指导老师们将正交实验方法运用到化学实验设计中。例如，“‘点纸成金在滤纸上还原Fe3+离子的实验设计”[2～3]在研究过程中，实验者首先对影响实验的因素和水平进行了分析，确定了实验评价指标。然后对所选取因素和水平，运用正交法进行实验探索，最后找出了影响此实验的主要因素和最佳的实验条件。此实验在第十届全国化学实验研讨会上进行了交流并获得一等奖。这说明，如果把化学实验设计比喻成过河的话，那么实验的思维方法和研究方法就是过河的桥或船。只有掌握了科学的思维方法和研究方法，才能在化学实验创新设计中游刃有余。

3 创造性思维是提升化学实验创新设计质量的关键

创造性思维是一种具有创见性的思维。在实践中我们认识到，进行化学实验创新设计过程是创造性思维的应用过程，创造性思维是提升化学实验创新设计质量的关键。通过对天津市二十多年来参加化学实验创新大赛的获奖教师进行调研的结果表明：在化学实验设计过程中融合着综合分析、归纳类比、发散聚合、联想迁移、逆向、组合、直觉、顿悟等多种创造性思维[4]。研究结果简述如下：

3.1 应用直觉思维进行化学实验设计

直觉思维是指不经过分步分析，迅速地对问题可能的答案做出合理猜测的思维，是凭以往的知识与经验、直接猜到问题的本质。化学实验设计中的直觉思维就是在无意之中发现某种实验现象后，然后再对产生这种现象的原因进行探究，经分析、归纳后而设计出新实验方案的方法。

例如：关于在滤纸上还原氧化铜的实验设计。天津的老师在用酒精灯烘干被硫酸铜溶液浸湿的滤纸时偶然发现滤纸在点燃时并没有火焰产生，只出现红热现象。此现象一直延续到反应结束。而且剩余的物质不是普通滤纸燃烧后的灰烬，而是红色固体物质。对此现象，他们凭直觉感到这是一个新的实验事实。于是运用综合分析、归纳类比等方法，从反应原理、操作方法等方面进行了深入研究，经过多次实验，终于设计出在滤纸上还原氧化铜的实验方案[5]。

这个事例说明，应用直觉思维进行化学实验设计时，不仅要求实验者要具备扎实的基础知识、敏锐的观察能力和强烈的实验意识。同时对大量的实验事实还要善于分析，勤于思考和勇于探索。

3.2 应用逆向思维进行化学实验设计

应用逆向思维进行化学实验设计，是指当实验者遇到的实验问题用正向思维无法解决时，再运用颠倒过来的思维方式进行实验设计。

例如：“电泳”实验一般都是在U形管中进行的，此实验所需要的电压高（110V），时间长（约20分钟），并且实验现象还不明显。天津的老师对此实验进行综合分析后，认为影响实验速率的主要因素是由于将电极安放在正立U形管的管口处，接通直流电后，只有当正、负电荷的吸引力大于氢氧化铁胶体粒子所受的重力时，氢氧化铁胶体粒子才能向上移动。于是便运用逆向思维的方法，自制了电泳实验装置。即设计了类似倒置U形管的实验装置（见图1）。实验时电压只需12V，3分钟即可以观察到明显的现象。改进后的实验之所以有这样好的效果，是因为将氢氧化铁胶体粒子由向上移动变为向下移动后，在通电时不仅有正、负电荷的吸引力，而且还将以前阻碍氢氧化铁胶体粒子向上移动的重力，变为促进它向下移动的吸引力[6]。

这个事例说明，在化学实验设计时，当正面思维碰壁之后，可以试着从反面去思考是否有解决问题的方法。应用逆向思维有可能打破正向思维所形成的思维定势，克服思维的“框框”，这样就有可能解决一些无法用常规方法解决的实验难题。

3.3 应用联想思维进行化学实验创新设计

应用联想思维进行化学实验设计，是指实验者由此事物想到另一事物。即利用头脑中过去贮存的知识和经验进行比较和选择，在不同的实验之间建立一种联系，并将此实验的方法迁移应用到另一种实验中。

例如：木炭还原氧化铜实验是中学化学中的一个疑难实验。不仅反应所需温度高，而且很难得到具有金属光泽的铜块。在过氧化钠具有强氧化性的实验设计中，天津的老师巧妙地将过氧化钠的氧化性应用到木炭还原氧化铜的实验中。他们运用类比联想的方法，将此实验与铝热剂实验进行了分析对比，找出这两个实验的相同点（都是氧化还原反应且反应物均为固体粉末；反应开始时均需高温；生成物均有金属单质）和不同点（一个是用金属铝的粉末和氧化铁粉末反应，一个是用非金属木炭粉末和氧化铜粉末反应）。通过综合分析、归纳对比后，最后用与铝热反应实验相近的操作方法，用带火星的木条就完成了利用过氧化钠与木炭粉发生反应时产生的高温来引发木炭与氧化铜的反应并得到具有金属光泽铜块的实验设计（见图2）[7]。

又如：“含碘盐快速定性检验方法”是实验者偶然观察到在炒菜时藕片变蓝的现象时产生联想，经过分析出现这种现象的原因是由于“错误”操作造成的。经过多次探索，设计出只需对盛有少量食盐固体的试管进行加热，然后用湿润的淀粉试纸就可以快速检验在食盐中是否含碘元素的实验方案[8]。

这些事例说明，应用联想思维进行化学实验创新设计的前提，是要树立实验意识，只有时刻想着化学实验设计中的课题，才能在教学过程中，在一些社会现象、生活现象的观察中产生联想，并将有关的内容迁移到化学实验设计中，从而完成化学实验设计的课题。

3.4 应用发散、聚合思维进行化学实验创新设计

应用发散、聚合思维进行化学实验设计，是指设计者以选定的一个实验问题作为思维的起点，依据相关的反应原理，提出各种假设，运用不同的方法，设计出解决实验问题的多种方案，然后再对所设计的方案进行分析、比较、综合、归纳，从而得出解决实验问题的最优方案。

例如，在铜和稀硝酸反应的实验中，实验者对所用稀硝酸的浓度和如何除去反应容器中空气的方法进行了研究。通过对所设计的各种实验方案进行分析、对比、优选后，最后优化出只需用1 mL 6 mol/L硝酸和薄铜片作为反应物，用注射器作为反应容器的实验方案。实验时，只需将活塞推到注射器底部与薄铜片紧密接触就可以排出其中的空气，在吸入1 mL 6 mol/L稀硝酸后再将注射器针头扎在橡胶塞上，将注射器封闭，在2分钟之内就可以在注射器中观察到铜和稀硝酸反应产生无色一氧化氮气体的现象。此时，去掉橡胶塞，推动橡皮塞排出反应剩余的液体，再拉动注射器的活塞将空气吸入注射器内，可观察到无色的一氧化氮气体与空气接触后迅速被氧化成红棕色二氧化氮气体[9]。此实验在2000年召开的第七届全国化学实验研讨会上进行了交流并获得一等奖。

再如，“铝和水蒸气反应实验的绿色化设计”的实验成败关键是如何防止除去氧化膜后的铝片再被氧化。通过对铝和水蒸气反应的实验原理、方法及实验装置进行综合分析、归纳对比，不断调整、优化实验方案，最后设计出不使用汞盐溶液的封闭式安全、环保、简单、易操作的实验方案（见图3）[10]。

这两个事例说明，在进行化学实验创新设计的过程中，既要注重进行多种实验方案设计的发散思维，更要注重对多种实验方案进行优化选择的聚合思维。在一般情况下，发散思维可为解决实验问题提供多种可选择的方法。而聚合思维则通过对可选择的方法进行分析、对比后，确定出最佳的实验方案。通过发散和聚合的综合思考，可以让头脑灵活起来，在追求数量的基础上寻求质量，达到实验设计预期的结果。

此外，天津的老师还运用联想、组合的思维方法，联系生产和生活实际设计出许多具有新意、简单易学、便于推广的课堂教学实验。如：“用氢气吹泡泡胶”[11]、“丁达尔效应实验的新光源”[12]、“画中‘化制作京剧脸谱的实验设计”[13]等等。所以，化学实验创新设计的过程就是多种创造性思维的综合运用过程。运用创造性思维不仅可以提升化学实验创新设计的质量，而且还能收到事半功倍的成效。

实践证明，以科研课题的形式组织化学实验创新设计活动，不仅可以使参与研究的老师获得发展的机会，同时还提高了化学实验教学研究的质量，也为构建化学高效课堂奠定了坚实基础。

参考文献：

[1]刘知新主编.化学教学论（第四版）[M].北京：高等教育出版社，2009：176.

[2]李平，杨菲.“点纸成金”-在滤纸上还原Fe3+离子的实验设计[J].中学化学教学参考，2010，（5）：46.

[3]李平，杨菲，陶颖.关于“点纸成金”实验产物中含有铁单质的实验设计[J].中学化学教学参考，2011，（7）：62～63.

[4]李平.创造性思维在化学实验设计教学中的应用研究[J].化学教育，2010，（11）：65～67.

[5]张希彬，李东平.燃烧浸有硫酸铜溶液的滤纸的现象讨论[J].化学教学，2001，（6）：8.

[6]任葆荷.电泳实验的改进[J].天津教育学院学报，1997，（3）：53.

[7]张希彬，李东平.过氧化钠的强氧化性在碳还原氧化铜实验中的妙用[J].中学化学教学参考，2010，（10）：39.

[8]李平，张厚敏.含碘盐的快速检验方法[J].天津教育学院学报（基础教育版），1997，（3）：55～56.

[9]刘德琛.铜与稀硝酸反应制取一氧化氮实验的改进[J].天津师范大学学报（基础教育版），2000，（2）：68.

[10]乔丽丽，李平.铝和水蒸气反应实验的绿色化设计[J].中学化学教学参考，2010，（1～2）：48.

[11]李喆.关于氢气物理性质实验的改进[J].天津教育学院学报，1997，（3）：48.

[12]李平.丁达尔效应实验的新光源[J].天津师范大学学报（基础教育版），2000，（2）：70.

[13]侯俊荣，陶建.画中‘化制作京剧脸谱的实验设计[J].天津教育学院学报（基础教育版），1997，（3）：54.

这些事例说明，应用联想思维进行化学实验创新设计的前提，是要树立实验意识，只有时刻想着化学实验设计中的课题，才能在教学过程中，在一些社会现象、生活现象的观察中产生联想，并将有关的内容迁移到化学实验设计中，从而完成化学实验设计的课题。

3.4 应用发散、聚合思维进行化学实验创新设计

应用发散、聚合思维进行化学实验设计，是指设计者以选定的一个实验问题作为思维的起点，依据相关的反应原理，提出各种假设，运用不同的方法，设计出解决实验问题的多种方案，然后再对所设计的方案进行分析、比较、综合、归纳，从而得出解决实验问题的最优方案。

例如，在铜和稀硝酸反应的实验中，实验者对所用稀硝酸的浓度和如何除去反应容器中空气的方法进行了研究。通过对所设计的各种实验方案进行分析、对比、优选后，最后优化出只需用1 mL 6 mol/L硝酸和薄铜片作为反应物，用注射器作为反应容器的实验方案。实验时，只需将活塞推到注射器底部与薄铜片紧密接触就可以排出其中的空气，在吸入1 mL 6 mol/L稀硝酸后再将注射器针头扎在橡胶塞上，将注射器封闭，在2分钟之内就可以在注射器中观察到铜和稀硝酸反应产生无色一氧化氮气体的现象。此时，去掉橡胶塞，推动橡皮塞排出反应剩余的液体，再拉动注射器的活塞将空气吸入注射器内，可观察到无色的一氧化氮气体与空气接触后迅速被氧化成红棕色二氧化氮气体[9]。此实验在2000年召开的第七届全国化学实验研讨会上进行了交流并获得一等奖。

再如，“铝和水蒸气反应实验的绿色化设计”的实验成败关键是如何防止除去氧化膜后的铝片再被氧化。通过对铝和水蒸气反应的实验原理、方法及实验装置进行综合分析、归纳对比，不断调整、优化实验方案，最后设计出不使用汞盐溶液的封闭式安全、环保、简单、易操作的实验方案（见图3）[10]。

这两个事例说明，在进行化学实验创新设计的过程中，既要注重进行多种实验方案设计的发散思维，更要注重对多种实验方案进行优化选择的聚合思维。在一般情况下，发散思维可为解决实验问题提供多种可选择的方法。而聚合思维则通过对可选择的方法进行分析、对比后，确定出最佳的实验方案。通过发散和聚合的综合思考，可以让头脑灵活起来，在追求数量的基础上寻求质量，达到实验设计预期的结果。

此外，天津的老师还运用联想、组合的思维方法，联系生产和生活实际设计出许多具有新意、简单易学、便于推广的课堂教学实验。如：“用氢气吹泡泡胶”[11]、“丁达尔效应实验的新光源”[12]、“画中‘化制作京剧脸谱的实验设计”[13]等等。所以，化学实验创新设计的过程就是多种创造性思维的综合运用过程。运用创造性思维不仅可以提升化学实验创新设计的质量，而且还能收到事半功倍的成效。

实践证明，以科研课题的形式组织化学实验创新设计活动，不仅可以使参与研究的老师获得发展的机会，同时还提高了化学实验教学研究的质量，也为构建化学高效课堂奠定了坚实基础。

参考文献：

[1]刘知新主编.化学教学论（第四版）[M].北京：高等教育出版社，2009：176.

[2]李平，杨菲.“点纸成金”-在滤纸上还原Fe3+离子的实验设计[J].中学化学教学参考，2010，（5）：46.

[3]李平，杨菲，陶颖.关于“点纸成金”实验产物中含有铁单质的实验设计[J].中学化学教学参考，2011，（7）：62～63.

[4]李平.创造性思维在化学实验设计教学中的应用研究[J].化学教育，2010，（11）：65～67.

[5]张希彬，李东平.燃烧浸有硫酸铜溶液的滤纸的现象讨论[J].化学教学，2001，（6）：8.

[6]任葆荷.电泳实验的改进[J].天津教育学院学报，1997，（3）：53.

[7]张希彬，李东平.过氧化钠的强氧化性在碳还原氧化铜实验中的妙用[J].中学化学教学参考，2010，（10）：39.

[8]李平，张厚敏.含碘盐的快速检验方法[J].天津教育学院学报（基础教育版），1997，（3）：55～56.

[9]刘德琛.铜与稀硝酸反应制取一氧化氮实验的改进[J].天津师范大学学报（基础教育版），2000，（2）：68.

[10]乔丽丽，李平.铝和水蒸气反应实验的绿色化设计[J].中学化学教学参考，2010，（1～2）：48.

[11]李喆.关于氢气物理性质实验的改进[J].天津教育学院学报，1997，（3）：48.

[12]李平.丁达尔效应实验的新光源[J].天津师范大学学报（基础教育版），2000，（2）：70.

[13]侯俊荣，陶建.画中‘化制作京剧脸谱的实验设计[J].天津教育学院学报（基础教育版），1997，（3）：54.

这些事例说明，应用联想思维进行化学实验创新设计的前提，是要树立实验意识，只有时刻想着化学实验设计中的课题，才能在教学过程中，在一些社会现象、生活现象的观察中产生联想，并将有关的内容迁移到化学实验设计中，从而完成化学实验设计的课题。

3.4 应用发散、聚合思维进行化学实验创新设计

应用发散、聚合思维进行化学实验设计，是指设计者以选定的一个实验问题作为思维的起点，依据相关的反应原理，提出各种假设，运用不同的方法，设计出解决实验问题的多种方案，然后再对所设计的方案进行分析、比较、综合、归纳，从而得出解决实验问题的最优方案。

例如，在铜和稀硝酸反应的实验中，实验者对所用稀硝酸的浓度和如何除去反应容器中空气的方法进行了研究。通过对所设计的各种实验方案进行分析、对比、优选后，最后优化出只需用1 mL 6 mol/L硝酸和薄铜片作为反应物，用注射器作为反应容器的实验方案。实验时，只需将活塞推到注射器底部与薄铜片紧密接触就可以排出其中的空气，在吸入1 mL 6 mol/L稀硝酸后再将注射器针头扎在橡胶塞上，将注射器封闭，在2分钟之内就可以在注射器中观察到铜和稀硝酸反应产生无色一氧化氮气体的现象。此时，去掉橡胶塞，推动橡皮塞排出反应剩余的液体，再拉动注射器的活塞将空气吸入注射器内，可观察到无色的一氧化氮气体与空气接触后迅速被氧化成红棕色二氧化氮气体[9]。此实验在2000年召开的第七届全国化学实验研讨会上进行了交流并获得一等奖。

再如，“铝和水蒸气反应实验的绿色化设计”的实验成败关键是如何防止除去氧化膜后的铝片再被氧化。通过对铝和水蒸气反应的实验原理、方法及实验装置进行综合分析、归纳对比，不断调整、优化实验方案，最后设计出不使用汞盐溶液的封闭式安全、环保、简单、易操作的实验方案（见图3）[10]。

这两个事例说明，在进行化学实验创新设计的过程中，既要注重进行多种实验方案设计的发散思维，更要注重对多种实验方案进行优化选择的聚合思维。在一般情况下，发散思维可为解决实验问题提供多种可选择的方法。而聚合思维则通过对可选择的方法进行分析、对比后，确定出最佳的实验方案。通过发散和聚合的综合思考，可以让头脑灵活起来，在追求数量的基础上寻求质量，达到实验设计预期的结果。

此外，天津的老师还运用联想、组合的思维方法，联系生产和生活实际设计出许多具有新意、简单易学、便于推广的课堂教学实验。如：“用氢气吹泡泡胶”[11]、“丁达尔效应实验的新光源”[12]、“画中‘化制作京剧脸谱的实验设计”[13]等等。所以，化学实验创新设计的过程就是多种创造性思维的综合运用过程。运用创造性思维不仅可以提升化学实验创新设计的质量，而且还能收到事半功倍的成效。

实践证明，以科研课题的形式组织化学实验创新设计活动，不仅可以使参与研究的老师获得发展的机会，同时还提高了化学实验教学研究的质量，也为构建化学高效课堂奠定了坚实基础。

参考文献：

[1]刘知新主编.化学教学论（第四版）[M].北京：高等教育出版社，2009：176.

[2]李平，杨菲.“点纸成金”-在滤纸上还原Fe3+离子的实验设计[J].中学化学教学参考，2010，（5）：46.

[3]李平，杨菲，陶颖.关于“点纸成金”实验产物中含有铁单质的实验设计[J].中学化学教学参考，2011，（7）：62～63.

[4]李平.创造性思维在化学实验设计教学中的应用研究[J].化学教育，2010，（11）：65～67.

[5]张希彬，李东平.燃烧浸有硫酸铜溶液的滤纸的现象讨论[J].化学教学，2001，（6）：8.

[6]任葆荷.电泳实验的改进[J].天津教育学院学报，1997，（3）：53.

[7]张希彬，李东平.过氧化钠的强氧化性在碳还原氧化铜实验中的妙用[J].中学化学教学参考，2010，（10）：39.

[8]李平，张厚敏.含碘盐的快速检验方法[J].天津教育学院学报（基础教育版），1997，（3）：55～56.

[9]刘德琛.铜与稀硝酸反应制取一氧化氮实验的改进[J].天津师范大学学报（基础教育版），2000，（2）：68.

[10]乔丽丽，李平.铝和水蒸气反应实验的绿色化设计[J].中学化学教学参考，2010，（1～2）：48.

[11]李喆.关于氢气物理性质实验的改进[J].天津教育学院学报，1997，（3）：48.

[12]李平.丁达尔效应实验的新光源[J].天津师范大学学报（基础教育版），2000，（2）：70.

[13]侯俊荣，陶建.画中‘化制作京剧脸谱的实验设计[J].天津教育学院学报（基础教育版），1997，（3）：54.