一、化学实验的改进和创新案例分析
1.化学实验创新的基础
在改进和创新化学实验的过程中，教师应引导学生树立严谨、求实的科学态度。教师在选择实验的过程中应不违背设计意图，不削弱原实验的正常功能，保证实验的创新和科学。化学实验创新的基础是科学性。只有保证科学性，才能保障化学实验的价值，让学生深刻理解和掌握化学知识。
例如，在粤科版初中化学九年级“质量守恒定律”一课的实验教学中，教师在课堂中常进行“红磷燃烧前后质量的测定”的化学实验。原实验所需器材：锥形瓶、细沙、玻璃管、气球、托盘天平；所需药品：红磷。原实验目的为：通过加热玻璃管下端引燃红磷，验证红磷燃烧前后是否质量守恒，实验中的气球用以缓冲放热压力。由于该实验是放热实验，在实验过程中可能会出现实验物质逸散到瓶外、实验数据估读存在差异、装置和操作流程复杂等情况，导致实验的成功率不高。
（1）原实验分析
在原实验中存在几处问题：其一，红磷的燃点较高，如果取用红热的玻璃管引燃红磷，则玻璃管与红磷的接触面积较小，不容易引燃红磷。其二，在实验中，红磷燃烧后产生的热量和高温产生的白烟容易通过导管进入气球中，烧坏气球。其三，由于玻璃管在实验中接触到了红磷，容易在实验中被细沙或红磷堵塞，在加热过程中药品也可能在空气中被点燃，从而影响实验甚至危害实验安全。因此，部分教师在课堂实验教学中尝试了多种改进方式，以弥补此实验的不足。笔者在此提供如下的实验改进方式。
（2）改进实验
改进后的实验所需器材：锥形瓶、细沙、直角玻璃管、玻璃棒、气球、托盘天平；所需药品：红磷。实验准备阶段，需将玻璃棒和玻璃管接入双孔橡皮塞；同时，在锥形瓶底部平铺适量的细沙，以防实验过程中红磷燃烧形成的高温熔化物溅落，炸裂瓶底。在实验过程中，改进后的实验需要在锥形瓶的双孔橡胶塞上一边安装改进后的玻璃棒，并注意玻璃棒末端接触到红磷，另一边在玻璃弯管末端应系牢一个气球。燃烧前，应注意称量锥形瓶整体装置的质量，在托盘天平上用砝码平衡，并记录质量m1。待从托盘天平上取下锥形瓶，实验者应将橡胶塞上的玻璃棒用酒精灯加热至红热，并迅速用橡胶塞塞进锥形瓶，同时引燃红磷。待锥形瓶冷却后，需将其重新放在托盘天平上记录其质量m2。
（3）改进实验分析
在改进实验的选择中，部分教师尝试用白磷代替红磷，也尝试采用热水加热锥形瓶的方式。虽然白磷比红磷的燃点低，更易于点燃，但白磷有毒，同时在燃烧剧烈时易破坏气球，所以通常不建议采取此种方式改进实验。
2.化学实验创新的目标
初中化学实验的创新性应考虑到实验的简约性。化学实验的简约性并不意味着化学实验的简单，而是应方便初中生实验学习。
例如，在粤科版初中化学九年级“检验二氧化硫”一课的实验教学中，教材中并未提供较为简便的实验操作，也没有较为显著的高锰酸钾溶液褪色现象发生。
在此实验的改进中，教师可以采用长柄的V型玻璃管开展实验，让实验流程变得简便且易于操作。在演示实验时，教师把火柴头做好加热处理后应等待几秒钟，此时就会出现火药爆燃的现象。在此情况下，对V型玻璃管做轻微震荡处理，就会产生原有紫红色高锰酸钾变色的现象，且十分显著、快速，紫红色高锰酸钾会迅速向肉色或无色转变。
又如，在粤科版初中化学九年级“二氧化碳的性质和制法”一课中，对于“二氧化碳和水反应”的探究实验，部分教师利用石蕊遇酸变红的原理设计对照实验。实验者需对四朵被紫色石蕊溶液浸泡过的纸花分别进行不同的处理：喷洒稀醋酸，喷洒水，放置于盛满二氧化碳的集气瓶，以及先喷水再放置于盛满二氧化碳的集气瓶，再在酒精灯火焰下烘干，以形成多组对照实验。然而，这一实验存在明显的不足：其一，实验复杂。其二，耗时长。其三，实验中药品用量较多。其四，实验准备和开展阶段二氧化碳气体不易于收集和取用。其五，实验器材较多，演示台拥挤，不利于观察。因此，教师可将石蕊花换成石蕊棉球，利用多孔隔板设计实验，在组合装置中直接通过控制二氧化碳气体的导入，让学生当堂观察实验现象并检验实验效果。同时，为增强趣味性，教师也可布置趣味性作业——请学生在课下用食醋和鸡蛋壳代替盐酸和大理石开展实验。这样不仅能够拉近化学和生活的距离，也能拓展师生的实验教学空间，同时增强学生学习化学的兴趣。
在具体的实验教学中，一些实验设计虽然具有创新性，但由于操作烦琐，缺乏简约性，并不具备较强的实用性和推广性。具体表现如下：
（1）实验原理复杂
在粤科版初中化学九年级“检验蜡烛燃烧生成二氧化碳”的实验过程中，实验设计虽具有一定创新性，但却缺乏一定的简洁性。在实验中，水流出广口瓶后会在装置中产生负压，蜡烛燃烧的产物在压力的变化下会被吸入石灰水中。这一较为复杂的环节可能会对理解能力稍显薄弱的学生产生一定的学习阻碍。
（2）实验追求集成化
随着课程改革，初中化学实验的创新过程中不断出现一些集成化学实验，如“二氧化碳性质组合”。这一实验比较烦琐，对初中生的学习极为不利，但却易于教师对实验教学内容进行整合式复习。然而，教师需要意识到课堂的主体是学生，实验教学课堂应适合于现有教学水平下学生的理解情况。若学生在实验教学课堂中理解困难，则势必会影响其学习质量和学习化学科目的兴趣和信心。
二、实验改进和创新中的反思
在初中实验教学中，部分创新实验在改进后仍存在一些不足，这应引起初中化学教师的注意。
例如，在粤科版初中化学九年级“二氧化碳的性质”一课的学习中，根据课程安排，教师需要开展“二氧化碳熄灭蜡烛火焰”的实验。原实验采用的是在梯形架上放2支蜡烛，点燃后放入烧杯内，往烧杯中倾倒二氧化碳，观察到蜡烛由下向上依次熄灭。此实验能够说明二氧化碳的性质：本身不燃烧、不支持燃烧，以及比空气重。在改进实验中，部分教师会采用在烧杯底部直接通入二氧化碳气体的方式改进实验，这样的方式也会产生标准的实验现象。需要注意的是，改进后实验产生的实验现象并不能证明空气密度小于二氧化碳密度。在改进实验中，二氧化碳气体下沉可能并非自然下沉而是由于压入行为。教师应引导学生思考，若使用密度大于空气的氦气和氮气替代二氧化碳，可能也会出现蜡烛火焰由下向上熄灭的情况。
又如，在粤科版初中化学九年级的实验教学活动中，部分教师往往采用棉花或木炭代替磷，并且在相应实验中采用氢氧化钠溶液吸收实验中产生的二氧化碳。该实验过程虽然看似较为理想，并不违背实验创新理念、实验科学性原则，但在查阅具体资料后便可发现此实验的不足之处。在可燃烧物如白磷、棉花、蜡烛等的对比中，白磷相较于棉花、蜡烛等物质燃烧所需的最低含氧量较低，在燃烧后会生成固体。碳在燃烧时速度较慢，但其在不完全燃烧时会产生一氧化碳气体，也会导致一定的实验误差。
在初中化学实验的创新过程中，科学性和简约性是其灵魂和关键所在。因此，初中化学教师应注意实验的设计和创新过程，在实验教学中积极探索适合的方式，并不断探索相应流程。初中化学教师也应采用一些科学方式，并利用新颖的构造、简单的操作以及一些实验中较为明显的现象，合理设计实验教学，确保初中化学的实验教学得以有效开展。
总而言之，初中阶段的化学实验教学可以使学生较好地理解和掌握课本知识，培养学生发现问题的意识及思考、解决问题的能力，进而实现对其实验、创新、探究和思考能力的培养。初中阶段的实验教学应得到化学教师的充分关注，并应作为新课程理念的重要组成部分落实于课程教学中，帮助学生提升整体素质。
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