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化学实验以其生动的魅力和丰富的内涵在培养学生的创新能力方面发挥着独特的功能和作用。对实验教学予以优化、创新，通过创新实验教学来培养学生的创新能力。
化学是一门以实验为基础的自然学科。化学实验以其生动的魅力和丰富的内涵在培养学生的创新能力方面发挥着独特的功能和作用。
在第三次全教会上，江泽民总书记指出：“知识经济在下个世纪居于主导地位，知识的创新、传播和应用，将成为经济发展的最基本资源和生产的最核心要素，创新的关键是人才，学校是培养创新精神和创新人才的摇篮。”我们必须迎接时代的挑战，转变教育，改革人才教育的模式，全面实施以激发学生创新精神为重点的素质教育。随着素质教育的全面实施，实验教学由原来的“一块黑板，一支粉笔”的“口头”实验变为由教师、学生的实际操作，这是一个很大的进步，但是，只是从实验中简单的“验证”某一原理、某一结论，对于学生各种能力，尤其是创新能力的培养，成效甚微，因此有必要对实验教学予以优化、创新，通过创新实验教学来培养学生的创新能力。
一、 灵活变通实验，加强实验教学
1. 将演示实验改为学生积极参与的实验
演示实验本来是由教师在课堂上做并指导学生观察的实验，在初学时，这种演示实验必须由教师亲手去做，它对于以后的学生实验有着示范的作用。到了一定阶段，在学生们做了几个分组实验之后，就可以最大限度地将演示实验转化为学生在教师指导下完成的演示实验。初三学生的好奇心强，富有参与精神，很乐于自己动手做实验，而且每次实验的成功都给他们带来无比的欣喜。一些学生在前面做实验，下面的同学也仿佛自己在做实验，全部注意力都集中在一起，使得整个课堂的教与学融为一体。动手做实验的学生由于是在全体同学面前做实验，注意力特别集中，收效特别好。这不仅创造和培养了他们的观察能力、思维能力和实际操作能力，也锻炼了他们大胆、心细、勇于表现的良好品质，有利于培养创新精神和能力。
例如：在讲解“氧气的实验室制法”时，如照本宣科，讲解制氧气的药品、原理、装置、步骤、检验方法、验满方法等，学生很难有学习的兴趣，且要花很大力气去死记这一部分知识。因此，我在处理这一块知识时，让学生完成实验，成为演示实验的主角，我成了配角，负责解答学生的疑问。指导学生阅读课本中制氧气的步骤，让学生上讲台制氧气，准备两支试管，一支加入H2O2溶液，另一支加入MnO2固体，让两个学生同时对两支试管进行观察，并用带火星的木条检验，观察并分析产生的现象；然后将两支试管内的物质混合，用带火星的木条检验，观察并分析现象，从而得出实验室制氧气的原理。台下的同学观察并指出操作中存在的问题并加以纠正，这样台上台下的同学积极性被充分调动起来，课堂的气氛特别活跃，学生的主体作用淋漓尽致的发挥出来。
2. 将演示实验改为边讲边实验
一些演示实验的现象不明显，可见度较差。尽管操作较简单，但如果由教师在前面做，学生们在下面观察，效果就会很不好。演示实验的改革方向是学生真正参与，把它改成边讲边实验，效果就很显著，由不受学生欢迎到很受学生欢迎。
例如：在进行“实验室制取二氧化碳”教学时，考虑到实验步骤并不复杂，实验用品也比较安全，就把该实验改为教师一边讲学生一边做。学生动手做碳酸钙与稀盐酸反应时，发现碳酸钙跟盐酸反应速率较快，不利于二氧化碳气体的收集。石灰石跟稀硫酸反应生成的硫酸钙隔绝了石灰石与稀硫酸的反应。石灰石与稀盐酸反应速度适合实验室制取二氧化碳，以上三个实验现象非常明显，他们便针对这种现象展开了激烈的讨论，得出了正确的结论。而且通过小组实验学到了二氧化碳的验证方法、验满方法。最终掌握了实验室制取二氧化碳的方法。通过对实验的不断改革，实验教学达到了预期的效果，学生认为：这样教学对他们提高学习化学的兴趣起了极大的作用。 培养了学生的兴趣的同时，又培养了学生的动手动脑能力、创新思维和创造能力。
3. 将分组实验改为单人实验
这样做可使每个学生都能亲自动手操作而且独立进行。它有利于培养良好的学习习惯，使学生们懂得：办任何事情都要有目的、有计划，还要有坚持到底的决心。最重要的是有利于培养独立工作的能力，这也是教育本身所急需培养的一种素质。
例如:在进行“质量守恒定律”的教学时，我们就考虑将学生带进实验室，提供实验器材，让学生自己动手单独做实验。通过称量两个反应前后药品及仪器的质量变化，验证反应前后物质的质量守恒。实验有：（1）在密闭容器中氢氧化钠溶液和硫酸铜溶液反应、碳酸钠与盐酸反应；（2）敞口容器中氢氧化钠溶液和硫酸铜溶液反应、碳酸钠与盐酸反应；（3） 玻璃管上套气球时氢氧化钠溶液和硫酸铜溶液反应、碳酸钠与盐酸反应。同学们通过实验发现质量并不守恒，这时就需要学生自己根据数据进行分析：是实验器材出了问题？质量守恒定律不对？实验操作时有什么不对？……这是培养学生独立思考，分析问题，解决问题的能力的有效途径。
二、 引导探究实验，带动课堂教学
前面提到将课本中的实验改变教学模式，以增强实验教学的效果，但这些实验仍然是验证知识的一种手段，老师动脑，老师动口，学生动手，学生成为老师操纵下的机器人。这样做某种程度上造成了教学资源的浪费，达不到应有的教学效果。通常情况下，这些实验只是起到巩固书本知识和训练操作技能的作用，属于验证性实验。它有如下弊端：（一）不利于调动学生的积极性，甚至挫伤了学生的探索积极性。（二）验证性实验的一切现象和结论都是学生已知的。严格的操作程序和方法把学生的智慧、手脚束缚得死死的，不利于发展智力、培养能力。（三）不利于培养学生实事求是、严肃认真的科学态度。“反正书上的结论是正确的，做不做一回事。”“如果实验事实与书上有矛盾，照书上写的填不会错。”这些想法反映了学生们的惰性和无可奈何。
与验证性实验相反，探索性实验具有明显的优越性。（一）实验前学生不知道实验的现象和结果，这就要求他们认真、正确地操作，仔细敏捷地观察，忠诚老实地记录。谁不认真谁就不能获得正确的结论，这有利于培养他们科学实验的基本品格。（二）有利于发展智力，培养能力。化学实验的现象总是多方面的，而这些复杂的现象又是人们认识物质变化的向导。探索性实验不仅要求有一定的操作能力、观察能力，还要求把观察实验的过程和抽象思维的过程结合起来，要求有“去粗取精、去伪存真、由此及彼、由表及里”的分析方法，通过宏观现象，认识到微观世界的本质变化，把感性认识上升到理性高度。 因此就需要教师把握教材，大胆地开拓思路进行教学改革，在学生有了一定的实验基础以后就可以把书本的实验变为真正的探究实验，培养学生的创新能力，激发起学生的求知欲望。
例如：在 “酸、碱、盐”学习时，根据基本概念多、物质种类多、反应规律多、必须记忆的多、实际运用的多、题型变化多的特点。我们设计了探究实验教学，取得了较好的效果。整个教学过程分为四个阶段：
第一为接触阶段：给学生准备了酸、碱、盐、金属、氧化物和指示剂。用两个课时让学生真实的“摸”实验，主要目的是让学生熟悉酸、碱、盐的分类和各物质之间的联系。
第二阶段为直观感知阶段：通过学习酸、碱、盐的各种代表性物质的性质，掌握酸、碱、盐的通性。如学习稀盐酸的性质时，设计成如下方案：①提出问题：稀盐酸有哪些化学性质？②让学生设计实验方案并操作：稀盐酸分别与多种物质混合；③通过实验现象得出实验结论：有些物质能与稀盐酸反应，有些不能与稀盐酸反应；④根据实验事实得出结论：稀盐酸能与五类物质反应；⑤将结论进行应用：判断哪些物质能与稀盐酸反应。
第三阶段为理论感知阶段：经过第二阶段，学生对单一酸、碱、盐性质获得了清晰的认识，在此基础上，教师引导学生自己去总结归纳出酸、碱、盐的通性及复分解反应的条件。
第四阶段为应用创新阶段：通过三个阶段的学习，学生对酸、碱、盐的认识较为深刻，此时引导学生将内化的知识转为外化的实践。通过这种途径训练，挖掘学生的潜能，培养他们的创新精神和创造能力。例如：鉴别盐酸和氢氧化钡，让学生设计多种方法，然后进行实验。有的学生能找九种方法如：石蕊、酚酞、Na2CO3、CuSO4、FeCl3、Zn、pH试纸、CuO、H2SO4等等。这种教学模式充分发挥了学生的主体作用，培养了学生独立思考能力和创新能力，促进了学生智力和非智力因素的发展。教师既教给了学生有关知识，又培养了学生运用这些知识的能力、实践能力和创造能力，还使他们学会了如何动手、动脑、如何搜集并加工信息，在吸收和消化知识的过程中逐渐形成自己的学习方法。
三、 开发家庭小实验，培养实验创新能力
教学实践表明，家庭小实验的引入使课堂教学延伸至课外，因此开发家庭小实验既能激发学生学习兴趣，又能培养学生动手实验的能力，启发他们的创新思维和创新能力，尤其是当实验内容与学生生活实践紧密结合时，学生的积极性特别高。
当我第一次向学生布置家庭小实验－－观察蜡烛色态、构造及点燃时的现象，并与课本习题配合作为家庭作业时，学生感到很新奇。而第二次布置家庭小实验——用玻璃杯、饭碗和小蜡烛来测定空气中氧气的含量，学生开始产生兴趣，大多数学生在家里动手做了这个实验，有的成功，也有的不成功。第二天到课堂上七嘴八舌询问老师，经过简要解释和指导后，有的同学回家又重复做了这个实验，一旦做成功了，其兴奋之情自不必说，学习化学的兴趣也随之激发出来。在进行家庭小实验的过程中，不少同学还找出了很多的器材、药品代替实验室用品，并对不少实验进行了改进，创新意识和创新能力得到了大幅度的培养和提高。
家庭小实验的开发，不仅丰富了学生课余生活，使学生扩大了视野，培养了动手实验能力和观察分析能力，而且由于它们与课堂教学内容同步，也对知识的理解和巩固起到促进作用。
化学的感性认识主要靠化学实验提供，重视化学实验是素质教育的重要标志。所以，充分利用化学学科“以实验为基础”的基本特征，挖掘和开发化学实验在教学中的功能，对于改变学生的学习方法，培养学生的创新精神和创新能力，形成终身学习的能力具有重要的意义。
化学是一门以实验为基础的自然学科。化学实验以其生动的魅力和丰富的内涵在培养学生的创新能力方面发挥着独特的功能和作用。
在第三次全教会上，江泽民总书记指出：“知识经济在下个世纪居于主导地位，知识的创新、传播和应用，将成为经济发展的最基本资源和生产的最核心要素，创新的关键是人才，学校是培养创新精神和创新人才的摇篮。”我们必须迎接时代的挑战，转变教育，改革人才教育的模式，全面实施以激发学生创新精神为重点的素质教育。随着素质教育的全面实施，实验教学由原来的“一块黑板，一支粉笔”的“口头”实验变为由教师、学生的实际操作，这是一个很大的进步，但是，只是从实验中简单的“验证”某一原理、某一结论，对于学生各种能力，尤其是创新能力的培养，成效甚微，因此有必要对实验教学予以优化、创新，通过创新实验教学来培养学生的创新能力。
一、 灵活变通实验，加强实验教学
1. 将演示实验改为学生积极参与的实验
演示实验本来是由教师在课堂上做并指导学生观察的实验，在初学时，这种演示实验必须由教师亲手去做，它对于以后的学生实验有着示范的作用。到了一定阶段，在学生们做了几个分组实验之后，就可以最大限度地将演示实验转化为学生在教师指导下完成的演示实验。初三学生的好奇心强，富有参与精神，很乐于自己动手做实验，而且每次实验的成功都给他们带来无比的欣喜。一些学生在前面做实验，下面的同学也仿佛自己在做实验，全部注意力都集中在一起，使得整个课堂的教与学融为一体。动手做实验的学生由于是在全体同学面前做实验，注意力特别集中，收效特别好。这不仅创造和培养了他们的观察能力、思维能力和实际操作能力，也锻炼了他们大胆、心细、勇于表现的良好品质，有利于培养创新精神和能力。
例如：在讲解“氧气的实验室制法”时，如照本宣科，讲解制氧气的药品、原理、装置、步骤、检验方法、验满方法等，学生很难有学习的兴趣，且要花很大力气去死记这一部分知识。因此，我在处理这一块知识时，让学生完成实验，成为演示实验的主角，我成了配角，负责解答学生的疑问。指导学生阅读课本中制氧气的步骤，让学生上讲台制氧气，准备两支试管，一支加入H2O2溶液，另一支加入MnO2固体，让两个学生同时对两支试管进行观察，并用带火星的木条检验，观察并分析产生的现象；然后将两支试管内的物质混合，用带火星的木条检验，观察并分析现象，从而得出实验室制氧气的原理。台下的同学观察并指出操作中存在的问题并加以纠正，这样台上台下的同学积极性被充分调动起来，课堂的气氛特别活跃，学生的主体作用淋漓尽致的发挥出来。
2. 将演示实验改为边讲边实验
一些演示实验的现象不明显，可见度较差。尽管操作较简单，但如果由教师在前面做，学生们在下面观察，效果就会很不好。演示实验的改革方向是学生真正参与，把它改成边讲边实验，效果就很显著，由不受学生欢迎到很受学生欢迎。
例如：在进行“实验室制取二氧化碳”教学时，考虑到实验步骤并不复杂，实验用品也比较安全，就把该实验改为教师一边讲学生一边做。学生动手做碳酸钙与稀盐酸反应时，发现碳酸钙跟盐酸反应速率较快，不利于二氧化碳气体的收集。石灰石跟稀硫酸反应生成的硫酸钙隔绝了石灰石与稀硫酸的反应。石灰石与稀盐酸反应速度适合实验室制取二氧化碳，以上三个实验现象非常明显，他们便针对这种现象展开了激烈的讨论，得出了正确的结论。而且通过小组实验学到了二氧化碳的验证方法、验满方法。最终掌握了实验室制取二氧化碳的方法。通过对实验的不断改革，实验教学达到了预期的效果，学生认为：这样教学对他们提高学习化学的兴趣起了极大的作用。 培养了学生的兴趣的同时，又培养了学生的动手动脑能力、创新思维和创造能力。
3. 将分组实验改为单人实验
这样做可使每个学生都能亲自动手操作而且独立进行。它有利于培养良好的学习习惯，使学生们懂得：办任何事情都要有目的、有计划，还要有坚持到底的决心。最重要的是有利于培养独立工作的能力，这也是教育本身所急需培养的一种素质。
例如:在进行“质量守恒定律”的教学时，我们就考虑将学生带进实验室，提供实验器材，让学生自己动手单独做实验。通过称量两个反应前后药品及仪器的质量变化，验证反应前后物质的质量守恒。实验有：（1）在密闭容器中氢氧化钠溶液和硫酸铜溶液反应、碳酸钠与盐酸反应；（2）敞口容器中氢氧化钠溶液和硫酸铜溶液反应、碳酸钠与盐酸反应；（3） 玻璃管上套气球时氢氧化钠溶液和硫酸铜溶液反应、碳酸钠与盐酸反应。同学们通过实验发现质量并不守恒，这时就需要学生自己根据数据进行分析：是实验器材出了问题？质量守恒定律不对？实验操作时有什么不对？……这是培养学生独立思考，分析问题，解决问题的能力的有效途径。
二、 引导探究实验，带动课堂教学
前面提到将课本中的实验改变教学模式，以增强实验教学的效果，但这些实验仍然是验证知识的一种手段，老师动脑，老师动口，学生动手，学生成为老师操纵下的机器人。这样做某种程度上造成了教学资源的浪费，达不到应有的教学效果。通常情况下，这些实验只是起到巩固书本知识和训练操作技能的作用，属于验证性实验。它有如下弊端：（一）不利于调动学生的积极性，甚至挫伤了学生的探索积极性。（二）验证性实验的一切现象和结论都是学生已知的。严格的操作程序和方法把学生的智慧、手脚束缚得死死的，不利于发展智力、培养能力。（三）不利于培养学生实事求是、严肃认真的科学态度。“反正书上的结论是正确的，做不做一回事。”“如果实验事实与书上有矛盾，照书上写的填不会错。”这些想法反映了学生们的惰性和无可奈何。
与验证性实验相反，探索性实验具有明显的优越性。（一）实验前学生不知道实验的现象和结果，这就要求他们认真、正确地操作，仔细敏捷地观察，忠诚老实地记录。谁不认真谁就不能获得正确的结论，这有利于培养他们科学实验的基本品格。（二）有利于发展智力，培养能力。化学实验的现象总是多方面的，而这些复杂的现象又是人们认识物质变化的向导。探索性实验不仅要求有一定的操作能力、观察能力，还要求把观察实验的过程和抽象思维的过程结合起来，要求有“去粗取精、去伪存真、由此及彼、由表及里”的分析方法，通过宏观现象，认识到微观世界的本质变化，把感性认识上升到理性高度。 因此就需要教师把握教材，大胆地开拓思路进行教学改革，在学生有了一定的实验基础以后就可以把书本的实验变为真正的探究实验，培养学生的创新能力，激发起学生的求知欲望。
例如：在 “酸、碱、盐”学习时，根据基本概念多、物质种类多、反应规律多、必须记忆的多、实际运用的多、题型变化多的特点。我们设计了探究实验教学，取得了较好的效果。整个教学过程分为四个阶段：
第一为接触阶段：给学生准备了酸、碱、盐、金属、氧化物和指示剂。用两个课时让学生真实的“摸”实验，主要目的是让学生熟悉酸、碱、盐的分类和各物质之间的联系。
第二阶段为直观感知阶段：通过学习酸、碱、盐的各种代表性物质的性质，掌握酸、碱、盐的通性。如学习稀盐酸的性质时，设计成如下方案：①提出问题：稀盐酸有哪些化学性质？②让学生设计实验方案并操作：稀盐酸分别与多种物质混合；③通过实验现象得出实验结论：有些物质能与稀盐酸反应，有些不能与稀盐酸反应；④根据实验事实得出结论：稀盐酸能与五类物质反应；⑤将结论进行应用：判断哪些物质能与稀盐酸反应。
第三阶段为理论感知阶段：经过第二阶段，学生对单一酸、碱、盐性质获得了清晰的认识，在此基础上，教师引导学生自己去总结归纳出酸、碱、盐的通性及复分解反应的条件。
第四阶段为应用创新阶段：通过三个阶段的学习，学生对酸、碱、盐的认识较为深刻，此时引导学生将内化的知识转为外化的实践。通过这种途径训练，挖掘学生的潜能，培养他们的创新精神和创造能力。例如：鉴别盐酸和氢氧化钡，让学生设计多种方法，然后进行实验。有的学生能找九种方法如：石蕊、酚酞、Na2CO3、CuSO4、FeCl3、Zn、pH试纸、CuO、H2SO4等等。这种教学模式充分发挥了学生的主体作用，培养了学生独立思考能力和创新能力，促进了学生智力和非智力因素的发展。教师既教给了学生有关知识，又培养了学生运用这些知识的能力、实践能力和创造能力，还使他们学会了如何动手、动脑、如何搜集并加工信息，在吸收和消化知识的过程中逐渐形成自己的学习方法。
三、 开发家庭小实验，培养实验创新能力
教学实践表明，家庭小实验的引入使课堂教学延伸至课外，因此开发家庭小实验既能激发学生学习兴趣，又能培养学生动手实验的能力，启发他们的创新思维和创新能力，尤其是当实验内容与学生生活实践紧密结合时，学生的积极性特别高。
当我第一次向学生布置家庭小实验－－观察蜡烛色态、构造及点燃时的现象，并与课本习题配合作为家庭作业时，学生感到很新奇。而第二次布置家庭小实验——用玻璃杯、饭碗和小蜡烛来测定空气中氧气的含量，学生开始产生兴趣，大多数学生在家里动手做了这个实验，有的成功，也有的不成功。第二天到课堂上七嘴八舌询问老师，经过简要解释和指导后，有的同学回家又重复做了这个实验，一旦做成功了，其兴奋之情自不必说，学习化学的兴趣也随之激发出来。在进行家庭小实验的过程中，不少同学还找出了很多的器材、药品代替实验室用品，并对不少实验进行了改进，创新意识和创新能力得到了大幅度的培养和提高。
家庭小实验的开发，不仅丰富了学生课余生活，使学生扩大了视野，培养了动手实验能力和观察分析能力，而且由于它们与课堂教学内容同步，也对知识的理解和巩固起到促进作用。
化学的感性认识主要靠化学实验提供，重视化学实验是素质教育的重要标志。所以，充分利用化学学科“以实验为基础”的基本特征，挖掘和开发化学实验在教学中的功能，对于改变学生的学习方法，培养学生的创新精神和创新能力，形成终身学习的能力具有重要的意义。