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摘要：在化学实验教学中通过对实验原理的设计、实验装置的改进、实验条件的选择、操作过程的优化、鼓励学生动手做实验来培养学生的发散性思维能力。
关键词：发散能力培养
一、在实验原理设计中，培养发散性思维
不要拘泥于教材上讲的原理，要坚持实事求是，只要是可行的，我们就可以尝试在实验过程中，通过引导学生从自己头脑中搜寻所要的信息，再经过自由发挥，相互激励，相互启发，使思维发生连锁反应，促进思维的发散。再通过引导学生对发散过程中所获取的各种信息进行分析、评价，集中主攻，从而找到相对的最佳结果，培养其聚合思维。在研究二氧化碳实验室制法原理时，引导学生对这十几种方法的简约性、可行性、安全性、科学性等方面的分析、评价，明确了利用缓慢氧化，炭及含碳化合物燃烧，炭及一氧化碳还原氧化物，碳酸盐分解等方法都不适于在短时间内用简便方法制取较纯净的二氧化碳，所以采用碳酸盐与盐酸制取。为了进一步弄清为什么必须用碳酸钙颗粒跟稀盐酸制取二氧化碳的原理，可在教学中引导学生采用对比法研究以下六个方案：
1、碳酸钠粉末与稀盐酸反应；2、碳酸钠粉末与浓盐酸反应；3、碳酸钠粉末与稀硫酸反应；4、碳酸钙粉末与稀盐酸反应；5、碳酸钙粉末与浓盐酸反应；6、碳酸钙粉末与稀硫酸反应。
经过对各个方案的分析，发现方案1、2、3虽能产生二氧化碳，但反应速率太快，不利于收集。方案4能产生二氧化碳，且反应速率适中。方案5能产生二氧化碳，但发现有杂质氯化氢气体存在。方案6开始时能产生二氧化碳，但随之反应慢慢停止了。所以，选用方案4。在这过程中，使学生受到发散思维能力及聚合思维能力的训练。
二、在实验装置的改进中，培养发散性思维
在教学活动中，学生总是沿着教师的思维轨迹思考问题，因此，教师必须创造性地改革和设计实验装置，为学生做出表率，使学生受到启迪。
(一)设计简易的实验装置。
例如，“白磷燃烧前后质量的测定”，看似简单，却极易失败。究其原因：(1)在称量白磷燃烧前的质量总和时白磷已开始自燃了，以至无法称得反应前物质的总质量而导致实验失败。(2)白磷燃烧时放出的热使空气膨胀，因此瓶塞被冲出，导致实验失败。(3)玻璃棒一端因接触不到白磷而无法引燃白磷，或因所用白磷量少，被沙子盖住了，找不着而无法点燃。(4)生成的白烟逸散，使实验失败。通过改进，装置如图l所示，只要注意装置各接口的封闭性和将白磷在水中切割成颗粒状，表面水不必擦干。就可以得到较好的实验效果。
(二)设计探究的实验装置。
通过实验装置的改进与设计，培养学生发散性思维，除了教师创造性改进实验装置外，还应该选择一些适合学生探究的课题，引导他们自主探究。例如，在做氯化氢或氨气的喷泉实验时，有如图2装置：
图2甲引起喷泉实验的操作____。(挤压胶头，启开弹簧夹，夹在玻璃管上。)原理___。
(由于烧瓶内的气体溶于水后，导致瓶内压强的骤减，与外界大气压强产生很大的压强所致。)
图2乙是对图2甲的改进，引起喷泉实验的操作是____。(用手指堵住小圆孔，挤压塑料瓶使水从胶头处喷出后，不再挤压，可以明显地看到喷泉现象。)
图2丙是氯化氢喷泉实验的简易装置，其引发喷泉的方法是_____。(试管先浸入烧杯底，喷泉开始后提起。)
图2丁也能引发喷泉实验，其原理是______。(对有气体参加且反应后气体体积减小的一类反应均可设计成喷泉实验。)还有哪些反应也可设计成喷泉实验，如______。(氯气与红磷反应，二氧化碳与氢氧化钠反应，乙烯与溴水反应，红磷在氧气中燃烧等。)
通过这样的实验装置的设计和推广应用，不仅培养了学生的知识迁移能力，还培养了其思维的发散性。
三、在实验条件的选择中，培养发散性思维
教材中的实验方法虽然是许多成功实验的总结，但也应该有改进之处，为了培养学生发散性思维，应该有计划地引导学生对一些实验的条件进行分析，并提出改进意见。
例如，铜与浓硫酸的反应，实验中常会看到铜片变黑，试管底部出现灰白色沉淀，试管内壁还附着少量黄色小颗粒。出现这些现象的原因就是条件控制不当，应该引导学生进行逆向思维，首先根据铜和浓硫酸的性质，分析白色沉淀和黄色小颗粒可能是什么?再由生成物判断发生了那些副反应及避免这些副反应应该采取的措施。并改变硫酸的浓度，反应的温度进行实验。最后得出硫酸的最佳浓度是84％，最佳反应温度是270℃。使学生不仅受到了发散性思维的训练，还学习了科学研究的方法。
四、在操作过程的优化中，培养发散性思维
克服思维定势最有效的方法是转变思维的角度，换一个位置审视所研究的问题，进行发散性思维的培养。
(一)同一装置可以解决不同的问题。
如图3至少可以解决下列问题：
1、洗气；2、正放，向上排空气法收集比空气重的气体，长管进气短管出气；3、正放，向上排空气法收集比空气轻的气体，短管进气长管出气；4、倒放，向下排空气收集比空气轻的气体，长管进气短管出气；5、倒放，向下排空气法收集比空气重的气体，短管进气长管出气；6、装满水，正放，用排水法收集不溶于水的气体，短管进气长管出水；7、装满水，倒放，用排水法收集不溶于水的气体，长管进气短管出水；8、装满水，上面加一层植物油，收集不溶于水的气体；9、装满水，短管进气长管出水，用量筒量排出的水的体积，该体积即为气体的体积；10、连接在一套装置的冷区和热区间，作安全瓶用，防止液体倒吸等。如果冷区中有导管伸入液体中，一旦热区突然停止加热，装置内压强降低，外面的大气压便会把冷区的液体压入装置内，引起倒吸，这时该安全瓶便能接纳这些液体，避免这些液体进入热区。
(二)同一问题可以用不同的装置解决。如氯化氢等易溶于水的气体，若用导管直接通入水中，便会引起倒吸。
五、鼓励学生动手做实验，培养发散性思维
化学是一门以实验为基础的科学，因此，加强实验的动手操作是培养发散性思维能力，进行创造性实验教学的有效措施和途径。在实验教学中，不仅可以让学生学会实验的具体做法和实验技能，更可以引导他们学会探究问题的实验方法。
根据教学目标的需要，教师可将部分演示实验改为边讲边实验，或增加相关的学生实验，让每个学生通过实验激起探究欲望。例如，在盐类水解的教学中，可让学生独立完成对CH3COONa、Na2，CO3、NH4CL、AL2(SO4)3NaCL、KNO3、溶液的酸碱性测定，自己得出结论，然后引导学生分析盐溶液的酸碱性与生成该盐的酸碱性的关系，并从水电离平衡被破坏的角度形成盐类水解的概念，认清盐类水解的本质，最后总结出盐类水解的规律。也可适当增加一些与社会、生产和生活相关的实验，例：酸雨的PH值的测定；食醋中醋酸质量分数的测定；利用燃烧法鉴别常见燃料(聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、酚醛塑料)；模拟水体富营养化作用(磷酸盐、硝酸盐对体中藻类生长的影响)；模拟“温室效应”等，使学生掌握科学的思维方法和实验方法。
综上所述，在实验教学中，无论是实验原理的设计、实验装置的改进、实验条件的选择、操作过程的优化，还是鼓励学生动手做实验，都离不开科学的思维。如果能够在各个环节，有计划有目的引导和培养学生的发散思维及聚合思维，就能培养出适应时代要求的创造型人才。
关键词：发散能力培养
一、在实验原理设计中，培养发散性思维
不要拘泥于教材上讲的原理，要坚持实事求是，只要是可行的，我们就可以尝试在实验过程中，通过引导学生从自己头脑中搜寻所要的信息，再经过自由发挥，相互激励，相互启发，使思维发生连锁反应，促进思维的发散。再通过引导学生对发散过程中所获取的各种信息进行分析、评价，集中主攻，从而找到相对的最佳结果，培养其聚合思维。在研究二氧化碳实验室制法原理时，引导学生对这十几种方法的简约性、可行性、安全性、科学性等方面的分析、评价，明确了利用缓慢氧化，炭及含碳化合物燃烧，炭及一氧化碳还原氧化物，碳酸盐分解等方法都不适于在短时间内用简便方法制取较纯净的二氧化碳，所以采用碳酸盐与盐酸制取。为了进一步弄清为什么必须用碳酸钙颗粒跟稀盐酸制取二氧化碳的原理，可在教学中引导学生采用对比法研究以下六个方案：
1、碳酸钠粉末与稀盐酸反应；2、碳酸钠粉末与浓盐酸反应；3、碳酸钠粉末与稀硫酸反应；4、碳酸钙粉末与稀盐酸反应；5、碳酸钙粉末与浓盐酸反应；6、碳酸钙粉末与稀硫酸反应。
经过对各个方案的分析，发现方案1、2、3虽能产生二氧化碳，但反应速率太快，不利于收集。方案4能产生二氧化碳，且反应速率适中。方案5能产生二氧化碳，但发现有杂质氯化氢气体存在。方案6开始时能产生二氧化碳，但随之反应慢慢停止了。所以，选用方案4。在这过程中，使学生受到发散思维能力及聚合思维能力的训练。
二、在实验装置的改进中，培养发散性思维
在教学活动中，学生总是沿着教师的思维轨迹思考问题，因此，教师必须创造性地改革和设计实验装置，为学生做出表率，使学生受到启迪。
(一)设计简易的实验装置。
例如，“白磷燃烧前后质量的测定”，看似简单，却极易失败。究其原因：(1)在称量白磷燃烧前的质量总和时白磷已开始自燃了，以至无法称得反应前物质的总质量而导致实验失败。(2)白磷燃烧时放出的热使空气膨胀，因此瓶塞被冲出，导致实验失败。(3)玻璃棒一端因接触不到白磷而无法引燃白磷，或因所用白磷量少，被沙子盖住了，找不着而无法点燃。(4)生成的白烟逸散，使实验失败。通过改进，装置如图l所示，只要注意装置各接口的封闭性和将白磷在水中切割成颗粒状，表面水不必擦干。就可以得到较好的实验效果。
(二)设计探究的实验装置。
通过实验装置的改进与设计，培养学生发散性思维，除了教师创造性改进实验装置外，还应该选择一些适合学生探究的课题，引导他们自主探究。例如，在做氯化氢或氨气的喷泉实验时，有如图2装置：
图2甲引起喷泉实验的操作____。(挤压胶头，启开弹簧夹，夹在玻璃管上。)原理___。
(由于烧瓶内的气体溶于水后，导致瓶内压强的骤减，与外界大气压强产生很大的压强所致。)
图2乙是对图2甲的改进，引起喷泉实验的操作是____。(用手指堵住小圆孔，挤压塑料瓶使水从胶头处喷出后，不再挤压，可以明显地看到喷泉现象。)
图2丙是氯化氢喷泉实验的简易装置，其引发喷泉的方法是_____。(试管先浸入烧杯底，喷泉开始后提起。)
图2丁也能引发喷泉实验，其原理是______。(对有气体参加且反应后气体体积减小的一类反应均可设计成喷泉实验。)还有哪些反应也可设计成喷泉实验，如______。(氯气与红磷反应，二氧化碳与氢氧化钠反应，乙烯与溴水反应，红磷在氧气中燃烧等。)
通过这样的实验装置的设计和推广应用，不仅培养了学生的知识迁移能力，还培养了其思维的发散性。
三、在实验条件的选择中，培养发散性思维
教材中的实验方法虽然是许多成功实验的总结，但也应该有改进之处，为了培养学生发散性思维，应该有计划地引导学生对一些实验的条件进行分析，并提出改进意见。
例如，铜与浓硫酸的反应，实验中常会看到铜片变黑，试管底部出现灰白色沉淀，试管内壁还附着少量黄色小颗粒。出现这些现象的原因就是条件控制不当，应该引导学生进行逆向思维，首先根据铜和浓硫酸的性质，分析白色沉淀和黄色小颗粒可能是什么?再由生成物判断发生了那些副反应及避免这些副反应应该采取的措施。并改变硫酸的浓度，反应的温度进行实验。最后得出硫酸的最佳浓度是84％，最佳反应温度是270℃。使学生不仅受到了发散性思维的训练，还学习了科学研究的方法。
四、在操作过程的优化中，培养发散性思维
克服思维定势最有效的方法是转变思维的角度，换一个位置审视所研究的问题，进行发散性思维的培养。
(一)同一装置可以解决不同的问题。
如图3至少可以解决下列问题：
1、洗气；2、正放，向上排空气法收集比空气重的气体，长管进气短管出气；3、正放，向上排空气法收集比空气轻的气体，短管进气长管出气；4、倒放，向下排空气收集比空气轻的气体，长管进气短管出气；5、倒放，向下排空气法收集比空气重的气体，短管进气长管出气；6、装满水，正放，用排水法收集不溶于水的气体，短管进气长管出水；7、装满水，倒放，用排水法收集不溶于水的气体，长管进气短管出水；8、装满水，上面加一层植物油，收集不溶于水的气体；9、装满水，短管进气长管出水，用量筒量排出的水的体积，该体积即为气体的体积；10、连接在一套装置的冷区和热区间，作安全瓶用，防止液体倒吸等。如果冷区中有导管伸入液体中，一旦热区突然停止加热，装置内压强降低，外面的大气压便会把冷区的液体压入装置内，引起倒吸，这时该安全瓶便能接纳这些液体，避免这些液体进入热区。
(二)同一问题可以用不同的装置解决。如氯化氢等易溶于水的气体，若用导管直接通入水中，便会引起倒吸。
五、鼓励学生动手做实验，培养发散性思维
化学是一门以实验为基础的科学，因此，加强实验的动手操作是培养发散性思维能力，进行创造性实验教学的有效措施和途径。在实验教学中，不仅可以让学生学会实验的具体做法和实验技能，更可以引导他们学会探究问题的实验方法。
根据教学目标的需要，教师可将部分演示实验改为边讲边实验，或增加相关的学生实验，让每个学生通过实验激起探究欲望。例如，在盐类水解的教学中，可让学生独立完成对CH3COONa、Na2，CO3、NH4CL、AL2(SO4)3NaCL、KNO3、溶液的酸碱性测定，自己得出结论，然后引导学生分析盐溶液的酸碱性与生成该盐的酸碱性的关系，并从水电离平衡被破坏的角度形成盐类水解的概念，认清盐类水解的本质，最后总结出盐类水解的规律。也可适当增加一些与社会、生产和生活相关的实验，例：酸雨的PH值的测定；食醋中醋酸质量分数的测定；利用燃烧法鉴别常见燃料(聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、酚醛塑料)；模拟水体富营养化作用(磷酸盐、硝酸盐对体中藻类生长的影响)；模拟“温室效应”等，使学生掌握科学的思维方法和实验方法。
综上所述，在实验教学中，无论是实验原理的设计、实验装置的改进、实验条件的选择、操作过程的优化，还是鼓励学生动手做实验，都离不开科学的思维。如果能够在各个环节，有计划有目的引导和培养学生的发散思维及聚合思维，就能培养出适应时代要求的创造型人才。