优化的涵义是运用系统方法所能达到的最好的目标。优化的要求是从许多可供选择的方案中选择出最优的方案，以便使整个系统的组织和运动处于最优状态，达到使系统优化的效果。优化的特点是，使系统各要素之间进行优化组合，以形成最优的系统。系统优化策略在我的化学实验室工作中的体现就是：在我校现有实验条件的基础上，在不增加实验室面积、不增加实验设备和不增加实验室工作人员的情况下，怎样大幅度提高实验室工作效率，给新教材的探究教学提供更加强大、更加有力的支持。优化策略的具体做法分述如下。

一、不断探究化学实验的优化方法，使化学实验室真正发挥科学教育功能

对于当前化学教学中的很多实验，化学教师常会因为实验现象的不明显、不确定性、效果与预期差异大、操作步骤复杂，或者实验室的条件不足而放弃。这样就会大大影响实验开出率，影响化学教学的效果。为了解决以上这些问题，我经过多年研究和积累经验，不断地使各种实验达到更加简单、快捷、明显和环保的多重功效，为我校化学教师提供了一系列更加便利的探究实验条件。从今年高一年级推行新教材教学以来，我做了很多新教材的实验改进工作，为新教材的探究教学提供了很大的帮助。如高一学生实验──金属钠与水的反应，学生必须能够清楚地观察到金属钠的颜色，若预先将钠切好让学生观察，这是不可能的，因为钠在瞬间就会被空气中的氧气氧化而使表面变为灰色，但如果给一块钠让学生自己来切，然后来做一系列的实验，虽然较容易观察到现象，但又容易造成危险，因为钠遇水会发生剧烈反应，学生一不小心，钠块过大或者其他原因遇到水就会发生爆炸。为了让学生既可以观察到金属钠的颜色，又可以安全地进行系列化实验，在实验之前，我总是先切好大小适中的钠块，然后两个小组发一块，再让学生用小刀切开来观察，这样同时还把钠块分成了更小的两份，使得每个小组都可获得一小块来进行接下来的实验。这样不但达到了实验中让学生充分动手操作实践的目的，又保证了学生的安全。而做金属钠在空气中燃烧这个实验时，如果采用蒸发皿，下一个班就必须把蒸发皿烘干后才能使用，这样就给实验员和科任教师增大了工作量，而如果不烘干，又会影响下一个班的学生实验，甚至还会带来危险。我看到这种情景后，就想到要改进这个实验，结果改用了在石棉网上进行加热燃烧，不但现象明显，而且石棉网还可连续进行实验而不需要洗涤和干燥。又如人教版《普通高中课程标准实验教科书·化学1（必修）》（以下简称为人教版化学1教材）第三章第二节“几种重要的金属化合物”中讲到氢氧化铝能吸附色素，教师为了在教学中引导学生进行探究，需要进行实验。开始我用亚甲基蓝（一种有机色素）进行实验，在实验中发现耗费的时间太长。于是我又在科任教师进行演示实验之前，将氢氧化铝对几种墨水、品红、石蕊等几种色素的吸附分别进行了对比实验，结果得出以下结论：氢氧化铝对黑色墨水吸附作用是最强的。结果用它来进行此项实验效果最为明显，并且最快，使这个实验在课堂教学中取得了良好的探究效果。再如人教版化学1教材第四章第二节“富集在海水中的元素──氯”这一节，课本上没有要求进行氯气的制取，教师用预先准备好的氯气、氯水进行一系列的实验。为了能让学生在分组实验中得到实际的科学探究训练，在学生实验中，我给各组直接发下适量的氯酸钾固体和浓盐酸，以及集气瓶和毛玻璃片，让他们自己结合学到的氧化还原反应原理，根据所给药品及用品制备氯气。然后再让他们用自行制备的氯气，进行接下来的一系列有关氯气性质的实验。这个实验的具体过程是：在集气瓶中放入0.5 g氯酸钾，再用胶头滴管加入一滴管的浓盐酸，然后盖上毛玻璃片，很快一集气瓶黄绿色的氯气就制成了。学生先观察氯气的颜色，闻其气味，然后往集气瓶中放入紫荆花等，或在瓶口罩上一张有用新毛笔蘸水写上“化学”“Chemistry”等字样的红纸等，让学生观察它们的颜色变化。然后往集气瓶中加入少量水，让他们用所得到的溶液进行氯水的性质实验。这样做，不但大大减轻了实验员和科任教师的工作量，还可以让学生亲手操作制备氯气的快速方法和探究氯气的性质，使课堂上充满了探究的愉快气氛。既能让学生获得探究的体验，又能丰富学生的知识，增强学生的动手能力。

二、优化实验安排，使现有场地和设备发挥最大效能

今年起高一年级实行了新课程标准，人教版化学1教材探究性实验多，而且大部分实验必须在实验室进行。但是我校实验室的数量不足，整个学校多达48个教学班，其中高一、高二就各有16个教学班，高三有2个选修（化学）班，而只有两间化学实验室。学生分组实验怎样解决呢？经过思考和研究，我将多数较为简易的实验，建议教师尽可能到课堂上去进行，因为在课堂里只要教师组织得法，同样可以让学生参与动手操作和探究。例如，在人教版化学1教材第四章第三节“硫和氮的氧化物”中“二氧化硫”的实验探究教学中，为了让学生亲自动手进行二氧化硫较易溶解于水的实验操作，我提前准备好29支装有二氧化硫气体的试管，29个500 mL的大烧杯，一桶紫色的石蕊试液，让学生课前拿到教室里，上课再分发给每组（2人一组）学生，让学生讨论、研究溶解方法，观察溶解情况。这样的建议和安排的科学性和合理性很强，立即得到了科任教师的赞同和支持。原因一是学生学习兴趣大增，课堂上探究气氛浓厚；二是实验简单易行且现象明显；三是无污染，试管里的二氧化硫溶于水，然后在水中用胶塞塞住试管口再取出，能避免二氧化硫气体逸散到空气中，课后再回收到实验室进行处理。二氧化氮与一氧化氮的转化实验也使用了上述同样实验方法进行。这样使得实验操作比较简单，实验用品少，同样达到了在实验室上课的教学效果。更重要的是弥补了实验室数量不足的局限，把实验室扩展到更加广泛的空间。

三、为教师提供补充实验，延伸课堂教学的实验探究效应

教师在上课时，为了创设探究教学的课堂教学情景，激发学生的学习兴趣，都希望通过更好的实验设计，调动学生进行探究学习，提高课堂教学效益。这一点，我作为实验员为科任教师提供了强有力的帮助和支持。例如，人教版化学1教材“引言”这一节课的教学中，我为科任教师提供了6个展示“化学是一门充满神奇色彩的科学”的演示实验：（1）同一封闭空间里，放在同一水平面上的长短不同的蜡烛燃烧时间的比较；（2）金属钾遇到水的反应；（3）亚甲基蓝变色实验；（4）焰色反应──点燃分别含有不同金属化合物的棉花团（浸有酒精）实验；（5）泡沫灭火器模拟实验；（6）铝与氧气反应的改进实验──闪烁烟花。其中泡沫灭火器模拟实验、亚甲基蓝变色实验两个实验更是把课堂气氛推到了高潮。在第一章第二节“化学计量在实验中的应用”的教学中，为了更形象地说明物质的量浓度对溶液性质的影响，我又为科任教师提供了两包各10 g的凉茶和两个大小不同的空矿泉水瓶做对比实验，具体操作方法是在两个大小不同的矿泉水瓶中，各加入一包10 g的凉茶，再将矿泉水瓶灌满水振荡，让学生通过观察来识别两瓶溶液的浓度，从而使学生对物质的量浓度与溶液体积、溶质物质的量之间关系的理解变得更加直观，有利于学生愉快地理解。又如，在第二章第二节“离子反应”教学中介绍电解质的概念时，我为科任教师增加了一个关于电解质导电情况的实验，就是对比氯化钠固体（把两个电极插入固体中）及其溶液、碳酸钠固体及其溶液、蔗糖固体及其溶液的导电实验，增强了教学的探究性。

上述许多实验的改进、开发与合理安排和优化组合，不但令科任教师感到满意，更加激发了学生学习化学的热情，提高了探究教学的效率，也为我校化学实验室工作在学校教学大系统中发挥最优化功能作出了积极的探索，并取得了大量的经验。