化学本身就是实验学科。在实验中诞生,在实验中发展。化学实验绝不是简单的把课本实验重复一遍。看一看近年来的高考实验题,试题越来越侧重考查对理论知识的理解和吸收。不再是接接连连,而是看你是否掌握了实验原理,是否理解元素、化合物的性质,是否学会了观察事物,这种考查内容的变化,显然是在提醒我们不要再死记死背,不要只在“黑板上”、“在纸上”做实验,而是要在认真实验的基础上,注意观察,认真总结,注意灵活地运用知识解决实际问题。不是生搬硬套,而是尽可能地综合利用所学知识,无论是学科内的,还是学科间的。
　　演示实验是教师加强直观教学,增强学生的学习兴趣,提高观察能力,也是帮助学生建立化学概念,加深理解反应原理,培养学生能用辩证唯物主义观点认识化学知识,验证化学规律和增强学生的思维能力、实验能力以及技能技巧的重要手段。中学化学实验一般比较简单,但若准备不充分或没有掌握要领(反应机理及实验的关键操作),即使很简单的实验往往也做不成功。教材中安排的实验,有的现象不明显,有的操作较繁或反应条件较难控制,有的反应速度较慢等。尤其近几年高考,对化学实验越来越重视,实验做与不做不一样,做好做坏不一样,试题的陌生度越来越大,题型设计巧妙新颖;对于农村完中来说,演示实验显得更重要。对于这类实验要勇于探索,想方设法加以改进,那么对于演示实验在教学设计方面显得就较重要了。本文就中学常见的几类演示实验的教学设计,谈谈一些看法:
　　一、制备性实验
　　教材中气体和有机物的实验室制备都属于此类实验。要完成这个实验,首先要清楚物质性质,清楚该实验的关键所在,然后才可能设计出好的实验方案。其教学目的不仅要让学生掌握化学反应的原理,而且要掌握实验装置的特点及操作的注意事项。在这类实验中要强调实验的规范性和安全性,让学生明确操作的步骤,同时引导他们考虑实验装置的选择与反应物、生成物的性质,反应条件之间的内在联系。例如:在制备氧气的演示实验时,要求学生安全操作的关键:(1)氯酸钾的纯度要纯,试管也必须干净(试管壁不能附有机物质等),否则,会发生爆炸。(2)试管口一定要略向下倾斜,防止水珠倒流。同时提出下列问题,让学生思考或讨论。A试管口为什么要略向下倾斜?B导气管为什么不能伸入试管太长?氧气收集完毕后先移开酒精灯,还是先把导管从水槽中移出?通过讨论和教师解释,学生们对有关物质的性质,反应的实质,实验原理和操作的注意事项,都有了较深刻的理解。
　　二、趣味性实验
　　趣味性的演示实验非常重要,它能对所学材料本身发生兴趣,在讲绪言课和某些单元的起始课时,教师做一些以培养兴趣为主要目的的演示实验,对于激发学生的求知欲,集中他们的注意力,激发他们的想象和思维是很有意义的。在设计这类实验时,必须注意两点:1)紧紧联系本节或本单元的教学内容,为实现教学目的服务。2)实验一定要做成功,现象要清晰、鲜明、有趣。例如:高中讲乙醇的性质时,用铜线在酒精灯火焰上下移动,铜线颜色从“黑色变紫红”又从“紫红变黑色”等有趣实验。学生急欲知道“为什么会这样?”这样教师略简单讲一讲上述这些游戏的奥秘并告诉学生从这节课开始我们就学习这方面的知识。于是,在较短的时间里,使学生的思维活跃,较好地引入新课。
　　三、验证性实验
　　验证性实验很多,中学教材的大部分演示实验如元素及其化合物的性质实验;建立概念的实验,都是在指定反应物,装置和反应条件的前提下,由教师去验证反应发生的情况,对这类实验要这样安排:第一步,首先做这个演示实验,并提醒学生注意观察现象,可以设问这些现象说明了什么问题。第二步,简明讲解实验目的,实验有关的注意事项。第三步,引导学生分析实验现象,从客观到微观,抓住化学反应的实质。例如:高中讲“硫化氢还原性”时,在做硫化氢完全燃烧和不完全燃烧的实验前提醒学生注意观察现象,从这些现象说明了什么问题。在实验过程中,是从反应的条件以及生成物的状态、颜色、气味等指导学生重点观察:(1)硫化氢在空气中燃烧火焰呈淡蓝色。(2)硫化氢完全燃烧时生成两种物质,一是有刺激性气味的二氧化硫,二是水。(3)硫化氢不完全燃烧时,也生成两种物质,一是单质硫,另一种也是水。(4)硫化氢是可燃性气体,点燃前必须先检查纯度;硫化氢是有毒气体,实验应在通风设备中进行。最后,我们从元素的化合价升降的角度出发,研究上述两个反应。如果完全燃烧的化合价从负二价变为正四价;若是不完全燃烧硫的化合价从负二价变零价。从中很自然认识到,在上述两个反应中,硫的化合价升高,故硫化氢具有还原性。
　　四、对比性实验
　　有些物质在组成、结构或性质等方面具有相同点和不同点,在讲述这些知识时,可以设计一个对比性实验,可以使学生更好地认识新旧知识的区别和联系。在教材中我一般按对比实验——讨论——得出新知识的程序进行,关键是抓住新旧知识的联结点,设计好寻同求异和由表及里的讨论题。例如:我讲浓硫酸的氧化性时,我做了浓硫酸与铜反应,稀硫酸与铜不反应的对比实验。在写好反应原理后提出三个问题:(1)浓硫酸与稀硫酸相比具有什么特性?(2)浓硫酸作氧化剂时,是什么元素被还原?稀硫酸做氧化剂时(如稀硫酸与锌)是什么无素被还原?(3)在浓硫酸和稀硫酸中,硫酸各以什么主要形式存在?这样,通过实验对比,设问和讨论后,学生自然而然就认识到,浓硫酸与稀硫酸都是硫酸,但其性质有差异的一面,从而进一步认识到,浓硫酸具有很强的氧化性。
　　五、释疑性实验
　　学生在课堂教学和课后练习中,经常会出现一些疑难问题。教师围绕这些问题可以设计一些课本没有编排的演示实验,帮助学生较快地释疑解难。而且能使学生在实验提供感性材料的基础上,形成更深刻的认识。一般采用问题——讨论——实验——再讨论的形式,尽可能让学生发表意见。例如:向盛有硫酸铝溶液的试管中,持续滴入氢氧化纳溶液的试管中,持续地滴入硫酸铝溶液,最后得到的结果会相同吗?这道练习题让学生讨论,出现两种不同的意见。于是用演示实验回答这个问题,并引导学生应该认识到操作的过程,顺序不相同,往往得到不同的结果。学生通过实验后讨论,出现两种不同的意见。学生通过实验后讨论认识到(1)氢氧化铝难溶于水,但它具有两性。(2)向盛有硫酸铝溶液的试管中持续滴入氢氧化钠溶液,到后来,过量的氢氧化钠与氢氧化铝反应而产生可溶性的偏铝酸纳,结果产生少量沉淀全部溶解;而向盛有氢氧化钠的溶液的试管中,持续滴进硫酸铝溶液,开始产生少量沉淀并接着溶解,但随着硫酸铝溶液的滴入,最后得白色絮状的氢氧化铝沉淀?有的学生也可能提出,Al3+与AlO-是不是发生反应而产生白色絮状沉淀?这个问题教师应解释清楚;Al3+离子在酸性溶液中存在而AlO- 离子在碱性溶液中存在,因存在着水解 平衡,两溶液混合时,AlO-离子的溶液酸性降低,平衡向生成Al(OH)3方向移动,Al3+离子的溶液酸性增大(相对原溶液),平衡也向生成Al(OH)3方向移动,结果都生成了白色絮状的沉淀,而Al3+与AlO- 相互之间并没有发生反应,而是溶液的酸碱性发生改变;通过实验,教师解释,学生心中疑问顿消。
　　六、探索性实验
　　根据教学的某些重要内容和学生认识实际,教师把一些验证性实验改为探索性实验,这对于调动学生学习的积极性,诱发他们积极思维,提高实验的设计能力和创造能力有着重大的作用。在这方面我作过尝试其教学程序是提出问题——设计方案——实验探究——讨论总结。例如:在讲“影响化学平衡条件”这一节时,我先从“浓度对化学平衡影响”的研究课题。随后,教师指导,共同设计实验方案,在教师启发下,学生在研究选用何种处于平衡状态的混和物时指出:反应混和物中要有气体,能改变其压强,气体最好有颜色,有助于观察。在研究采用什么仪器时指出:要选择封闭的仪器以保证气体不外逸,并能调节气体的体积。在议论的基础上,我指出选择二氧化氮(红棕色)和四氧化二氮(无色气体)的混和气体,在大注射器里进行实验。这样符合大家的实验要求。然后,我按这个方案做了演示实验。学生观察到气体压强减小,混和气体的颜色先变浅又逐渐变深;压强增大,混和气体的颜色先变深又逐渐变浅。此后,师生共同讨论,解释上述实验现象进而比较顺利地揭示出压强影响化学平衡的规律,实破了难点。对于其它方面的实验,为了保证实验现象明显,实验成功率增大,有必要对某些演示实验重新设计。如高中第二册[演示实验5-5]银镜反应的实验;现行教材中,配银氨溶液时用1ml2%的硝酸银溶液,用2%的稀氨水来配制,这样配制的银氨溶液与乙醛溶液反应速度慢,并不能保证有银镜产生;我经过多次实验总结出用5%硝酸银溶液1ml,然后滴入10%的稀氨水,直至沉淀又溶解为止;这样配制出的银氨溶液与乙醛溶液反应速度快,并且在实验过程中没有其它原因,可能性100%出现银镜。
　　通过上述几方面演示实验的实践,使学生学习化学的兴趣不断增强,大大地加深了学生对知识的思维、记忆、理解和应用。对于中学化学的演示实验,不同的内容可采取不同的设计方式以及改进方式,使实验做得更成功更有特色。