另一方麵,觀察實驗既然是學生對客觀事物的自覺的和主動的認識活動,那麼在演示時就應使學生也明確實驗的目的。一般而言,學生對實驗的目的越明確,注意力就越能集中地指向事先確定的所要觀察的主要現象,感知和思維也越能緊緊地圍繞所要實現的目的,從而作出較正確的結論。反之,學生若對實驗缺乏必要的準備知識,不明確實驗的目的,對實驗隻能作盲目的觀察,結果就隻能得到一個模糊的印象。初中化學第三章安排了一個紙上層析的演示實驗,這是作為一種新的分離技術為擴大學生眼界而引進中學化學課程的。編寫意圖雖不要求學生懂得實驗原理,但由於這實驗是用正丁醇作溶劑,用甲基橙和酚酞的混和酒精溶液作試樣,用氨水作顯色劑進行的,初中學生此時不但缺乏有機溶劑的知識,也缺乏對酸堿指示劑的知識,教師很難向學生講清實驗的意義,實驗效果亦難以令人滿意。因此,從教學法的觀點看,這個實驗安排在溶液一章裏作為演示的內容是否恰當,是一個值得研究的問題。
簡明性
為了便於學生進行觀察,實驗裝置力求簡明醒目,重點突出。一些不必要的繁瑣裝置必須免除。過去在中學化學教學中,由於熱衷於模擬所謂生產流程,曾設計過一些較複雜的實驗裝置。這種長龍式的實驗裝置,不但教師準備起來費時費力,而且使學生眼花繚亂,看不清主要現象。實際上,有些附加裝置,如接觸法製硫酸的實驗用一個玻管裏塞一團棉花代表除塵器,是根本就看不出什麼現象的。這是跟實驗的簡明性的要求相抵觸的。對於工業生產原理可演示其主要的部分,如硝酸工業隻演示氨的催化氧化,其主要生產流程可用流程示意圖講解。當然,實驗的簡明性並非越簡單越好,中學化學中也有不少裝置較複雜而效果好的實驗,並且隨著實驗技術的進步和教學內容的改進,將會有一些新的較複雜和較精確的儀器被引入到中學化學實驗中來。
直觀性
實驗力求現象明顯直觀,而這也往往是實驗教學的基本困難所在。例如在製取乙酸乙酯時,反應混和物中就沒有能為學生看得清楚的變化,而隻能讓學生聞到產物的香味。
教師的演示若不能為全班學生清楚地看到,不僅不能在學生中造成應有的表象,且會影響課堂秩序。現行中學教材中的演示實驗,多數為試管實驗,從直觀性的要求來說不一定都是合適的,必要時可改用較大儀器進行。例如氨與氯化氫反應。演示時,用鼓氣球或注射器通過T形接頭鼓入空氣,氨與氯化氫在出口處相遇而生成氯化銨白煙,現象很明顯。在實驗的簡明性和直觀性存在著矛盾時,實驗裝置和操作就要服從於直觀性的要求而不能過於簡單。氣體在水中的溶解性不易為學生看清楚,用產生“噴泉”的方法演示,則現象明晰生動,能給學生以強烈的印象。物質的溶解過程和化學反應過程的熱效應,學生不能從視覺上獲得具體的印象,隻能用觸覺去感知。若用裝置演示,則現象明顯而直觀。譬如稀釋濃硫酸時,把濃硫酸沿燒杯內壁緩慢地注入盛有水的燒杯裏,空試管裏的空氣受熱膨脹,推動著U形玻管內的紅色溶液沿其開口端上升。
其他如固態氫氧化鈉和硝酸鉀的溶解熱、無水硫酸銅的水合熱、酸堿反應的中和熱等,都可用此裝置或其他類似的裝置進行演示。
可靠性
實驗的可靠性是要求實驗要做得成功。中學化學實驗一般都比較簡單,但若準備不充分或沒有掌握要領,有時即使是很簡單的實驗,往往也做得不成功。在指導學生教育實習時,有兩位同學在兩個班分別做氫氧化鈉與硫酸銅作用生成氫氧化銅加熱分解的演示實驗,由於沒有掌握好兩種溶液的濃度及用量,結果有一位同學沒有製得氫氧化銅沉澱,另一位同學雖得到了沉澱,但加熱時沒有氧化銅析出,都弄得不知所措。氫氧化銅略顯兩性,它既溶於酸,也溶於過量的濃氫氧化鈉中,生成四羥銅酸鈉:
Cu(OH)2+H2SO4=CuSO4+2H2OCu(OH)2+2NaOH=Na2[Cu(OH)4]所以堿液過濃,會得不到氫氧化銅沉澱。若堿液過稀,則會生成藍綠色的堿式硫酸銅,加熱時不易分解。所以要想得到氫氧化銅沉澱,必須控製pH值在5至15之間。要保證實驗的可靠性,就要熟練掌握實驗的技能及其成敗關鍵,要在上課前試做,發現問題,可及時找出原因加以改進。
時間性
演示實驗要求盡可能地迅速進行,一堂課隻有45分鍾,演示時間不宜過長。有些實驗結果不能迅速出現,教師要善於利用時間,不要形成冷場的局麵。有的實驗需時較長,不合課堂演示要求,若省略了,學生又不易理解所講內容,可采取講實驗裝置圖的辦法以資彌補。如膠體電泳實驗因手續較繁和費時較多,教材裏隻畫了裝置圖而不要求演示,教師可用放大的裝置圖或裝配一套儀器進行描述,也可預先做好一個實驗在上課時讓學生觀察或作為課外演示處理。有的實驗可采取措施以縮短時間。