化学实验中的现象、感知与思维
客观、鲜明的化学现象作用于感官，引起思维，是学生在化学实验中获得知识，培养能力的前提。其效果的好坏，除实验手段外，还与教师的恰当引导，有效的启发有关；也受学生的智力因素和非智力因素的制约。为了减少片面性和盲目性，湖北荆门沙洋中学熊清和老师分析研究了化学实验中的现象、感知与思维的问题：
要有客观鲜明的化学现象化学现象是实验成败的重要标志，也是引起学生感知、思维的先决条件。要让它客观、鲜明，就必须精心设计实验装置；有效地控制实验条件；规范地进行操作；确定适宜的背景。
(1)装置的设计
现行教材中设计的实验装置，虽然大部分实验的效果较好，但也有少部分很难达到预期的目的。
如氨的催化氧化装置，很难看到气体呈红棕色。这是因为做这个实验时一般在秋末或冬初，室温较低，待红热的铂丝移近液面时，热量已散失殆尽，所以不能维持反应。若把装置改成将铂丝绕在一小块散热很慢的陶土上加热至红后，悬置于浓氨水的液面之上，铂丝会持续几分钟的红热，而且有红棕色气体生成，一段时间之后，还可以看到瓶内充满白烟。
(2)有效地控制实验条件，以免副反应引起学生的错觉如用稀硫酸做电解质溶液进行铜锌原电池实验时，当我们用导线连接铜、锌片之后，铜片上出现大量气泡，锌片因含杂质也产生气泡。这种现象无疑会使学生产生错觉。若用氯化汞溶液将锌片浸泡，使其表面生成一薄层锌汞之后，再做上述实验，锌片上就不会再有气泡。
(3)规范地操作
好的装置诚然重要，若没有规范的操作也不可能产生理想的化学现象。如纤维素的水解实验，必须让其在酸性较强的环境中(一般用70％的硫酸)水浴加热十分钟左右，再进行冷却、中和，直到溶液呈现亮棕色时，才能用新制Cu(OH)2作是否水解的检验。若在加热至沸后立即中和并随之加入新制的Cu(OH)2，即使加热时间再长也看不到被还原的红色Cu2O沉淀。
(4)确定适宜的背景
有些化学现象不鲜明，必须选择适宜的背景。因此化学现象与背景的对比度越大，观察者的感知就越清晰。如中和滴定时，在锥形瓶下衬上白纸，做丁达尔现象的实验时把盛液溶胶、溶液、浊液的试管分别置于内层涂黑的暗盒里来观察光源透过时的现象。这些都是为了加强化学现象的客观性和鲜明性。
准确地感知
人所共知，化学实验是师、生、客体三者相互作用的动态过程。上述所涉及的仅是客体的一面。如果教师不有效地引导学生去感知有关现象，客体也是无法进入其主观意识的。加之人的感知都是具体的，不带有什么抽象性，而且各个不同的人，不仅具有知识、经验的不同，还有心理特征和心理倾向的不一致，要客观地去感知化学现象就必须做好如下几点：
(1)把握时机，摄取足够的信息量从心理学的角度看，感觉虽受诸多因素的影响，但感觉与摄取的信息量成正比。所以引导学生对化学现象进行观察时要尽量捕捉更多摄取信息的时机，特别是对那些稍纵即逝现象的摄取更应如此。如配制银氨溶液时，学生往往观察不到在硝酸银溶液中加入氨水时沉淀由白色变成褐色的现象。但若在学生做实验前教师强调了：①用稀氨水，②逐滴缓慢加入。学生就一定可以捕捉到这一信息，在反复的实验中自然会加大信息量。
(2)避免感知的片面性，人的感觉不是机械地受制于客观现实，还受其知识、经验、兴趣、爱好、情绪与心理需要等诸方面的作用如把钾、钠单质分别放在滴有酚酞试液的蒸馏水中比较其反应的剧烈程度时，爱好音乐、舞蹈的学生首先感觉到的是“吱、吱、吱”有节奏的响声和金属球在水面轻盈、洒脱移动的态势；爱好美术的学生首先感觉到的是红颜色由局部到全部，由浅到深的变化过程；性格活泼的学生往往将注意力集中到水面上游戈的闪亮的小球上，一般不会觉察出小球已成液态；性格沉静一些的学生才会觉察金属小球已成为液态。
为了避免感知的片面性，在学生动手做实验前，教师就应给学生列出观察提纲。如：①钾、钠在放入水中，前后的状态是否一样？②与水的密度比较，谁大？③分别与水反应的剧烈程度有无区别？④水的颜色变化过程是怎样的？这样就可以加强学生观察的目的性，集中他们的注意力。
(3)防止视觉后象和习惯对观察灵敏性的影响观察中的视觉后象影响是造成实验误差的根源之一。如用标准酸溶液去滴定以酚酞做指示剂的碱液时，达滴定终点后造成过量滴加的原因就是粉红色消失之后，实验者大脑中的表象并未同时消失。习惯对感觉灵敏度的影响往往也是产生实验误差的原因之一。一个家住小氮肥厂的学生对氨气的感觉很迟钝，这就是所说的习惯的影响，即刺激强度与作用的时间成反比所致。
要防止以上现象对观察灵敏性的影响，宜采取如下措施：①告诫学生观察中的视觉后象影响和习惯将影响观察结果。②通过反复练习提高其感受灵敏性。③设计实验时要尽量让现象对学生的刺激由弱到强。如前例所述的中和滴定若改用甲基橙做指示剂效果更好。
积极的思维感觉只能了解事物的现象，由现象到本质只有通过积极的思维活动。思维活动产生于感性认识的基础上，却远远超出了感知和表象的功能，是化学实验中最重要也是最值得研究的一环。
一个人的思维能力除自身的知识，经验制约外，好奇心强，求知欲望，思维方式和思维定势等都会影响思维的灵敏度，准确性和创造性。为了克服各种消极因素的干扰，务必做好以下几点。
(1)激发好奇心，调动求知欲浓厚兴趣和好奇心促成的求知欲望是发展思维的动力。为此，我们在化学实验中应抓住有关现象提出有兴趣或易引起争论的问题以激发学生的好奇心和求知欲。如指导学生做乙醇分别与铜和氧化铜共热的实验前启发性地问学生：“反应现象是否一样？是否都有乙醛生成？可能还有哪几种生成物？”学生沉思后，各抒己见，争执不已。在这种情况下教师应支持学生用实验来探索和验证。
结果证明都能生成乙醛，都无CO2生成；但加铜粉的可以用向下排空气法收集到氢气和冷凝的水。而加氧化铜的则发现烧瓶里出现了红色铜粉，不能收集到氢气，只能见到冷凝的水。根据实验结果，在引导学生讨论后，写出乙醇被氧化的三种不同方式。
针对这三种反应的方式及其产物，让学生思考：“醇被氧化的实质是什么？”当在分析、比较中归纳出“醇被氧化的实质是脱出羟基及其相连碳原子上的氢”的定义之后，继续让学生思考：“若用2-甲基-2丙醇，能否发生以上反应？”按照前述的定义和思维的逻辑性，学生会很自然得出：“不能被氧化”的结论。学生就这样在浓厚兴趣和好奇心的驱使下，凭借实验现象，进行分析、比较、推理、判断等思维活动把醇被氧化的方式、实质搞清楚了，学得主动、记得深刻。
(2)注意培养学生创造性思维能力创造性思维包括聚合思维和发散思维。前者是依据已有的信息，对面临的问题找到一个正确答案的思维方式；而后者却是一种不依常规，寻求变异，从众多方面、多角度探索答案的思维方式。前者是强调思维的严密性，后者强调思维的创造性。我们在化学实验中对学生进行思维能力培养时应两者兼顾，不得偏废。
例如做乙醛性质实验时，将乙醛与新制的Cu(OH)2作用，结果有的学生得到红色沉淀，有的却得到棕黑色沉淀，还有的得到黄色沉淀。在这种情况下教师绝不能按传统的“灌注”方式解释了事，要从此诱发学生开展多方位的思维活动，要从反应条件、反应物量的关系、Cu(OH)2还原产物的多种可能性、可能发生的副反应、不同现象间的相互影响和干扰等诸方面进行分析与探索。最后按分析和验证的情况指导学生综合出：供热适中，Cu(OH)2适量，其还原产物为红色的Cu2O；若Cu(OH)2过量其还原产物除红色的Cu2O外，还有Ca(OH)2受热分解成的黑色CuO，两者相混而成棕黑色；至于黄色沉淀则是供热不足时出现的Cu(OH)2还原到Cu2O的中间产物CuOH。
这样学生就由宏观到微观抽象出了醛类的属性及变化规律，经过推理，由感性具体到思维抽象获得深刻认识。增强逻辑思维能力；又在发散思维中提高了探索能力。
(3)发挥思维定势的积极作用，克服消极影响所谓思维定势是一种心理活动的准备状态。
它影响着解决问题时的倾向性，这种倾向性有时有助于问题的解决，有时有碍于问题的解决。
例如教碱金属单质的性质时，根据该族元素原子结构变化的规律和单质钠的性质实验的情况，只要教师稍微启迪和促进，学生就会较准确地类推出钾、铷、铯的理化性质来。
当然，其消极的一面是往往表现出思维活动的呆板性和理解知识时的片面性。如学生按I－、Br－、Cl－分别与Ag+作用时得到由深色到浅色沉淀的倾向，推导出“AgF是比AgCl颜色更浅且难溶于稀硝酸的沉淀”的结论。又如学生按同主族元素其最高价氧化物对应水化物的酸性，随原子序数的增加而逐渐减弱的认识趋向，判断出同浓度的硒酸比硫酸酸性弱。这些错误结论都是思维定势的消极影响所致。
为了克服这种消极影响，在化学实验中教师要随时对学生的思维定势进行分析。对有利于正确思维的要努力开拓，对可能导致消极影响的要多用实验现象给予揭示，以加深印象、深化理解。
(4)积极进行原型启发，防止原型束缚所谓原型就是对解决问题有启发作用的事物。如鲁班从茅丝草割破手受到启发，发明了锯子。茅丝草就是使这一发明思维受到启发的原型。
它是相似原理的具体应用，在思维活动中有其积极作用。
例如，当我们从实验证明乙醇分子中只有一个氢原子与钠作用的事实后，要学生考虑乙醇分子结构时，用煤油和醚在常温下不与单质钠作用的原型来启发学生。他们会很自然地联想到烃和烃基上的氢原子都不活泼，都不能与单质钠作用，得出乙醇的分子结构不可能是CH3-O-CH3，只能是CH3-CH2-OH。
也应指出，这种方法如果运用得不当，也会使思维受到原型的束缚，妨碍问题的解决。如用锌粒或镁带跟稀硝酸反应，学生往往习惯于答出生成硝酸盐和氢气，就是受思维定势的消极影响所致。
为了让学生在思维活动中受到原型的启发，挣脱原型的束缚；在化学实验中，我们应力求使学生思维的广阔性和灵活性得到和谐发展；适时地验证或说明原型的相似性和特殊性，使其创造性思维能得到充分的发挥。
总之，在化学实验中要让客观、鲜明的现象被学生准确地感知，并诱发他们开展积极的思维活动，以取得显着的教学效果，这确实是一个很艰巨、细致的过程。需要我们不断探索，提高教学的自觉性。
化学实验中的理论思维及其作用
化学实验作为一种能动的实验活动形式，它意味着，一方面化学实验是化学理论产生的源泉和检验标准，另一方面化学实验又离不开理论思维。所谓的理论思维是一个具有广泛含义的概念，它既含有哲学思维(即世界观和方法论)和逻辑思维，又含有自然科学中的理论(科学概念、原理、定律)和假说，以及联想和想像力等。
从认识论和方法论的角度对化学实验的全过程进行分析，化学实验不但是一种感性活动过程，而且更重要的是一种理论思维活动过程，它本质上是理论思维的物化，所以，不仅要把化学实验当作感性活动来把握，更重要的还在于把它当作理论思维活动来把握。有了这种认识就不会简单地认为化学实验是与理论思维无关的纯粹的感觉、知觉。纯粹的感觉和知觉只存在于意识形成的史前期，存在于婴儿的心理活动。对具有一定知识基础的学生来说，不论他们的认识处于何种水平，在化学实验的学习活动中总是离不开理论思维的。东北师大化学系梁慧姝、郑长龙老师分三个阶段分别论证了理论思维在各种类型实验的准备阶段、实施阶段和实验结果的处理阶段都起着重要作用。
化学实验准备阶段的理论思维
实验成功的关键主要决定于实验准备工作是否周密细致，其中是否充分发挥了理论思维的指导作用。这是因为实验能够把有关理论活动的成果物化为一定的物质形态，从中汲取具体的感觉表象，进而正确地反映实验对象、把握对象的本质。化学实验的准备正是为这种物化准备提供必要的理论前提，并为实现理论前提的物化作好前期的各种准备工作。
化学实验准备阶段通常需要进行的工作有：选择实验课题，确定实验目的，明确指导实验设计的理论，进行实验设计，准备实验仪器和化学药品等。
(1)化学实验课题的选择依赖于理论思维
在化学实验研究中，实验课题的选择是有决定意义的关键一步。选题不当常是导致实验失败的原因之一。正确的选题，并对题目的意义作出恰当的评价，这决定于实验者是否具有较雄厚的化学科学知识基础，是否能在了解和分析化学学科某一领域背景知识的基础上，充分运用想像力，发现和提出具有发展前途的实验研究题目。在研究了化学实验课题之后，还要运用理论思维对选题进行分析，把一个大问题分解成具有层次和相互联系的许多小问题，为找到解决问题的步骤和方法，为化学实验设计提供依据。
教学中的化学实验题目是教学大纲和教材中事先规定下来的，通常不需教师或学生做什么选择。但是，对化学实验问题结构的理解和对实验问题的分解，却离不开理论思维，因而，教师在提出实验题目时，就要对学生进行必要的引导，使他们一开始就进入积极的思维状态，这对顺利完成实验教学目的和提高学生的科学素质是有益的。
(2)制订化学实验目的离不开理论思维
确定实验题目的一开始，在实验主体的头脑中就已经蕴含着对实验客体的某种要求，这种要求反映在主体的头脑中，就成了化学实验活动的自觉目的。化学实验目的作为化学实验活动的一个内在因素，贯穿、渗透于化学实验的全过程和化学实验结果之中，成为推动化学实验主体进行实验活动的内部动因。它作为实验主体头脑中的观念，调节、控制着其自身与实验客体的相互作用，这本身就是一种理论思维活动。它关系到实验是否能顺利进行的问题。