化学实验设计的具体内容
化学实验设计的成果，就是化学实验方案。在化学教学中，一个比较科学、合理、规范、完整、适用的化学实验设计的内容，一般包括以下八个部分。
（一）实验目的
“实验目的”是实验操作者研究或学习化学的指路标、方向盘。在化学实验教学中，实验设计者根据实验课题（题目）或教学情境所提供的信息，明确“做什么”“为什么要做”。
关于“做什么”，就化学实验本体而言是指做具体的、明确的化学实验。关于“为什么要做”，则与化学实验教育教学的功能和作用有关，主要涉及“三维”教学目标方面。实验目的的制定，可以是侧重“知识与技能”教学目标的落实，可以是侧重“过程与方法”教学目标的落实，也可以是侧重“情感态度与价值观”的教学目标的落实，还可以是优化整合“三维”教学目标的落实。
总之，实验目的的制定既不能过高，也不能太低，要符合课标要求、学情和校情，要整体优化、科学合理、切实可行。例如，义务教育新课标化学教科书中的实验内容“探究稀盐酸和稀硫酸的化学性质”，其实验的目的为：①探究2种稀酸的化学性质的共同点；②）通过实验初步学会归纳方法，同时增强勇于探索、合作交流的意识和能力；③练习使用试管、滴管，学会固体和液体试剂的取用、振荡、加热和试管内进行化学反应的操作。又如：“乙酸乙酯的制备及反应条件探究”的实验目的为：①制取乙酸乙酯；②探究浓硫酸在生成乙酸乙酯反应中的作用；③体验通过实验的方法获取知识的过程。在有的化学实验设计中，将“实验目的”表述为“你将会有哪些收获”。例如，在“锌及其化合物性质的研究”实验中的“你将会有哪些收获”为：①了解金属锌、氧化锌、氢氧化锌、氯化锌等含锌物质的一些用途；②学习研究某些元素及其化合物性质的实验方法；③提高研究无机物性质的实验能力。
但是，很多的化学实验设计中都没有“实验目的”这一项，这不得不说是化学实验设计中的一个缺陷。因此，化学教师在设计和安排实验时应该首先考虑实验的目的是什么。
（二）实验原理
“实验原理”是化学实验能够顺利进行的理论依据。实验设计者根据课题（题目）或教学情境所提供的信息以及已贮备的知识和经验“搜索”到这一“实验目的”有哪些途径（或原理），再考虑在各方面因素（其中包括现有的实验条件等因素）的基础上从中筛选出最佳途径（或原理）作为本实验的原理，即明确“做的实质是什么”。
在化学实验设计中，实验原理大多数是用化学方程式或一段文字和化学方程式表示。例如，“铜与浓硝酸反应实验”中的实验原理为：Cu＋4HNO3（浓）＝Cu（NO3）2＋2H2O＋2NO2↑。但是，也有少数实验原理是用一段叙述文字表示，这类实验一般不涉及化学反应原理，只是实验方法或者物理方法。例如，“关于2种液体混合后增容的实验探究”的实验原理为：本实验采用密度法，用密度瓶测出乙酸、苯和混合液的密度，然后用电光分析天平分别称出乙酸、苯和混合液的质量，根据V＝m/ρ，计算出乙酸、苯和混合液的体积用混合液的体积减去乙酸和苯的体积，得出混合后液体的增容。又如，“海水的蒸馏”实验中的实验原理为：海水的化学成分复杂，含有较多盐类，如氯化钠、氯化钾、硫酸镁等。通过蒸馏的方法，可以将海水淡化。因此，实验原理是化学实验设计中的核心部分，在设计时应确保它的科学性、可行性。
（三）实验用品
“实验用品”是顺利地进行化学实验的物质保障。化学实验中，正确选用仪器和药品是保证化学实验能够顺利完成的前提条件之一。实验设计者根据实验目的和实验原理，以及反应物和生成物的性质和特点、反应条件（一般有常温、加热、加压、催化剂、光和电等条件）等因素，选择所需要的实验仪器和药品，即明确“需要什么东西”。
对于一个专业知识扎实、实践经验丰富的实验设计者，他在化学实验设计中，不仅能够给出所需要的实验用品的名称，而且还能注明所选用的实验仪器和药品的规格与用量，若药品是溶液的，还能注明溶液的浓度是多少。这种化学实验设计，在教学上不仅给实验员的实验准备工作带来了极大的方便，而且还为实验操作者顺利地进行实验提供了便捷，以及为节省实验用品提供了参考依据。例如，“证明氯酸钾里元素成分的实验设计”中的实验用品为：铁架台（带铁夹）1副，硬质试管1支，木条2支，酒精灯1盏，蒸发皿1只；1g KCO3，10滴1%AgNO3溶液，2滴2%HNO3溶液，10mL无水乙醇，10mL蒸馏水，1盒火柴。
目前，绝大多数的化学实验设计中给出的实验用品很笼统，无规格，无用量，像这样的化学实验设计，给实验操作者带来诸多不便，应引起化学实验设计者的关注。
（四）实验装置图
“实验装置图”是表示化学实验中仪器之间相互连接并形成固定装置，以及药品盛放部位的图示。根据实验原理，以及反应物和生成物的性质与特点、反应条件和已选择的实验仪器与药品等因素，实验设计者通过大脑构思后将化学反应在哪里发生、进行，物体又是怎样流向的，用简单明了的图示直观地表现出来。明确“实验装置或设备是什么样子”。
在大多数的化学实验设计中，都有实验装置图。绘制一个比例合理、结构科学、连接正确、标注规范、线条清晰的实验装置图，不仅能让实验设计者得到绘制（制作）实验装置图技能的训练，而且能为实验操作者正确快速地安装仪器、理解实验步骤提供帮助，还能让实验操作者获得实验装置图美的熏陶和享受。例如，“白磷的制取及其系列实验新设计”中的实验装置图，此图就比较直观、清晰、规范、美观。但是，目前许多化学实验设计中的实验装置图绘制不规范，平面图与立体图混用在一起，仪器连接难以理解，甚至还有错误。这种错误出现的原因可能有两方面：一是实验设计者没有按照真实的实验装置、仪器比例绘制，以及绘图（制作）技能欠佳引起的；二是某些出版社、杂志社的排版人员在重新制版时出现的疏漏引起的。总之，实验装置图是化学实验设计中不可忽略的部分，尤其是在基础教育化学实验教学中。
（五）实验步骤
“实验步骤”（具体的实验操作过程）是化学实验设计中的重点部分，是实验思想和实验方法的具体体现。根据实验目的、实验原理、反应条件、实验用品和实验装置或设备等，实验设计者要精心地设计出合理的实验操作步骤和实验操作方法，明确“怎样具体做”。
无论是在化学学科中还是在化学教学中，化学实验都可以分为验证性实验和探究性实验两大类。在化学教学中，属于验证性实验，应该怎样设计实验操作步骤；属于探究性实验，又应该怎样设计实验操作步骤，其设计方式是仁者见仁，智者见智的。
在验证性实验设计中，实验设计者对实验现象、结论是清楚的，因此设计的实验步骤就比较具体、明确、简洁；但对实验操作者来说，对实验设计者所设计的实验步骤未必理解，对实验现象、结论未必清楚，而且实验操作者“按图索骥”“照方抓药”去做实验也未必能够得到正确的实验现象和结论。可见，做好验证性实验有许多教育教学功能，千万不要否定、贬低它的作用。在化学研究中，做好验证性实验也有很大的作用，例如，中国工程院院、天津大学化工学院王静康教授为提高某一物质结晶的纯度，她重复做了上万次结晶实验，最后终于获得成功，这一技术在世界上都产生了一定的影响。在化学教学中，如何对验证性实验的实验步骤进行设计，比较理想的设计形式是：“清晰的实验步骤＋思考着结果结论”。这样的设计方式，使实验操作者在积极进行实验操作的同时能主动地思考，即操作与思维同步，不会出现操作与思维断裂的情形。
在探究性实验设计中，无论是实验设计者还是实验操作者，对实验结果、结论未必都是清楚的。因此，在方法设计上力求做到“灵活的探究程式+重点的实验探究”，更好地发挥实验的探究功能，为发展学生的探究能力，促进学生科学素养主动、全面的提高不懈地努力。义务教育化学课程标准中关于科学探究提出8个要素（提出问题、猜想与假设、制订计划、进行实验、收集证据、解释与结论、反思与评价、表达与交流）。在探究性实验设计中，是否都要体现这8个要素呢？答案是否定的。在设计时，应根据具体情况制定探究的过程与方法，重点是在实验探究步骤设计上。例如，对“硝酸银溶液与碘化钠溶液混合，生成黄色沉淀之后迅速消失”这一现象的原因探究。实验探究可以设计为以下几个步骤。
（1）提出问题。硝酸银溶液与碘化钠溶液混合后生成沉淀消失的原因是什么？
（2）进行假设。可能的原因是什么。
（3）实验探究。根据假设，实验设计者设计出3套实验方案给予验证。方案一：在碘化钠浓溶液中滴加硝酸银溶液，实验结果为没有发现沉淀物生成；方案二：在硝酸银溶液中滴加碘化钠稀溶液，实验结果为发现了黄色沉淀物生成；方案三：在黄色沉淀物中滴加碘化钠浓溶液，并振荡，实验结果为黄色沉淀物迅速消失。
（4）实验结论。从上述实验探究的结果可以推出，硝酸银溶液与碘化钠溶液混合，生成黄色沉淀物之后迅速消失的原因，是硝酸银与碘化钠反应，生成黄色沉淀物碘化银，碘化银又迅速与多余的碘离子结合，形成可溶性的二碘合银离子之故。可见，上述假设是正确的。
应该指出的是，在化学教学中，实验设计者的教育理念越新颖、化学专业知识越扎实、实验经验越丰富，设计的实验步骤就越全面、具体、细致，验证与探究的实验结论和体现与获得的教育教学价值就会越接近实验目的。
（六）实验现象及结果记录与处理
“实验现象及结果记录与处理”是记录实验操作结果和推出结论的预留空白处。实验设计者根据实验目的和要求，对实验过程中需要记录的实验现象、实验数据和实验结论而设计的专用空白处或空白表格，为后来分析实验现象、数据，得出实验结论，提供化学事实依据，即明确“要做的结果和结论”。
在化学实验设计中，“实验现象及结果记录与处理”往往与上述的“实验步骤”合二为一，称为“实验操作与结果结论”。这样的处理方法，便于实验操作者及时完成实验现象和（或）实验数据的记录、实验结论的得出和实验报告的书写。其格式可参见上述的“实验步骤”中的案例。
（七）注意事项
“注意事项”是实验设计者对在实施化学实验过程中的关键条件、操作重点和安全要素等给以详细的说明、讨论和解释，以引起实验操作者的重视，并把握实验操作要点等，即明确“怎样才能做好、做得安全”。
可是，目前有些化学实验设计中缺少“注意事项”这一部分。然而，在对它们进行验证时，往往出现重复性很差，甚至无法成功的现象。这一原因，可能与实验设计者没有强调说明实验中的关键问题或实验设计者本身就不清楚实验中的关键操作不无关系。可见，化学实验设计中的“注意事项”应引起实验设计者的重视。
（八）参考文献
“参考文献”是对化学实验设计有参考价值并且引用在化学实验设计之中的一类研究成果，通常引用的是正式出版的论文论著。在进行化学实验设计时，实验设计者查阅与该实验相关的文献资料越多，对实验设计者的启迪就会越大，实验方案设计就会越完善、越有新意。参考和引用别人的研究成果，是人类文明进步的标志之一。在化学实验设计中，注明了参考和引用别人的研究成果的出处，既是对别人的尊重，承认别人研究成果的价值，又能方便地让其他阅读者知道哪些是实验设计者自己的研究成果，哪些是别人的研究成果，同时还能方便地查阅引用的原始文献，最终说明实验设计者具有良好的科学作风和科学态度，明确“实验方案设计与别人的有什么不同”。
可是，在现有的中学化学教科书、中学化学教学参考书和中等化学教育教学杂志中，在有关化学实验设计的文章里有参考文献的较少，可能的原因是：①编著者、作者撰写的文稿中未注明参考文献；②有的出版社或杂志社为了节省版面而删去文稿中注有的参考文献。这些做法都是不妥当的，不利于提高“化学实验设计”这类文章的整体质量，也不利于形成良好的科学作风。
总之，关于化学实验设计的内容应尽量做到科学合理、详略得当。要使化学实验设计有较高的质量，更加完美，可在化学实验方案设计中，多提出一些问题，就不难发掘实验方案设计中的缺陷。而提出的问题越详尽，就有可能使实验设计得越好。提出问题的内容，可从以下四个方面思考：①思考实验问题的顺序；②思考仪器连接的顺序；③思考实验操作的顺序；④思考实验与教学内容整合的问题。