如何使我们所设计的化学实验真正起到帮助形成概念，理解和巩固化学知识，培养学生观察、分析、解决问题的能力的作用，也是我们在这次试验中重点探讨的一个方面。在这一章中，对每一个演示和学生实验的安排都经过精心设计，力争使化学实验真正起到帮助学生突破难点，掌握知识的作用。例如：在硬水软化一节中，碳酸氢镁与澄清石灰水反应的产物究竟是什么，学生不易掌握。设计了这样一个实验：制碳酸镁饱和溶液过滤，取滤液加入浓氢氧化纳溶液1-2滴，用卧式投影仪投影出现浑浊，让学生分析浑浊是什么物质。然后，再让学生写出碳酸氢镁与澄清石灰水反应的方程式。最后用“水垢的成分是什么”这道题目来巩固这个知识点，难点较容易地突破了，在测试题中发现学生也掌握得比较好。
在这章学完之后，对这一章的知识进行测验，以比较两种教学方法的差别。
分析阶段用两种方法进行评价。
(1)t检验。
在试验之前，取两个班上一学期的化学成绩如下：
控制班：44人，平均分为7416分，标准差为1342分。
试验班：42人，平均分为7343分，标准差为1348分。
通过比较化学课的平均成绩，知道控制班的化学成绩比试验班要略好一些，标准差的比较告诉我们，试验班不仅平均成绩的水平比控制班略低，而且这个班同学之间的水平差异也比控制班要大一些。一般而言，水平参差不齐的班提高平均成绩更为困难一些。然而在通过新方法教学以后再进行考试，发现试验的化学成绩有了不小的提高。试验后的考试成绩统计如下：
控制班：44人，平均分为7943分，标准差为1130分。
试验班：42人，平均分8474分，标准差为594分。
不仅平均分数明显超过了控制班，而且同学之间的水平差异缩小的幅度也明显大于控制班。
为了进一步排除偶然性因素的作用，采用t检验的数理统计方法来检验和肯定加强化学实验在总体上是有效的。采用SYSTAT统计软件包进行计算。
计算结果：t统计值为2743，自由度为657，检验的显着水平为0008。说明两个试验后的化学考试的平均成绩的差异是统计显着的。换句话说，就是我们有99％的把握相信试验班的平均成绩高于控制班并不是由于偶然性因素。
t检验方法证明了两个班平均成绩的差异不是由于偶然性因素的作用，在这个基础上，我们可以进一步推论，试验班在较低的起点上明显超过控制班的成绩是由于两个班采用了不同的教学方法，由此肯定新教学方法的优越性。但是t检验并没有直接肯定这一点。它所能肯定的只是这个差异已经远远超过了偶然因素影响的范围，并没有证明这个差异所形成的直接原因。因此我们为了直接证明加强化学实验的优越性，在进行教学试验之前，就设计了另外一种方案，用多元回归分析来直接肯定新教学方法的优越性。
(2)多元回归分析。
多元回归分析是一种功效很强，使用很广的统计方法。
它的优点在于可以将多种影响因素同时纳入回归模型，以相互控制的条件下检验它们对于结果变量有无作用，其作用的相对大小等。以我们的教学方法研究而言，从理论上我们可以分析出，影响他们在试验后的考试成绩的因素除了所采用的教学方法以外，还存在其他可能的影响因素。比如两个班学生的智力水平差异，两个班在试验前的化学基础。也正是出于考虑必须控制后一个因素，才选择以试验前化学成绩较差的一个班作为试验班，否则既使试验班的平均成绩比控制班高，也难于排除这是因为试验班原来基础就好的原因，就更难于肯定加强化学实验的作用。当然除了上述影响因素之外还有其他更多的可能影响因素。如两班采用不同的教师，那么教师本人的教学经验、表达能力，在学生中威信等因素也会对试验后的考试成绩有所影响。所以两个班是同一位教师来教的。为了避免影响学生的心理状态，用不同的方法教学是在学生不知道的情况下进行的。总之，第二个研究方案尽可能地排除或控制了其他可能的影响。我们的研究模型是原有化学基础用学生在试验前的上学期化学成绩来测量。智力水平和用功程度用学生刚入校时各门考试的总成绩来综合测量。表示教学方法的是一个虚拟变量，试验班的学生赋值为1，控制班的学生赋值为0。多元回归分析仍然用SYSTAT统计软件包进行计算，分析报告如下：
因变量：试验后成绩案例数：86多元相关系数：0632确定系数：0399自变量回归系数标准误标准化回归系数T值显着度常数项－5781930138-－19190059入校成绩02100055035537910000化学基础02260067031833970001教学方法54341605029033870001方差分析表来源偏差平方和自由度均方差F值显着度回归方程301268331004228181730000残差45312708255259多元相关系数表示一个变量与多个变量之间的联系强度。它的值域是0～1。当系数为0时表示无关，当系数为1时表示该变量完全是其他变量的确定函数。分析报告说明，试验后化学考试成绩与学生智力水平、化学基础和是否参加新教学法的多元相关系数为0632，是中等水平的相关程度。这一多元相关系数值的平方是回归方程的确定系数，后者有更为明确的实际含义。回归方程的确定系数可以更确切地告诉我们，这三个变量可以解释所有学生这次考试成绩上存在的差异中的40％。尽管这个水平的回归方程用来预测学生成绩还显得不够理想，但是用于分析目的已经是相当好了。回归方程的整体统计检验的显着度为0000，这个水平已经相当高了，换句话说就是我们可以有极大的把握相信这些分析结果的可靠性。
三个自变量的统计检验都十分显着，说明学生的智力水平，化学基础和是否采用新教学法都分别对学生的成绩有显着的影响，并且这三个影响因素的作用方向与我们所预期的结果是完全相同的，即智力水平(入校总分)越高化学基础越好，成绩就会越好。这两个因素在分析中主要是作为控制变量存在的，目的是为了检查除了这两个因素以外，加强化学实验是否存在显着的作用使学生的化学课学得更好。根据回归分析的结果，教学方法这个变量的确存在着独立的作用。因为教学方法是个虚拟变量，它的值是根据学生是否参加试验赋值为1或零，它的回归系数是5434，这意味着在用回归方程预测学生这次考试成绩的时候，在智力水平和化学基础相同的情况下，参加试验班的学生要比控制班的学生多得54分，这就充分证明了加强化学实验的直接作用的存在，以及它促进学生化学学习成绩的优越性。
通过三个自变量的标准化回归系数，我们可以比较这三个自变量对于这次考试成绩的决定作用的相对大小。我们发现入学时总分的系数值最高，说明学生智力水平的作用起的作用最大，其次是化学基础，教学方法的作用排在最后。但是这三个自变量的标准化系数实际上差别并不太大，特别是化学基础与教学法之间更为接近。这从另一个角度说明加强化学实验的作用是很显着的，再次肯定了它的有效性。
化学实验法教学模式
实验——启发——抽象
实验和观察是化学知识的主要源泉，概念和定律、理论是在实验中试验、研究、发现的。所以，按照逻辑规律的同一律，进行化学“实验——启发——抽象”教学，是获得化学概念、定律、理论最常见的程序。例如，“质量守恒定律”的教学，是通过实验、观察，应用推理判断、归纳演绎等逻辑方法得到的：参加反应的各物质的质量总和，等于反应后生成的各物质的质量总和。似乎“质量守恒定律”的教学到此应该结束，但是“质量守恒”这个“格”还没有能够获得合理的意义。因此，为了使学生对“质量守恒定律”确信无疑，按照逻辑规律的矛盾律，进行“蜡烛燃烧(不计反应物氧气和生成物的质量)前后质量测定”的实验来反证之。尽管如此，学生对质量守恒定律的实质透彻理解的甚少。为此，按照逻辑规律的充足理由，抓住事物的本质属性，应用生动直观的磁性教具，帮助学生达到抽象思维的目的，理解在一切化学反应里，反应前后原子的种类和数目均未改变，化学反应前后各物质的质量总和必然相等。展演如图1所示(只是帮助学生理解，并不一定是真实结构)：
实验——引导——结论
教学过程是教师的主导作用跟学生是学习的主体两者辩证结合的过程。教师的主导是达到从实验——引导——结论正确思维的前提；而学生的学习主体是整个过程的关键，只有妥善处理此程序之间的关系，才能促进“导”跟“体”的统一。
元素化合物知识内容是化学教学繁重的任务之一，这部分知识头绪纷繁琐碎，在化学教学中被教者形象地喻为“嚼蜡”，学生感到难记枯燥无味，而实验——引导——结论是解决此种矛盾的较佳程序。
(1)激起兴趣，创设学习情境。
“有志定有趣，有趣必有志；趣从志生，志能生趣。”这就是“志”跟“趣”的辩证统一，但只有教师主导得当，才能使“趣”激起学习化学的“志”。例如，给化学实验赋予趣味，又不能成为化学“魔术”，实验设计(即教师的主导作用)是非常重要的环节。以一氧化碳的还原性〔实验〕实验设计，说明上述原则。
〔实验〕一氧化碳使黑(氧化铜)、红(氧化铁)环互变分别取少许氧化铜(黑色)、氧化铁(赤红色)，各放入一研钵内(或玻璃片上)，加适量水分别研磨成糊状。用带棉团的木条，分别蘸取氧化铜、氧化铁糊状物，在粗玻管内壁间隔约3～5厘米涂抹宽约1～15厘米的黑、红环，如图2所示。实验前晾干，实验时排尽空气后，开始用酒精灯加热红环(Fe2O3)部位，不久红色氧化铁环变成灰黑色的铁环。然后，将酒精灯火焰移至黑环(CuO)部位，则黑色氧化铜环变成红色的铜环。同时，广口瓶里的澄清石灰水变浑浊，并点燃剩余一氧化碳。移去酒精灯，继续通入一氧化碳至粗玻管冷却。
(2)并进实验，读议讲练结合。
并进实验不仅教师演示，而且学生动脑动手做实验。发展至今为在教师直接引导下，使学生边实验边阅读——读做；或边实验边讲课——讲做；或边实验边讨论——议做；或边实验边完成作业——练做等。是读做、讲做、议做、练做等有机结合最优化形式，是教师的主导作用跟学生是学习的主体统一的重要途径。遵循由实验(直观)——引导(思维)——结论的程序。
符合科学的认识过程，对于培养学生的观察、思维、动手诸能力极为有益，是掌握元素化合物知识的有力教学法。因此，若有条件应在化学教学过程中尽可能采用。实例特多，不再赘述。
(3)课内课外，密切联系互补。
课内课外密切配合，是实验——引导——结论程序的另一个方面。即以课堂教学为基础，课外活动为课堂教学的继续和补充。例如，物质的用途是学习物质性质、制备的归宿，同时是进行热爱化学学科、辩证唯物主义和爱国主义思想教育的极好时机。但是，却常常被教者忽视。“煤及其综合利用”的教学时，在煤的干馏实验及其产物(烃)教学的基础上，组织如下的实践性教学活动：
在进行完煤的干馏及其产物实验教学后，将教科书里炼焦产品和产品的用途简表作为教学提纲布置给学生，组织学生以化学课外活动小组为核心，按此表“搜集煤的炼焦产品”活动。
然后，在教师的指导下，依靠化学课外活动小组举办一次“煤及其综合利用”展览的实验教学。实物教学开始，每个学生均是小老师，由他们宣讲自己搜集的炼焦产品及其用途，既实际又生动，有的学生不仅搜集实物，而且还进行了此产品的制造工艺调查，将物质的用途跟“四化”建设紧密地联系起来，做到教学“三个面向”，学生既学到了书本学不到的知识，又熏陶了思想品德。
(4)适时复习，理顺网络关系。
化学复习对化学知识，是一个加深、巩固和提高的过程，元素化合物知识更是甚者。有经验的教者，会选择实验——引导——结论的程序来优化教学过程。例如，中学化学的无机部分结束后，可以氧化-还原反应这条主线，理顺网络关系。从实验开始，教师抓住氧化-还原反应既是难点又是重点的主线进行引导，最后获得氧化、还原与氧化剂、还原剂；化合价升降与电子得失等的辩证关系。
实验——示范——探索化学实验教学，一般有演示实验、并进实验、学生实验、设计实验等层次。显然，演示实验是实验教学的基本形式和精华，目前尽管要变演示实验为并进或学生实验，但它在化学教学中的重要作用是不能取缔的。任何探索总是从模仿开始，关键在于教者在演示示范中，要善于引导探索思维的培养。例如以实验室制取氢气的教学为例：边用试管进行实验，边提出启发性问题引导……教师：实验室常用何物质制取氢气？它们的状态如何？
学生：实验室常用锌粒(不溶固体)跟稀硫酸(液体)反应制取氢气。(教师以前课为基础启发而得)。
教师：用试管演示，并问：怎样将制取的氢气收集于其他容器？
(启发学生获得正确结论)。
教师再启发质疑：如何控制气体的生成？
组织学生议论、探索设计。
教师用启普发生器演示实验室制取氢气，介绍仪器和实验原理，并让学生公布跟启普发生器原理相似的实验设计，同时实施之。
设问——实验——考核成绩考核是教育的重要环节，也是检查教学质量、进行调查研究的一种有效方式。对学生来说应是认识上的第二次质的飞跃。这方面各地各校的尝试较多，此处从略。
化学实验教学法的理论基础是辨证唯物论的认识论。
以点带面提高实验教学质量
分析目前实验教学质量不高的状况，主要有几种因素造成的。一是条件有限；二是教师精力有限；三是学生对实验兴趣不浓；四是基本操作不过关；五是态度不认真等。针对这些情况鄂红安一中陈浩汉老师总结介绍了以点带面的方式来提高实验教学质量的做法：
抓好点组织了一个化学课外活动小组。小组由一部分学习成绩较好，对实验感兴趣，肯动脑筋做事认真的同学组成，小组活动内容在一个阶段内主要是进行实验知识的辅导。和实验室教师取得联系，实验室对小组成员全面开放。实验辅导活动内容程序是：认识所有中学阶段实验仪器(了解作用，使用方法、范围等)→基本操作→简单实验(课本内容的演示、学生实验)→复杂实验(课本内容的演示、学生实验)→低年级实验→补充实验→课外实验(日常常识小实验、“小魔术”等)→高年级少量实验。
