第一节演示实验 一、选定演示实验要有明确的目的性
物理课上应该有目的、有计划地演示有关教学内容的实验，演示实 验要做到少而精，宁缺勿滥，防止盲目性。例如讲《自由落体运动》时，
为了使同学掌握自由落体运动是“初速度为零的匀变速直线运动”这一 结论，课本是安排了五个演示实验。开始是通过观察小球下落时的轨迹，
说明自由落体运动是直线运动。再用质量不等的金属球和纸片从离地面 同一高度处同时下落，却在不同时刻到达地面，接着又把纸片捏成纸团 重复实验，则可看到纸团和金属球几乎是同时落地的。这说明物体下落 的快慢似乎不是由它们受到的重力决定的，而是由于空气阻力影响的结 果。为了证明这个想法，再做钱毛管实验。钱毛管实验否定了物体越重 下落得越快的看法，证实了“如果排除空气阻力的话，下落的快慢相同”
的认识。最后，要求同学测量、分析教科书上自由落体运动的闪光照片，
得出自由落体运动是匀加速运动的结论。以上五个演示实验都具有各自 的作用，且演示顺序不可颠倒。如果有更好的演示当然可以替代上述实 验中的一个或几个，但从实验所起的作用上看，没有必要再加添别的实 验了。
在演示实验进行的过程中，应该提出具有启发性的问题，使学生能 够想到从一个演示实验自然地过渡到另一个演示实验。例如可以提出：
为什么纸片和金属球落地经过的时间不等？怎样才能减小纸片所受空气 阻力使之跟金属球受的阻力近似相等？（从而提出将纸片捏成纸团的设 想）怎样消除空气阻力对实验的影响？（从而引出在真空中实验的设想，
过渡到钱毛管实验）提出这些问题启发学生思考，也就使同学更清楚地 领会了演示的目的性，最终能够更好地完成教学任务。
二、演示实验必须具有直观性
对演示实验最基本的要求就是实验的直观性。首先，实验设备应该 大型化和简单化。实验装置太小，显示的物理现象难以让全班同学都能 看清楚（有的仪器不能做的太大，如验电器太大了不灵敏，但演示时也 应设法用光学仪器放大）实验装置的结构如果太复杂，要观察的主要部 位就不突出，容易分散学生的注意力，也会影响演示效果。装置的大型 化和简单化，可以使全班同学坐在自己的位子上，都能看清楚实验装置 的构造、演示过程和要观察的现象。
做电学实验时，因为要用到一些学生不熟悉的电子的仪器，如低压 电源、电子示波器和信号发生器等，更要注意演示设备的简单化。能用 电池当电源的地方不用低压电源（低压电源需要把 ２２０Ｖ 的交流电降压再
整流、滤波）。如静电实验中的起电设备，能用摩擦起电时就不用结构 复杂的感应起电机，也不用高压直流电源，例如用硬质尼龙扁带跟丝绸 摩擦起电，可以得到很好效果。每使用一个新仪器，应先向学生交待它 的名称和它在实验中的作用，一般情况暂不能讲内部结构和原理，以免 学生总把注意力集中在新仪器上，却忽视了要观察的物理现象。有些教 学仪器工厂制的无线电示教板，常常在一块不大的板面上制有复杂的电 路和许多元件插孔，为的是一板多用。这样的示数板如使用不当，演示 效果一般不会太好，因为结构太复杂，不符合直观性原则。有些工厂制 的示教板面积较大，又是一板专用，上面的电路规范简明，使用起来比 较方便，演示效果较好。师生自制的示教板，应注意做到大型化和简单 化。演示装置的布局问题也应予以重视。讲稳恒电流时，演示实验中一 般都有电路和电表等，它们的布局和安放位置都应适当，并且黑板上一 定要画出电路图以与实验电路相对照。例如讲路端电压随外电路电阻的 变化而变化时，所用演示装置的布局如图 ２１ 所示。
除实验装置的直观性外，实验过程和实验结果也应讲求直观性。例 如上述关于路端电压的演示实验中，一定要做到：当滑键 Ｃ 缓慢向左滑 动使外电阻 Ｒ 逐渐减小时，伏特计的指数也逐渐向左偏转，表示端电压 也随之减小。演示过程要干净利落，不能拖泥带水，演示结果不但要正 确而且要明显。如果前排左右两侧的同学看不清电表指针的偏转情况，
可将电表转向左右两侧，重作演示让他们都看清楚。或演示时让这几个 同学向教室中央稍作靠拢，待看清实验以后再返回原位。演示时教师所 站位置以不挡住任一学生的视线且操作规范、方便为原则。
三、演示实验必须真实
在课堂上，教师对待演示实验严肃认真、一丝不苟的态度，对学生 的教育作用很大。
老师无疑都希望学生们以认真的态度学习物理，但是如果教师的演 示实验马马虎虎，实验设备将将就就（这里是指准备草率而言，不是指 因陋就简用代用品作实验），这会给同学造成什么印象呢？学生们会自 然地认为教师对实验不认真。身教重于严教。如果一套实验装置往讲台 上一摆，每件的器、设备和布局都体现出教师的精心设计和周密安排，
实验效果又很好，这就有力地教育了学生，他们也要学习老师这种一丝 不苟的态度来对待实验、对待学习。
谈到对待实验的态度时，要特别提到演示实验的真实性问题。为了 节省演示实验的时间或其它原因，有的教师在演示实验中做假，粗看实 验效果似乎还可以，实际上其中有不真实之处。例如讲《有固定转动轴 的物体的平衡》时，要用力矩盘演示。作用力必须通过细绳施加到力矩 盘上。调节到使力矩盘平衡是比较困难的，因为力的方向稍有变动原来 的平衡状态即被破坏。有的老师为了迅速使力矩盘达到平衡，且各力的
大小和方向都跟在课下准备的数据相一致，就使细绳紧贴盘面用增大摩 擦的办法达到平衡。这就是在作假。学生是很敏感的，前几排的同学会 明显地看到力矩盘表面跟线绳紧贴在一起，以致使线绳在与盘面离开的 地方发生弯曲。坐在后面的同学也会觉得老师为什么如此之快就能使力 矩盘平衡？这样来做这个演示实验就没有说服力了。如果让学生看出老 师是在有意作假，那就会产生不良的教育后果。
任何时候，教师都应以实事求是的科学态度对待实验。就拿力矩盘 的实验来说吧，虽然教师课前在实验准备室已做过多次实验，得出了较 为满意的数据，但应估计到把实验装置移到教室讲台再做时，由于讲台 的水平面一般不会跟准备室的完全一致，实验结果通常是会有变化的，
因此，原来的数据只能作为参考。上课时仍要认真地把力矩盘调平衡，
作到稍为改变一下力的大小和方向或轻扣桌面使力矩盘发生微小振动，
平衡即遭破坏。实验要使学生真正相信力矩盘在这几个力矩作用下处于 平衡状态。这样做很可能读出的数据跟预先准备的有很小出入，但这仍 是一次成功的演示。就是多用了几分钟反复进行调平衡也是应该的，因 为平衡条件的得出必须以这个实验为基础。物理课上的许多演示实验，
教师必须在同学面前反复认真地进行调节，以达到满意的效果，这样做 本身对同学就有教育作用，因为体现了严肃认真的科学态度。
教师都希望做任何演示实验都能一次成功，因此课前必须认真准 备。但是，也要估计到由于主客观原因没有做成功怎么办？有些客观原 因学生容易谅解，如正做着电磁波的发射实验突然停电了，这只要向同 学说明有电时补做实验就是了。如果由于教师操作不慎，毁坏了仪器而 使实验不能进行，例如有的教师做托里拆利实验将灌满水银的玻管倒转 时，因为堵的不牢把水银撒了一地，以致实验完全失败，这时教师就应 以诚恳的态度对自己的不慎向同学表示遗憾或作恰当的检讨，并说明以 后补做实验。教师因主观上失误造成实验失败后的态度非常重要，既不 能表现得若无其事，也不要把它看得过于严重。表现得若无其事与然是 不对的，看得过于严重，认为自己实验失败了，现了丑，以后不好再严 格要求学生了，这也没有必要。任何人，不论事前做了多少准备，在长 期的教学实践中发生几次失误都是正常的，学生也是可以理解的。上面 提到的托里拆利实验的失败，如果老师平时教学态度一贯严肃认真，所 以当他不慎将水银全撒在地下时，同学们并没有任何不守纪律的表现，
自动帮助老师收拾仪器并在老师指导下把地下的水银清扫干净。
四、教师的演示操作要具有示范性
教师演示操作的示范性主要表现在正规、熟练和灵巧三个方面。教 师使用仪器、仪表必须正规化、规范化。使用电表要先检查或调整零点，
应该平放在桌上，使用的电表不可竖放，电路的连接应该与电路图吻合，
应该按规定程序使用天平……特别是对于学生实验时容易忽视的地方，
教师在演示时要以身作则，操作正规，以引起学生注意。
物理实验的规范化操作是对教师最重要最基本的要求。规范化操作 必须达到熟练自然的程度，否则就显得呆板、或给学生以“没有必要那 么繁琐”的感觉、认为老师太追求形式。例如教师演示天平的使用步骤，
每做一步都能迅速熟练地操作并向学生讲清为什么这样做的道理，给学 生的印象就会很深刻，就会感到使用天平就应该如此。如果虽然按正规 要求一步步地进行操作，但不熟练，调底盘螺旋时转错了方向，天平横 梁和托盘弄的哗啦乱响甚至掉在地下，操作时也讲不清每做一步的理 理，这就会给学生留下不好的印象，认为使用天平不必这么麻烦。所以 教师的演示操作不但要求规范化，还要求达到熟练自然的程度。这就要 求教师在课前对实验（特别是对某些重要仪器仪表的使用）要多多练习 和钻研。
再进一步，就要求在实验操作过程中能够表现出某种灵巧性。灵巧 性主要表现为能迅速发现并排除临时发生的故障。例如电路连接好了，
按下电键时电流表的指针不动，即没有电流。这时教师就应能凭经验知 道故障大约发生在何处，按紧电池卡子和电键、电表的接线柱使容易断 路的地方接通。如果仍然没有电流，就应想到可能是某条导线的毛病，
必要时可用欧姆表找出这条损坏了的导线，换上好导线使电路接通。不 过，发生了什么故障以及如何排除故障要及时向同学说明，排除故障的 过程也要让同学看清，不要教师一人在那里埋头排除实验故障而同学却 不知老师在干什么。
怎样才能比较灵巧地进行实验操作呢？俗话说“熟能生巧”，只有 在正规和熟练的基础上才能有灵巧的操作。善于积累经验的教师，每次 在课堂上做过重要的演示实验以后，都把成功的经验和失败的原因记录 下来，作为资料以备以后的演示实验时参考。
当物理教师的课堂演示实验达到了正规、熟练和灵巧的程度时，才 能对学生起到好的示范作用。这时学生不仅通过老师的演示实验学到了 物理知识，还学到了实事求是的科学态度和实验方法。课堂教学的艺术 性，也应表现在熟练、灵巧的演示实验上。
除以上四个方面外，关于演示实验还有一些事项应予注意。例如演 示的时机问题。什么时候亮出实验装置？什么时候把实验收起？这些细 微之处也要引起注意，值日生或科代表往往一上课就帮老师把仪器放在 讲台上。因为并不是一上课就开始实验，所以老师走到教室后还得再把 仪器从讲台上搬下来，放到安全而隐蔽的地方。演示过后一般都是随手 把实验收拾，不让仪器继续放在那里分散学生注意力。有位老师讲振荡 电路，当他演示完了振荡电路的电磁振荡，开始解答学生的其它问题时，
仍然让电路在那里振荡不止，不但大型电表的指针做着大振幅的摆动，
而且发生有节奏的响声，以致使学生们光去注意电路的振荡，根本没有