§2.4 演示实验的类型及教学特点

中学物理演示实验是最受中学生欢迎的教学形式之一。

演示实验是中学物理教学中最重要的组成部分，也是实验教学的主要部分。通过演示实验教学，可以指导学生观察和分析物理现象，获得生动的感性认识，从而更好地掌握物理概念和定律。还可以培养学生观察和分析能力，逻辑思维能力和探索动手能力。

演示实验是保证教学质量的重要环节，重视和研究演示实验教学，可以提高中学物理教学水平。

分析演示实验在教学各个环节中的作用，一共可以分成四种类型。

一、引入课题的演示

教学目的：使学生对即将研究的问题产生兴趣，以便引入正题。教学要点：引人入胜，发人深思。

当学生初次建立某些物理概念之前，应该让学生有一定的感性认识为最好。这一类引入课题的演示，以建立感性认识为主，至于其中一些物理现象的解释，可以留待在后面的教学中去完成。

例如，高中物理中讲解“动量”这一章，为了使学生对即将研究的碰撞与冲击一类的问题产生兴趣，可以先做一个“鸡蛋高处下落”的演示实验，如图 2－3 所示。用透明胶粘一根棉线在生鸡蛋上，在鸡蛋的下方垫一两块泡沫塑料，利用物理支架将鸡蛋缓缓升高。随着鸡蛋的升高，学生的紧张心情加剧，唯恐鸡蛋掉了下来。鸡蛋升至最高点后，突然松手，鸡蛋凌空落下。随着学生惊讶的“啊”声，鸡蛋落在泡沫垫上并未摔碎，而是反弹向上。教师在鸡蛋反弹向上时立即用手接着鸡蛋。为了说明鸡蛋并不是假的，把这鸡蛋用手拿着在距桌面十几厘米处放手，鸡蛋落在桌上立即碰破，用手一掰，鲜蛋汁流入玻璃杯中。提问：“为什么鸡蛋从 1 米多高处下落未摔破，而仅在十几厘米高处下落却会摔破呢？”当然，这个问题可以在后面讲过有关内容后再回答。

在讲解“摩擦力”之前，不妨先来活跃一下课堂的气氛。拿来一支玻璃棒，选一名男生与一名女生上讲台，让他们各持玻璃棒一端来比赛，看谁把棒拉过去。第一次交锋结果很可能是男生取得“胜利”。接着进行第二次表演，把男生手持的那端玻璃棒擦上一层机油。第二次再赛的结果，毫无疑问将是女生获“胜”。讲解滑动摩擦力公式 f=μN 时，可以说明：第一次二人滑动摩擦系数基本相同时，男生手持玻璃棒的正压力 N 大，故摩擦力 f 大，因而男生取胜。第二次二人各自的正压力不变，虽然男生还略大一点，但男生手持端涂了油之后，使得滑动摩擦系数μ 大为减小。所以第二次女生这一边的摩擦力相对要大一些，故女生获胜。

二、形成概念，寻找规律的演示

教学目的：提供感性材料，形成概念，导出规律。

教学要点：实验条件明确，观察对象突出演示层次分明。

例如在介绍“浸润与不浸润”的概念时，准备好水银、清水、玻璃

片、干抹布。用抹布把玻璃片擦干净，然后先把玻璃片插入水银中取出来，仔细看看玻璃片，上面未沾有水银。再把玻璃片插入水中取出来，看看玻璃片，上面已沾有水。

说明：前者——不浸润现象后者——浸润现象

这里，实验条件很明确，观察对象是玻璃片，观察的层次是先插入水银，后插入清水。(如果要先插入清水也可以，但一定要在插入水银前将玻璃片擦干)。

阿基米德定律演示实验，也是这种类型演示实验的典范。如图 2－4 所示。实验条件是利用弹簧秤来测定物体浸入液体后所受浮力大小。观察对象是弹簧秤读数在不同情况下的变化。演示层次是：

先在空气中称出悬挂重物的重量；
把重物浸入液体中(此前装满水，直至刚好要溢出时为止)，将溢出的水用小桶接住；
称小桶及水的重量，再倒出水，擦干桶，称空桶的重量(前面水与桶的总重量减去桶的总重量，即是溢出水的重量)。

这一类演示实验的演示层次一定要分明。尽管我们演示实验教学可以有多种方法，还可以改变实验步骤的先后顺序。但是根据学生的思维特点、根据实验现象揭示过程的物理规律，都必须条理清晰、道理明白。毫无疑问，手忙脚乱的演示，颠三倒四的现象与过程，要想让学生形成牢固的概念是绝对不可能的。

这一类演示实验在中学物理实验教学中所占比例最大。

三、深化巩固所学知识的演示实验

教学目的：加深理解、强化记忆。

教学要点：部分变换实验条件，以利于拓宽和深一层次的研究。随着知识的深化，有时我们部分改变实验条件，使学生所学的知识

更加巩固。

例如在初中物理教学中，讲解了“生活用电”许多内容之后，演示“跨步电压”，参看图 2－5。

图中人体用硬纸板剪好，让臂和腿关节可活动，用金属导线串上氖泡与手脚端相连。将一张废报纸全部浸入水中淹湿，然后铺在桌上，如图用两根导线与感应圈相连。当人体两脚并拢立在报纸上，氖泡并不发光，说明两脚间并无电压存在。但是移开两脚，使人体跨步时，人体上的氖泡发光，说明两脚之间存在跨步电压。

这种形象的演示实验可使学生印象深刻，牢记不忘。

在高中物理教学中，讲解“简谐振动”这一章时，在建立了简谐振动的基本概念之后，再深化所学知识，说明“做简谐振动的物体，其运动情况，可以用图象直观地表示出来”。这里可以用一个演示实验来形象地说明：把一盛砂漏斗作单摆，单摆下放一薄木板，木板中央画上一直线作横坐标。当单摆摆动时，匀速拖动木板，漏砂将在木板上留下一条曲线，这曲线即是漏斗的简谐振动图象。

阿基米德定律不仅适用于液体，也适用于气体，不妨做一只热气球

来进行演示说明。

诸如此类的演示实验还有：演示“桶裂”实验，说明“液体对容器底部与侧壁产生的压力远大于液体自身的重量”；演示“浮沉子”实验，巩固“物体的浮沉条件”等等。

四、应用物理知识的演示

教学目的：运用所学知识解释物理现象，举一反三，培养学生“学以致用”的能力。

教学要点：讲述基本原理求简明，演示现象求效果。

这一类演示实验也很多，例如本书后面介绍的教具制作部分。在讲解静电的应用时，可以演示“静电除尘”，“静电植绒”，还可以演示“静电复印”。