做好課堂演示實驗
中學物理實驗從其教學組織形式上看，可分為教師的演示實驗、學生邊學邊實驗（過去亦稱邊教邊實驗）、學生分組實驗和學生課外實驗等。在這一講裏我們將要圍繞演示實驗這個中心，談談它在中學物理教學中的作用、分類、演示實驗的設計與教學的基本要求以及加強和改進中學物理演示實驗教學的若幹問題。
一、演示實驗在中學物理
教學中的作用
據統計在現行初中物理教科書中共安排了一百多個演示實驗，現行高中物理教科書中則安排了約200個演示實驗。可見演示實驗在中學物理教學實驗中占有很大的比例，是整個中學物理教學實驗的極其重要的組成部分。演示實驗肩負著特殊的教學任務，具有獨特的教學論要求和演示方法。
第一，演示實驗一般隻需要一套儀器，基本上是教師表演，學生觀察。因此教師的一言一行、一舉一動學生都看在眼裏、聽在耳中。
第二，演示實驗受到時間和空間的限製，一般隻做定性實驗。通常用來說明某種物理現象是在什麼條件下產生的，現象的強弱程度與哪些因素有關，當這些因素發生單獨的或連續的變化時，所研究的物理量、物理現象發生了什麼相應的變化等等。有時為了確定某些相關物理量的數量關係，也要做一些定量的演示實驗，但是由於很難取得十分準確的實驗結果，這時必須向學生說明產生誤差的原因。
第三，演示實驗必須緊密配合課堂教學的目的要求進行，不是變魔術，為演示而演示。演示實驗的教學是教學藝術的一部分，出色的講述不會妨礙演示的進行，巧妙的演示也不是一言不發，演示實驗的教學應該是講述與演示有機的、巧妙的結合。
演示實驗又是物理教學的重要手段之一，是體現具體與抽象相統一、實踐與理論相結合教學原則的主要方法。其作用主要表現在以下三個方麵。
1.演示實驗能直觀形象地為學生提供感性認識，是學生形成物理概念、理解物理規律的基礎
中學生年齡幼小，涉世不深，生活經驗不足，實踐經驗更是匱乏，因此對抽象的物理概念、規律的理解與掌握，往往因人而異，存在著或多或少、程度不等的困難，這就必須藉助教師在課堂上做好演示實驗去補償，通過演示實驗，重現前人已經發現了的物理現象，讓學生身臨其境，耳聞目睹，親自獲得具體的直接經驗，得到清晰的感性認識，以便在教師的啟發引導下，經過分析和推理、歸納和概括，上升到理性認識，形成物理概念，導出物理規律。例如初中學生雖然天天生活在大氣之中，但是對大氣有沒有壓強存在？大氣壓究竟有多大？是不太知道的，或者即使聽說過，但也不一定信服。如果在課堂上成功地演示了“馬德堡半球實驗”和“托裏斥利實驗”，讓他們看到大氣壓強存在的確證，使他們對大氣壓強的存在並有一定的數值觀念，印象將是十分深刻的，這樣學生掌握大氣壓的概念將是牢固的。反之，若課堂上不做上述演示，即使教師費了九牛二虎之力，妙舌生花，恐怕學生也未必信服。
自然現象千姿百態，但又相互聯係，生產過程更是錯綜複雜。演示實驗卻可以按照教學的需要，從錯綜複雜的自然和生產現象中抓住主要矛盾，排除次要問題，把握現象的本質和主流，創造特定的條件和情景，把所要觀察的現象直接了當地顯現在學生麵前。
對於分子、原子和基本粒子以及許多微觀過程，學生看不見、摸不著，更需要借助於演示實驗來模擬它們的運動，變無形感為有形感，使學生在腦海裏建立起清晰的“物理模型”。例如在講授磁場對運動電荷的洛侖茲力作用時可以用蹄形磁鐵的磁場去改變從陰極射線管射出的電子流的徑跡，甚至可以利用一套特殊的裝置還可把電子流在勻強磁場中的圓形軌道徑跡像彩虹般地顯現在真空管之中。
有人認為在建立概念、導出規律時可以用學生的生活經驗來代替演示。這種認識是不全麵的，這種做法也是不妥當的。一方麵學生的生活經驗本來就不豐富，另一方麵學生僅有的一些生活經驗又有不少是片麵的甚至是錯誤的。如：“重的物體落得快，輕的物體落得慢”、“馬拉車前進，馬拉車的力大於車拉馬的力”、“水的沸點一定是100℃”等等。如果單憑學生的生活經驗往往就會產生荒謬的結論。所以對學生的生活經驗必須作具體的分析和處理。
我們主張在建立物理概念、導出物理規律時最好是讓學生觀察到形象鮮明、生動具體、能揭露事物本質的演示實驗。
2.演示實驗是學生學習使用儀器、進行實驗操作的示範
成功的完美的演示實驗有助於培養學生良好的實驗習慣、實驗方法以及基本的實驗技能和素養。
中學生當他們在小學時代曾或多或少做過若幹科學遊戲和勞技製作，但是，對於如何做科學實驗，還是十分新鮮和生疏的。比如怎樣正確選擇和使用儀器；如何編製實驗步驟並按步驟進行操作；怎樣正確進行讀數和記錄實驗數據；怎樣列表和作圖；如何分析和推理得出結論以及作出誤差分析等等，都要教師長期結合演示實驗教學進行引導和培養。教師在課堂上進行的演示實驗，就是給學生作出示範，言教身傳教給學生正確的實驗方法。所以教師在進行演示實驗操作時必須周密考慮、符合規範化要求，處處發揮典範和楷模的作用。例如在做電學類演示實驗時，一般應先畫出電路圖，然後按圖接線；接線時要予先估計電壓高低和電流的大小，選擇合適的電表量程。電流表應串聯在待測電路之中，電壓表則應並接在待測電路兩端；還要注意到直流電表的正負接線柱不能接錯等等。接線順序應先接元件、儀器和開關（接線時應是斷開的），滑動變阻器的滑動觸頭開始時應置於阻值最大位置（降壓使用時），最後才接上電源。通電前一定要認真檢查線路，確認無誤，才能通電。通電時要特別注意觀察儀表指針的偏轉情況，及時調整量程或改變電源電壓，使之能進行觀察和精確讀數。記錄實驗數據應有多組實驗數據，讀數時還要注意有效數字的正確取位。在得出實驗結論後還應進行誤差分析。實驗完畢應將儀器整理好。以上這些都是學生進行電學實驗應該切實掌握的基本操作方法，教師在課堂上做演示實驗時都要反複說明和嚴格要求。上行下效、嚴己律人，才能使學生口服心服。中學生具有很強的模仿性的心理特征，隻要我們充分發揮榜樣的力量，通過長期的潛移默化、耳濡目染，就一定能培養出學生良好的實驗習慣和修養。
3.演示實驗是培養學生的觀察能力、思維能力和科學的思想方法，提高他們發現問題、分析問題和解決問題能力的有效途徑
物理教師成功而生動的演示實驗，不僅有利於學生掌握物理知識，培養學生的實驗技能和各種能力，而且還能培養學生的興趣和愛好，調動他們的學習積極性，發揮非智力因素的能動作用，引導他們從小愛科學、學科學，激發他們樹立敢於攀登科學高峰的雄心壯誌。
二、中學物理演示實驗分類
演示實驗是物理課堂教學中一種深受學生歡迎的實驗形式，按它在教學過程中的具體功能可以分成以下四大類型。
1.引入課題的演示
這類演示實驗用於講授新課之前，其目的在於引起學生對即將研究的問題的興趣，激發求知欲望，它的特點是引人入勝，發人深思。例如在講解運動獨立性原理之前，先演示“槍打落猴”的實驗，利用這個實驗裝置，隻要槍口瞄準靶子��模型猴，不管是沿水平方向還是沿斜線向上、下方射擊，三者都能“百發百中”。這樣就能在活躍的氣氛中引入新課，打開學生思路，收到良好的教學效果。