應(yīng)用多種方法，提高演示實(shí)驗(yàn)效果

演示實(shí)驗(yàn)要求現(xiàn)象明顯直觀，但許多情況下直接演示并不能達(dá)到這個(gè)要求。筆者通過分析大量演示實(shí)驗(yàn)，總結(jié)出增強(qiáng)演示實(shí)驗(yàn)效果的常用方法。應(yīng)用這些方法，可改進(jìn)課堂中的演示實(shí)驗(yàn)。

1.應(yīng)用模型法，將太大、太小、太復(fù)雜的物理對(duì)象化為適合課堂演示的模型

模型是用放大或縮小了的、相似的能反映事物某方面規(guī)律的客觀實(shí)體來代替研究對(duì)象。具體應(yīng)用如下：

過于龐大的對(duì)象：如潛水艇，可用飲料瓶、配重鐵塊和橡膠管組成潛水艇模型。將模型放于水槽中，通過橡膠管對(duì)飲料瓶充放氣，演示潛水艇的浮沉過程。

過于微小的對(duì)象：如游標(biāo)卡尺，可用木板做放大的模型，在課堂上演示。

過于復(fù)雜的對(duì)象：如交流電動(dòng)機(jī)，拿一個(gè)真實(shí)的電動(dòng)機(jī)給學(xué)生演示，學(xué)生很難對(duì)電動(dòng)機(jī)的工作原理獲得感性認(rèn)識(shí)。這時(shí)可以將裝飲料的易拉罐側(cè)面開幾個(gè)口做成線框，把易拉罐插在帶尖的鐵絲上，在其上方旋轉(zhuǎn)蹄型磁鐵來演示交流電動(dòng)機(jī)工作原理。

2.應(yīng)用模擬法，將難以觀察的物理過程直觀演示出來

模擬是用與實(shí)際物理對(duì)象遵循相同或相似規(guī)律的物體來代替實(shí)際物理對(duì)象，而替代物與實(shí)際物理對(duì)象在物理實(shí)質(zhì)上并無共同之處。

如氣體壓強(qiáng)的微觀解釋，可以用大量連續(xù)不斷掉落在臺(tái)秤上的沙粒來模擬。改變下落沙粒的密度和速度，來演示氣體密度和平均動(dòng)能對(duì)壓強(qiáng)大小的影響。

再如α散射實(shí)驗(yàn)，可以用小球撞向圓錐體來演示。

再如鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，可以用火柴梗浸過煤油晾干的火柴來模擬鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，將火柴梗排列成鏈?zhǔn)綀D形，點(diǎn)燃鏈?zhǔn)綀D形起始端的火柴梗，可觀察到持續(xù)不斷和越燃越激烈的現(xiàn)象。

3.應(yīng)用放大法，將物理量的微小變化放大為可觀察量

累積放大：如傅科擺，單次擺動(dòng)偏轉(zhuǎn)角度很小，可讓擺長時(shí)間擺動(dòng)，使得偏轉(zhuǎn)角逐漸積累到可觀察的程度。

力學(xué)放大：一是杠桿放大，如金屬的熱脹冷縮和金屬絲在拉力作用下伸長，如圖1、圖2。二是連通放大，如液體分子間存在間隙和玻璃瓶微小形變演示，如圖3。

光放大：如演示桌面微小形變，卡文迪許扭秤，如圖4、圖5。

電學(xué)放大：用傳感器將各種物理量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量，再用集成運(yùn)算放大器放大后接到顯示裝置上進(jìn)行演示。

4.應(yīng)用比較法

比較是人們認(rèn)識(shí)事物常用的方法，是依據(jù)一定的標(biāo)準(zhǔn)，將彼此有某種聯(lián)系的事物進(jìn)行對(duì)比，通過事物相同或相異特性的比較，揭示事物的本質(zhì)和區(qū)別。運(yùn)用比較法，可幫助學(xué)生接受新概念，加深對(duì)概念的理解。

如演示物體動(dòng)能與速度、質(zhì)量的關(guān)系中，同時(shí)釋放處于斜面同一高度的鐵柱和鋁柱，可看到鐵柱和鋁柱同時(shí)滾到斜面底端，說明鐵柱和鋁柱滾到斜面底端時(shí)具有相同的速度。再讓鐵柱和鋁柱碰撞同樣的木塊，可看到被鐵柱碰撞的木塊滑動(dòng)距離長，說明在速度相同時(shí)質(zhì)量大物體的動(dòng)能大。

再如演示不同顏色物體的吸熱本領(lǐng)時(shí)，可取兩個(gè)燒瓶，其中一個(gè)貼上黑紙，再在兩燒瓶中間點(diǎn)一盞燈，可看到黑色燒瓶玻璃管中液柱上升較快，說明黑色物體吸熱本領(lǐng)比白色物體吸熱本領(lǐng)大。

5.應(yīng)用轉(zhuǎn)動(dòng)法，將弱力的作用效果顯示出來

弱的作用力較難推動(dòng)物體平動(dòng)，但可以使處于轉(zhuǎn)動(dòng)平衡的物體轉(zhuǎn)動(dòng)起來。利用這種方法，可以將弱的作用力演示出來。

如反沖作用，可以在飲料瓶上斜著扎些孔，再用細(xì)繩吊起來，向瓶里加水，水從瓶中流出時(shí)推動(dòng)瓶子旋轉(zhuǎn)，從而演示反沖作用。

再如靜電力，可以將帶電的玻璃棒從中間懸掛起來，用另一根帶電玻璃棒靠近，通過懸掛著的玻璃棒的旋轉(zhuǎn)，演示靜電力。

6.應(yīng)用天平失衡法，將弱的作用演示出來

對(duì)于靈敏的天平，當(dāng)兩端所掛物體質(zhì)量或作用力稍有不同時(shí)，天平就會(huì)失衡。利用這個(gè)特點(diǎn)，可演示弱微弱的質(zhì)量或作用力的變化。

如空氣氣體質(zhì)量，可以在天平上一邊掛充滿氣的籃球，一邊掛砝碼，調(diào)節(jié)天平平衡。然后逐漸放掉籃球中的空氣，可以看到天平逐漸向砝碼這一側(cè)傾斜，說明籃球中的氣體質(zhì)量逐漸減少。

再如安培力，可以在天平一邊掛線框，一邊掛砝碼，調(diào)節(jié)天平平衡。在線框下放置磁鐵，然后給線框通電，通過天平的傾斜演示安培力。

7.應(yīng)用實(shí)物顯示法，將抽象的概念直觀化

如摩擦力，摩擦力方向的判斷是物理教學(xué)中的一大難點(diǎn)?？梢杂脙蛇叾加休^長軟毛的刷子演示。如圖6、圖7。

再如在對(duì)流的液體中加入小紙屑，用紙屑的運(yùn)動(dòng)演示液體的流動(dòng)方向。

8.應(yīng)用投影法

（1）暗影投影。暗影投影是利用光線經(jīng)過物體后，由物體本身對(duì)光線的吸收或折射，在物體后的屏上得到暗的或照度不均勻的影子，以供觀察。暗影投影在屏上得到的是物體的影，而不是像。

例如驗(yàn)電器金箔張角的暗影投影，為了使學(xué)生從不同角度觀察的驗(yàn)電器金箔張角有同一大小，可采用如圖8所示裝置進(jìn)行暗影投影，在毛玻璃上看到驗(yàn)電器金箔張角的影子。

（2）成像投影。成像投影是利用由物體發(fā)出的或反射的光線，經(jīng)過透鏡折射后，成一清晰的放大的實(shí)像于屏上，以供觀察。專用的成像投影器有幻燈機(jī)和投影儀等，一方面可以利用它們進(jìn)行幻燈片、投影片的放大放映，另一方面可以利用它們來呈現(xiàn)物理實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象，增強(qiáng)演示效果。

例如，將透明玻璃水波盤放在書寫投影儀上，可把水波的傳播、干涉、衍射等現(xiàn)象投影到銀幕上觀察。把磁力線演示儀放在投影儀上，可以把鐵屑顯示的磁感應(yīng)線分布情況投影到屏幕上，便于觀察。類似的方法，還可以在投影儀上利用玻璃器皿演示不同帶電體周圍的電場線分布（頭發(fā)屑由于極化在蓖麻油中發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)和移動(dòng)）、電解液受洛侖茲力引起的圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)等。

（3）顯微投影。顯微投影指借助于顯微鏡完成的投影，顯微鏡觀察是看放大的虛像，顯微投影是看放大的實(shí)像。

如用顯微鏡來觀察微粒的布朗運(yùn)動(dòng)時(shí)，只能個(gè)人單獨(dú)觀察，視力不同需分別調(diào)焦，很不方便，且每個(gè)人觀察的結(jié)果很難一致。顯微投影是利用顯微鏡把布朗運(yùn)動(dòng)投射到屏幕上，這樣能使很多同學(xué)同時(shí)看到布朗運(yùn)動(dòng)，如圖9所示。

9.應(yīng)用補(bǔ)償法

如演示勻速直線運(yùn)動(dòng)，可以將木板稍微墊起一點(diǎn)，抵消木板對(duì)小車的摩擦力。

再如光電效應(yīng)演示實(shí)驗(yàn)中，由于鋅板上電子減少，使得鋅板電勢升高，電子越來越難脫離鋅板?？梢栽阡\板前豎一正電的鐵絲網(wǎng)，使得電子容易從鋅板上脫離。

此外，還有平改豎法、背景襯托法等。