如何做好课堂演示实验
中学物理实验从其教学组织形式上看，可分为教师的演示实验、学
生边学边实验（过去亦称边教边实验）、学生分组实验和学生课外实验
等。在这一讲里我们将要围绕演示实验这个中心，谈谈它在中学物理教
学中的作用、分类、演示实验的设计与教学的基本要求以及加强和改进
中学物理演示实验教学的若干问题。
一、演示实验在中学物理
教学中的作用
据统计在现行初中物理教科书中共安排了一百多个演示实验，现行
高中物理教科书中则安排了约200 个演示实验。可见演示实验在中学物
理教学实验中占有很大的比例，是整个中学物理教学实验的极其重要的
组成部分。演示实验肩负着特殊的教学任务，具有独特的教学论要求和
演示方法。
第一，演示实验一般只需要一套仪器，基本上是教师表演，学生观
察。因此教师的一言一行、一举一动学生都看在眼里、听在耳中。
第二，演示实验受到时间和空间的限制，一般只做定性实验。通常
用来说明某种物理现象是在什么条件下产生的，现象的强弱程度与哪些
因素有关，当这些因素发生单独的或连续的变化时，所研究的物理量、
物理现象发生了什么相应的变化等等。有时为了确定某些相关物理量的
数量关系，也要做一些定量的演示实验，但是由于很难取得十分准确的
实验结果，这时必须向学生说明产生误差的原因。
第三，演示实验必须紧密配合课堂教学的目的要求进行，不是变魔
术，为演示而演示。演示实验的教学是教学艺术的一部分，出色的讲述
不会妨碍演示的进行，巧妙的演示也不是一言不发，演示实验的教学应
该是讲述与演示有机的、巧妙的结合。
演示实验又是物理教学的重要手段之一，是体现具体与抽象相统
一、实践与理论相结合教学原则的主要方法。其作用主要表现在以下三
个方面。
1．演示实验能直观形象地为学生提供感性认识，是学生形成物
理概念、理解物理规律的基础
中学生年龄幼小，涉世不深，生活经验不足，实践经验更是匮乏，
因此对抽象的物理概念、规律的理解与掌握，往往因人而异，存在着或
多或少、程度不等的困难，这就必须藉助教师在课堂上做好演示实验去
补偿，通过演示实验，重现前人已经发现了的物理现象，让学生身临其
境，耳闻目睹，亲自获得具体的直接经验，得到清晰的感性认识，以便
在教师的启发引导下，经过分析和推理、归纳和概括，上升到理性认识，
形成物理概念，导出物理规律。例如初中学生虽然天天生活在大气之中，
但是对大气有没有压强存在？大气压究竟有多大？是不太知道的，或者
即使听说过，但也不一定信服。如果在课堂上成功地演示了“马德堡半
球实验”和“托里斥利实验”，让他们看到大气压强存在的确证，使他
们对大气压强的存在并有一定的数值观念，印象将是十分深刻的，这样
学生掌握大气压的概念将是牢固的。反之，若课堂上不做上述演示，即
使教师费了九牛二虎之力，妙舌生花，恐怕学生也未必信服。
自然现象千姿百态，但又相互联系，生产过程更是错综复杂。演示
实验却可以按照教学的需要，从错综复杂的自然和生产现象中抓住主要
矛盾，排除次要问题，把握现象的本质和主流，创造特定的条件和情景，
把所要观察的现象直接了当地显现在学生面前。
对于分子、原子和基本粒子以及许多微观过程，学生看不见、摸不
着，更需要借助于演示实验来模拟它们的运动，变无形感为有形感，使
学生在脑海里建立起清晰的“物理模型”。例如在讲授磁场对运动电荷
的洛仑兹力作用时可以用蹄形磁铁的磁场去改变从阴极射线管射出的电
子流的径迹，甚至可以利用一套特殊的装置还可把电子流在匀强磁场中
的圆形轨道径迹像彩虹般地显现在真空管之中。
有人认为在建立概念、导出规律时可以用学生的生活经验来代替演
示。这种认识是不全面的，这种做法也是不妥当的。一方面学生的生活
经验本来就不丰富，另一方面学生仅有的一些生活经验又有不少是片面
的甚至是错误的。如：“重的物体落得快，轻的物体落得慢”、“马拉
车前进，马拉车的力大于车拉马的力”、“水的沸点一定是100℃”等等。
如果单凭学生的生活经验往往就会产生荒谬的结论。所以对学生的生活
经验必须作具体的分析和处理。
我们主张在建立物理概念、导出物理规律时最好是让学生观察到形
象鲜明、生动具体、能揭露事物本质的演示实验。
2．演示实验是学生学习使用仪器、进行实验操作的示范
成功的完美的演示实验有助于培养学生良好的实验习惯、实验方法
以及基本的实验技能和素养。
中学生当他们在小学时代曾或多或少做过若干科学游戏和劳技制
作，但是，对于如何做科学实验，还是十分新鲜和生疏的。比如怎样正
确选择和使用仪器；如何编制实验步骤并按步骤进行操作；怎样正确进
行读数和记录实验数据；怎样列表和作图；如何分析和推理得出结论以
及作出误差分析等等，都要教师长期结合演示实验教学进行引导和培
养。教师在课堂上进行的演示实验，就是给学生作出示范，言教身传教
给学生正确的实验方法。所以教师在进行演示实验操作时必须周密考
虑、符合规范化要求，处处发挥典范和楷模的作用。例如在做电学类演
示实验时，一般应先画出电路图，然后按图接线；接线时要予先估计电
压高低和电流的大小，选择合适的电表量程。电流表应串联在待测电路
之中，电压表则应并接在待测电路两端；还要注意到直流电表的正负接
线柱不能接错等等。接线顺序应先接元件、仪器和开关（接线时应是断
开的），滑动变阻器的滑动触头开始时应置于阻值最大位置（降压使用
时），最后才接上电源。通电前一定要认真检查线路，确认无误，才能
通电。通电时要特别注意观察仪表指针的偏转情况，及时调整量程或改
变电源电压，使之能进行观察和精确读数。记录实验数据应有多组实验
数据，读数时还要注意有效数字的正确取位。在得出实验结论后还应进
行误差分析。实验完毕应将仪器整理好。以上这些都是学生进行电学实
验应该切实掌握的基本操作方法，教师在课堂上做演示实验时都要反复
说明和严格要求。上行下效、严己律人，才能使学生口服心服。中学生
具有很强的模仿性的心理特征，只要我们充分发挥榜样的力量，通过长
期的潜移默化、耳濡目染，就一定能培养出学生良好的实验习惯和修养。
3．演示实验是培养学生的观察能力、思维能力和科学的思想方
法，提高他们发现问题、分析问题和解决问题能力的有效途径
物理教师成功而生动的演示实验，不仅有利于学生掌握物理知识，
培养学生的实验技能和各种能力，而且还能培养学生的兴趣和爱好，调
动他们的学习积极性，发挥非智力因素的能动作用，引导他们从小爱科
学、学科学，激发他们树立敢于攀登科学高峰的雄心壮志。
二、中学物理演示实验分类
演示实验是物理课堂教学中一种深受学生欢迎的实验形式，按它在
教学过程中的具体功能可以分成以下四大类型。
1．引入课题的演示
这类演示实验用于讲授新课之前，其目的在于引起学生对即将研究
的问题的兴趣，激发求知欲望，它的特点是引人入胜，发人深思。例如
在讲解运动独立性原理之前，先演示“枪打落猴”的实验，利用这个实
验装置，只要枪口瞄准靶子——模型猴，不管是沿水平方向还是沿斜线
向上、下方射击，三者都能“百发百中”。这样就能在活跃的气氛中引
入新课，打开学生思路，收到良好的教学效果。
2．建立概念和规律的演示
这类演示实验用于讲授新课之中，其目的在于提供感性认识材料，
藉以形成概念或建立定律。它的特点是：实验条件明确，观察对象集中，
演示层次分明。例如在讲解自由落体运动的概念时，首先让一块金属片
和形状、大小均相同的纸片从同一高度自由释放，可以看到金属片比纸
片落得快。这种现象学生在日常生活中司空见惯，并往往已经形成了“重
的物体比轻的物体落得快”的错误观点。然后改变一下实验的做法，把
纸片揉成一团，再让它与金属片同时从同高度释放，两者几乎是同时落
地的。在此基础上引导学生思考，得出正确的感性认识：纸片与金属片
下落快慢不同，是由于空气阻力对它们影响大小不同的缘故。由此联想
到假如在没有空气的真空里，理所当然地，不论物体轻或重下落的快慢
应该毫无区别。接着演示“牛顿管实验”，这样顺流而下，一气呵成，
极自然地建立了自由落体运动的概念：“物体只在重力作用下，从静止
开始落下的运动叫做自由落体运动。”
3．深化与巩固物理概念和规律的演示
这类演示实验一般是在讲授新课之后进行，其目的在于加深理解、
强化记忆。它的特点是：在原有的实验基础上变换一些条件，以利于扩
展与推广。例如在初中物理浮力教学中，为了加深对浮力产生原因的理
解，在按教材内容从理论上作了说明后，接着做一个“浮体沉而不浮”
的实验。石蜡块的密度小于水的密度，通常可以漂浮在水面上，所以是
浮体。但是在特定条件下我们可以令它“沉而不浮”。具体做法是这样：
取一只平底烧杯，将一块底面平滑的长方体石蜡块放到烧杯内，缓慢注
水，直至浸没石蜡块，石蜡块沉在底部并不上浮。为什么会出现这种奇
怪的“浮体沉而不浮”的现象呢？原来水对石蜡是不浸润的，在石蜡块
与烧杯底部密切接触时，水不能钻入其间的空隙中去，因而石蜡块只受
到水对它的上表面的向下的压力，而下底面则不受水对它的向上的压
力，或者说石蜡块受到水的向下的压力没有水对它的向上压力，所以“沉
而不浮”。把烧杯轻轻敲击一下，石蜡块又浮起来了。通过这样的演示
令学生更深刻地认识到液体对浸在其中的物体产生的浮力就是由于液体
对物体向上和向下的压力差而产生的。
4．应用物理知识的演示
这类演示实验可以在讲授新课之后进行，也可以在复习课中演示。
其教学目的在于让学生运用所学的知识解释实验现象，培养学生理论联
系实际和分析问题、解决问题的能力。例如初中物理讲授完焦耳定律
2
Q = I Rt以后，可以做这样的演示，把两只220V500W的电热水器（俗称
“热得快”）分别串联或并联后加热同样的一杯水。实验结果将表明把
水煮沸并联需时少，串联需时多。引导学生分析这一实验现象，把焦耳
定律和欧姆定律结合起来就可得到焦耳定律的变形：Q＝
UR2
t。当电压
U 保持不变时，Q 与R 成反比。两个电热水器并联的电阻小于串联时的电
阻，在相同的时间内并联时放出的热量多于串联时放出的热量，所以串
联时煮沸水需时多，并联时需时少。
三、中学物理演示实验设计
与教学的基本要求
演示实验是指在课堂上配合教学内容，由教师操作表演的实验。演
示实验在设计和教学方面的基本要求有三条：
（一）确保成功
演示实验必须确保成功。成功的演示以令人信服的深刻印象，保证
教学顺利进行。失败的演示，即使第一次失败，也很容易转移学生的注
意力，引起学生许多不必要的疑虑，增加教学的阻力，使教学效果变差。
怎样才能确保成功呢？首先要切实掌握实验原理。例如中学物理中
的静电演示实验历来被许多教师视为畏途。静电学的内容比较抽象，离
不开直观的演示，但是实验往往又不容易成功，因此，分析静电实验的
特点，把握静电实验的关键，研究实验的方法，是十分必要的，静电实
验通常有三个特点：一是压高，电压可以高达数千伏甚至几万伏，使在
通常情况下的绝缘体，如木头、玻璃、橡胶等都变成了导体；二是量少，
三是易漏。因此做好静电实验的关键在于解决绝缘问题，防止压高量少
的电荷流失。
其次确保演示实验成功要认真做好演示前的一切准备工作。准备工
作一般包括：
1．选择仪器装置，熟悉仪器装置的构造、原理和性能，熟练实验技
术，做好预演工作。教师要亲自用这些仪器装置做几遍，从而熟悉技巧，
并及时发现仪器、装置有无毛病或问题，及时检查、修理，改进或校正
仪表，并充分估计课堂上可能出现的故障，考虑好应急措施。
2．了解、掌握实验的准确程度，找出产生误差的主要原因和减少误
差的方法。
3．估计和掌握实验时间。
4．认真设计演示过程中如何引导学生进行观察，什么时候要提出什
么问题，启发学生积极开展思维活动，实验中要注意些什么，等等。教
师在备课时都必须做到心中有数、胸有成竹。
值得指出，在演示实验教学过程中由于各种意料之外的偶然原因会
导致实验失败。出了问题怎么办？首先要实事求是承认失败，二要镇静，
保持清醒的头脑，争取迅速从中找出失败的原因，确保第二次演示成功，
变坏事为好事，把排除故障的过程变成教育学生的过程。如果当堂课不
能返败为胜，则应向学生表示歉意，保证下次成功补做。那种文过饰非、
托词搪塞，或者违背实验事实编造一个假的数据的做法不仅得不到学生
的谅解，在学生中造成很不好的影响，也是与师德要求根本背道而驰的。
（二）简易方便
演示实验要做到三个简单，即仪器结构简单、操作简单和由演示现
象到得出结论的过程简单。我们不妨以低压沸腾的演示为例加以说明。
演示低压沸腾有许多方法：
方法一：用抽气机和真空罩演示。
方法二：将烧瓶中的水煮沸、加塞、停止加热后水沸腾停止了。再
将瓶倒置在支架上，往瓶底浇冷水，水又重新沸腾起来。
方法三：往瓶中倒入八、九十度的热水，水温低于沸点，不沸腾。
用抽气机（或针筒）抽气，水就沸腾起来。方法四：用100 毫升的大针
筒直接抽取约10 毫升的90℃左右的热水，将针筒尖端用橡皮帽封住，拉
动活塞，针筒内的水就沸腾起来。
比较上述四种实验方法，显然方法四最符合“三个简单”的要求。
我们的主张是，凡是能用简单的方法演示的实验，就不必把它的实验装
置复杂化。那种片面追求高、精、尖的演示仪器，贪大求洋的做法并不
足取。
（三）现象清楚
演示实验的成功与否在很大程度上决定于实验现象是否清楚。怎样
才能使现象清楚呢？
1．尺寸够大、位置够高
为了让全班学生都能看清楚教师的演示，要求仪器的尺寸尽可能做
得大一些，像大型示教电表、演示用弹簧秤、游标卡尺和螺旋测微器模
型等等都是为了使现象清楚而设计制作的大尺寸仪器。原则上能采用大
型仪器演示的决不要换用小的。
有些仪器不宜做得太大，此外有一些物理现象所能显示的变化本来
就很微小，为了使演示实验现象清楚，就有必要采用各种机械放大或光
放大或电放大装置，或采用间接显示的方法。
2．图象要竖直、运动方向应取横向
许多电学演示实验，如果线路都平摊在桌面上，那么各种元、器件
及仪表的连接方法学生就看不清楚。采用平面镜反射的方法不如采用竖
直放置的示教板现象更清楚。示教板有条件的可做成多功能的或拼装式
的，便于一物多用，充分发挥效益。示教板上的一些关键部件不必要预
先连接好，应该在演示时当堂边讨论边连接，可以提高演示效果。
在演示电力线、磁力线、水波的干涉、衍射等现象时，一般都只能
在水平面上进行。为了能让学生看得清楚，常常把这些实验用投影仪投
影在天花板上或墙壁上。演示时物体运动的取向也有讲究，一般应取横
向。
3．背景衬托
4．采用对比表演手法
包括自身对比和相互对比两种。自身对比就是将同一仪器装置，改
变一下其中某个条件，前后作两次实验，进行对比。
