核心结论：若男老人将房子分给小儿子的协议因小儿子不履行赡养义务而需证明无效，可从协议内容违法、显失公平、存在欺诈胁迫等情形入手，通过收集证据、提起诉讼等方式来主张协议无效。以下为你详细分析：

从协议内容违反法律强制性规定角度

1. 法律依据：根据《民法典》规定，成年子女不履行赡养义务的，缺乏劳动能力或者生活困难的父母，有要求成年子女给付赡养费的权利。同时，民事法律行为不得违反法律、行政法规的强制性规定，不得违背公序良俗。如果男老人与小儿子签订的协议中，约定小儿子无需承担赡养义务，这种约定是违反法律强制性规定和公序良俗的。
2. 证明方式：大儿子可以收集能证明协议中存在此类违法条款的证据，比如协议文本本身。如果协议是书面形式，直接提供该书面协议；如果是口头协议，可以寻找知晓该口头协议内容的证人，如邻居、亲戚等，让他们出具证人证言来证明协议中关于不赡养老人的约定。然后向法院提起诉讼，请求确认该协议无效。

从协议显失公平角度

1. 法律依据：《民法典》规定，一方利用对方处于危困状态、缺乏判断能力等情形，致使民事法律行为成立时显失公平的，受损害方有权请求人民法院或者仲裁机构予以撤销。在男老人将房子分给小儿子的协议中，如果小儿子不赡养老人，而老人将主要财产房子分给小儿子，自己可能面临生活无保障的困境，这对老人来说是显失公平的。
2. 证明方式：大儿子需要收集证据证明老人当时处于一种相对弱势的状态，比如老人年事已高、缺乏经济来源、生活困难等。可以提供老人的医疗记录、收入证明、生活开支凭证等。同时，证明小儿子不履行赡养义务，如老人生活费用的支出情况、老人独自生活的照片或视频等，以显示协议对老人明显不公平。之后通过诉讼途径，请求法院撤销该协议，在法律效果上相当于确认协议无效。

从存在欺诈、胁迫情形角度

1. 法律依据：《民法典》规定，一方或者第三人以胁迫手段，使对方在违背真实意思的情况下实施的民事法律行为，受胁迫方有权请求人民法院或者仲裁机构予以撤销。如果小儿子通过欺诈、胁迫的方式让老人签订将房子分给他的协议，比如威胁老人如果不把房子给他就不赡养老人，或者虚构一些事实欺骗老人签订协议，那么该协议是可撤销的，撤销后也视为无效。
2. 证明方式：大儿子要收集能证明存在欺诈、胁迫行为的证据。如果是胁迫，可以寻找当时在场的证人，让他们提供证人证言；如果有相关的录音、录像资料，也可以作为证据提交。如果是欺诈，要收集能证明小儿子虚构事实的证据，比如聊天记录、书面材料等。然后向法院提起诉讼，请求撤销该协议。

在处理此类问题时，大儿子作为实际赡养老人的一方，要注意收集和保留好相关证据，以维护老人的合法权益。如果还有其他疑问，欢迎继续向我咨询。