理想实验在物理教学中的作用

月尔古丽·买买提

摘要：本文详细论述了理想实验的概念以及它们在物理学中的地位和作用，并对比分析了理想实验和真实实验的辩证关系。

从物理学发展的历史来看，作为物理学理论的基础，物理实验是物理学发展的基本动力。其中理想实验在物理学发展中起到了非常重要的作用，它能够纠正某些错误概念，也是一个建立新概念，探索新理论的有效途径。理想实验不仅对物理学的发展和物理学教学具有积极而深远的意义而且对培养学生的思维能力方面也有不可估量的价值意义。

关键词：理想实验；物理学；物理学发展

一、绪论

1.理想实验及其发展过程

理想实验从其字面意思我们就可以知道它是一种理想化的实验，但是这种理想化实验并不是随意瞎想和并不是没有依据的，而是人们已经认识到的自然规律和已学到的科学实验为前提，加上一些思维上的逻辑推理方法，并且在研究中忽略了次要问题，放大了主要问题，提出一些假设，依据一些本来已证实的理论进行推论和演算，最终经过一系列的分析得到实验结论。它属于一种想象中的实验，在现实生活中是无法实现的，它突破了现实中条件的限制，在思维上提高了科学技术的水平，推动了物理学中的发展。

2. 理想实验与科学实验的联系与区别

真实的科学实验与理想实验相比，真实的科学实验需要动手用具体的实验装置去做，这样就肯定会受到一定的制约，还要考虑到实验条件的影响和实验误差的分析等情况，而理想实验去排去这些林林种种，只取其精华部分，并且理想实验是可以充分发挥人们的想象力，可以超过现代科学技术的一种实验，所以在中学物理某些知识的讲解上，我们有时无法让学生真正的观察到实验的过程及现象，只能依靠教师建立理想模型来进行实验，针对过程来讲解，提出猜想和假设，通过理论分析来讲解问题。

二、理想实验在物理学中的作用

现在，理想实验得到人们的越来越多的重视，它促进了物理规律、理论的发展，推动了物理学向新的领域扩展，它在物理学发展中起了非常重要的作用：

1. 应用理想实验进行物理教学

（1）真空不可传声在初中物理学中有声音的传播是需要依靠介质的，在讲解这一节课的时候，我们都知道声音不仅在空气中传播还能在液体中和固体中传播。我们要判断声音的传播是否一定需要介质的时候，那就要判断真空中声音是否传播。具体实验如下：首先把一部手机放入玻璃罩内，开始的时候玻璃罩内有空气，内外压强相同，我们用另一个手机打入电话时，可以听到手机铃声的声响，这时教师开始不断地抽出玻璃罩内的空气，学生会发现玻璃罩内的手机铃声的声响逐渐的变小，我们会发现随着玻璃罩内空气密度的变小，传播声音的能力越来越变小，因为我们课堂上的实验是无法把玻璃罩内抽成绝对的真空，所以无法达到我们想要的理想实验环境，这时我们就可以利用合理地猜想，假设我们把玻璃罩内的空气全部抽完，抽成绝对的情况下，我们猜想将不会听到手机铃声。

（2）牛顿第一定律。在讲解这一节课的时候，学生们首先会认为亚里士多德的结论“力是维持物体运动的原因”是正确的，就像人们推箱子的时候箱子运动，还有小孩踢球的时候正是因为收到了力的作用，球才会被踢开，针对我们实际观察的现象都很容易给学生造成这种假象，认为力是维持物体运动的原因。并且在实际上，我们也无法让物体不受任何力的作用，这个时候，教师就会想到应用我们之前学过的伽利略的实验，小球在光滑的下面上运动的情况来进行分析，在小球不受任何力的作用下，当小球从一个斜面上滑落下来，紧接着又滑上另一个斜面上会达到与第一个斜面相同高度时停止，不断地做往复运动，并且每次都达到相同的高度，这时，我们把另一个斜面改成平滑的水平面呢？让学生来猜想，如果其中的一个斜面改成平滑的水平面，小球无法达到和第一个斜面相同的高度则它会继续不断地运动下去，永不停止。这个猜想的提出是因为我们都知道完全无摩擦的运动是不存在的，所以我們运用了理想实验，从这样的猜想分析，就得到了牛顿第一定律的结论。物体在不受任何外力的作用下或他受到的合外力为零的情况下，它将保持静止或匀速直线运动状态。

通过以上两个无法真实演示的理论，应用理想实验来进行分析的中学物理课程，我们从中了解到，理想实验对于我们中学物理学习和教学会有很大的帮助。它不仅简化了许多问题使我们的课堂教学和问题研究更加简单。还能够更直接更快速的得到准确的结果。这也是理想实验被广泛应用的原因。

2. 利用理想实验培养学生的想象力和创造力

在物理实验课上，老师通常会应用一些学过的知识引发学生思考并回顾之前所学过的知识，来引出本节课的内容，引发学生思考和想象，有助于学生自己得出结论，这也说明了物理知识是相互联系的。对于物理实验来说也是一样的的，就像我们介绍的真空不能传声这个实验时，也是通过让学生对实验现象一点一点的观察、分析、理解，总结归纳的，教师引发让学生自己在思维中创建实验条件，通过之前的实验现象让学生自己来想想当我们把玻璃罩内的空气全部抽空的情景，并实验条件达到理想条件，绝对真空条件，猜想是否我们就听不到玻璃罩里面的手机铃声的声音了。这个问题研究的过程球锻炼了学生的想象力和创造力。对于学生今后的学习以及科学研究来说是有很大帮助的。在面对类似的难题时，学生就会应用他们的想象力和创造力以及适当的探究方法进行研究。

3.利用理想实验可以培养学生的自主学习自助思考能力

在学习牛顿第一定律时，由于我们日常生活中的一些情况给学生造成了很多的假象以至于学生们对于亚里士多德的结论是赞同的，当老师提出了不同的结论时就会引发学生对这两个不同结论的思考和分析，这需要学生自主思考和分析，使自己自觉主动地参与到学习探究过程，这样就可以培养学生的主动思考，主动学习的能力。

由此可见，理想实验不仅是物理学中的重要学习内容，也是重要的科学学习方法。在物理学的发展中表现出了不可代替的优越性，深入了解理想实验并在物理教学中运用它，对开发学生智慧，培养学生想象力和创造力起到绝对性的作用。

参考文献：

[1]陈明胜 理想实验及其在物理学发展中的巨大作用[J]黄冈师范教育学院

[2]沈晓玲 中专物理教学，2001，（3）

（作者单位：新疆阿克苏市第七中学 843000）endprint