试议思维例谈理想化思维办法在物理教学中应用如何

理想化方法是一种科学抽象，是研究物理学的重要方法，它是根据所研究问题的需要和具体情况，确定研究对象的主要因素和次要因素，保留主要因素，忽略次要因素，排除无关干扰，从而简明扼要地揭示事物的本质，理想化方法，在自然科学中的应用主要是：设计理想实验，建立理想模型.本文对理想实验方法和理想模型方法，提出一些粗浅的看法.

一、理想实验

所谓“理想实验”，又叫做“假想实验”、“抽象的实验”或“思想上的实验”，它是人们在思想中塑造的理想过程，是一种逻辑推理的思维过程和理论研究的重要方法.理想实验方法是形成物理概念、建立物理规律的基础；运用理想实验方法，可以简化和纯化研究对象及其所处状态和发展变化的过程，大大方便了对物理问题的处理；对于许多复杂的物理问题、可以先进行理想实验，再对实验所得出的结论加以适当的修正，以便于解决实际的物理问摘自：写论文www.618jyw.com
题.
1.理想斜面实验.作为经典力学基础的惯性定律，就是理想实验的一个重要结论.伽利略用著名的理想斜面实验，纠正了亚里斯多德“运动需要力来维持”的错误观点，发现了力与运动关系的规律.伽利略所采用的理想实验和科学推理的方法，得到了爱因斯坦高度赞扬：“伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正开端.它是由考虑一个既没有摩擦又没有任何外力作用而永远运动的物体的理想实验而得来的，这个发现告诉我们，根据直接观察所得出的直觉的结论不是常常可靠的，因为它们有时会引起错误的线索上去.”从这些例子以及后来的许多的例子中，我们认识到用思维来创造理想实验的重要性.
2.关于运动时钟延缓的研究.关于运动时钟延缓的结论，爱因斯坦创立相对论时，是由一种理想实验推导出来的，但到了 1971 年，美国的哈弗尔 （Hafel） 和凯丁 （keating） 作了实验，他们把四只铯原子钟放到飞机上，在赤道平面附近高速度向东及向西飞行，也就说相对于地球的速度不同，当飞机分别绕地球航行一周回到地面的出发点时，与一直静止放在那里的铯原子钟对时间，结果表明，处在向东飞行的飞机上的钟，其读数平均慢了 59 × 10-9，处在向西飞行的飞机上的钟，平均快了 273 ×10-9秒，这种实验结果与相对论理论计算值在 10% 的误差范围内完全一致.这个实验，一方面检验了狭义相对论的正确性，另一方面也说明了人们已将前人理想实验转化成了真实实验. 自然科学的理论研究中，理想实验具有重要的作用，作为一种抽象思维的方法，可以进一步揭示出客观现象和过程之间内在的逻辑联系.对于推翻旧的不合理理论、建立新的正确理论，起着重要的推动作用.
3.单摆运动的研究.在研究单摆的运动规律时，高中教材上曾写道：“在一根不能伸长、又没有质量的线下端系一个质点”就是一个单摆.我们知道，在自然界中既不存在不能伸长又没有质量的线，也不存在只有大小而没有质量的质点.但是在我们研究单摆运动的过程中，单摆的质量和伸长是很微小的、是次要的，摆球的大小可以不考虑，介质阻力也可以忽略.
还有，我们得到的单摆周期公式中，很明显，T与幅角无关，实际上通常情况下，单摆的运动不是简谐运动、只有当摆角很小时（小于50时），单摆的运动才可以看作是简谐运动.当摆角较大时，上面的公式需要加以修正.
单摆在实际生活中很有用，惠更斯在1656年首先利用单摆的等时性发明了带摆的计时器（1657年获得专利），由于单摆的周期可以通过改变摆长来调节，所以计时很方便，因此现在仍然应用在时钟里.而且利用单摆的等时性还可以测定各地的重力加速度.

二、理想模型

理想模型是为了便于研究而建立的一种高度抽象的理想对象.作为科学抽象的结果，“理想模型”也是一种科学概念，但是它不同于一般科学概念.引入理想模型可以使问题的处理大为简化，而又不会发生多大的偏差.对于比较复杂的研究对象，可以先研究它的理想模型，然后对研究结果进行修正，使它与实际的对象相符合.理想模型一般可分为对象模型、条件模型、过程模型等.
1.对象模型.所谓对象模型，就是用来等效代替研究对象实体的理想化模型 ，例如质点、弹簧振子、点电荷、理想变压器、点光源、光线等都属于对象模型.对象模型的建立，会使得我们解决问题大为简化.如在研究地球绕太阳公转时，忽略地球的自转效应，我们把地球看作一个质点，就很简单明了.
2.条件模型.把研究对象所处的外部条件理想化建立的模型叫做条件模型.如光滑表面、轻杆、细绳、均匀介质、匀强电场和匀强磁场等都属于条件模型.在研究物体运动时，把所处的条件理想化，抓主要因素，同样会使问题简明化，而对其研究的结果影响又极其微小，它还会使得某些本来无法解决的问题得以解决.
3.过程模型.实际的物理过程都是有诸多因素共同作用的结果，忽略次要因素的作用，只考虑主要因素引起的变化过程叫做过程模型.例如，在空气中自由下落的物体，在高度不大时，空气阻力比起重力可以忽略不计时，可抽象为自由落体运动，这就是一个理想化的模型.匀速直线运动、匀变速直线运动、抛体运动、匀速圆周运动、简谐运动、等温过程、绝热过程等都属于过程模型.
在认识和理解物理模型时，应每种模型都有限定的适用条件和适用范围.把一个实际问题构建成什么样的模型，要具体问题具体分析.在物理学上，任何模型都是在特定的条件下构建起来的，这就要求我们在选择模型时，要综合考虑研究问题的目的、性质，然后再作出正确的抉择.
参考文献：
简明物理辞典.1983（12）. 湖北人民出版社.
江守一郎.模型实验的理论和应用. 科学出版社，1984（8）.
[江苏省句容市实验高级中学 （212400）]