重视思想实验研究 促进创新人才培育

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1、10.3969/j.issn.1671-489X.2011.18.重视思想实验研究促进创新人才培育艾伦1兴乔21首都师范大学北京1000482中国教育技术装备杂志社北京100081摘要通过对思想实验作用的历史证明，对教育改革需要思想实验的原因以及如何对学生进行思想实验训练的阐述，试图说明在培养创新型人才的教育教学中需要探究性实验，也需要验证性实验，但是更加需要思想实验。关键词思想实验；创新思维；思维训练中图分类号：G424.31文献标识码：A文章编号：1671-489X(2011)18-0001-05ThoughtExperimentandInnova

2、tion//AiLun1,XingQiao2AbstractTheroleofthehistoryofthoughtexperimentproveseducationreformisinneedandexplainshowthoughtexperimentsshouldbeconductedonthecauses，indicatingthattrainingcreativetalenttoexploretheeducationalteachingandverifytheexperimentarebothrequired,butwhatisparticu

3、larlynecessaryisthoughtexperiments.Keywordsthoughtexperiment;innovativethinking;thinkingtrainingAuthor’saddress1CapitalNormalUniversity,Beijing,China1000482ChinaEducationalTechnologyandEquipment,Beijing,China100081不久前，笔者曾在本刊登出的《探究性与验证性辨析：改变实验教学视点》一文中提出“提倡探究性实验，反对唯验证性实验”的观点。本文则进一

4、步提出在实验教学中使用“思想实验”的概念，并将通过对什么是思想实验、为什么需要思想实验、怎样使学生学会思想实验等3个方面的阐述，试图说明在以培养创新型人才为总体目标的教育教学中需要探究性实验，也需要验证性实验，但是更加需要思想实验。1什么是思想实验思想实验并非一个新概念，只是在教学上，尤其是在实验教学方面不经常提及，也不使用，所以使得人们对它比较生疏。以下将从思想实验的概念出发，并通过实例对其进行解释和说明。1.1思想实验的概念思想实验是人类按照科学研究的实验过程在头脑中进行的逻辑思维活动，是自然科学家和哲学家经常使用的一种十分有效的研究方法。历史上比

5、较著名的思想实验有伽利略的重力实验、爱因斯坦追逐光线的实验、薛定谔之猫的实验等，这些思想实验在科学技术的发展中起着至关重要的作用。大量史实证明，在科学技术发展的一些关键性时刻，都是科学家通过思想实验的方法得到突破性进展。例如：继文艺复兴之后发展起来的西方自然科学，由伽利略通过思想实验而得出的物体运动规律在日后经典物理学体系的建立中起到奠基的作用；在化学家发现大量化学元素而不能找到一般性规律的时候，门捷列夫通过思想实验建立的元素周期表为人们发现更多的元素指明方向；而当经典物理学遇到困境时，爱因斯坦用思想实验建立起来的相对论理论为物理学的发展开拓出新的路径

6、。1.2典型的思想实验在诸多的思想实验案例中，最具有代表性的应属伽利略的重力试验。古希腊哲学家、思想家、政治家和科学家亚里士多德（公元前384～前322年）一生至少撰写170部著作，其中流传下来的有47部，代表作有《工具论》《物理学》《形而上学》《伦理学》《政治学》等。这个伟人留下的一个遗憾是他在研究物理学时宣布：自由下落的物体，其下落速度与该物体的重量成正比[1]。这一错误结论一直被人们毫无怀疑地接受，而且延续1900多年。直到1590年，才被意大利科学家伽利略用思想实验的方法将它推翻，并得出正确的结论。伽利略设想将一重一轻两个物体用一段绳子连在一起

7、，让它们同时自由下落。根据亚里士多德的理论，由于重物下落速度快而轻物下落速度慢，所以两物之间的绳子将被拉紧，于是重物向下拉轻物而使轻物速度加快，轻物向上拉重物而使重物速度减慢。这样就使得两个物体的共同速度介于两物单独下落时各自具有的速度之间，即应该比重物单独下落时的速度慢，而比轻物单独下落时的速度快。但是，当绳子张紧时，相当于将两个物体捆绑在一起，总重量应大于原重物，根据亚里士多德的理论，其下落速度应该比重物单独下落的速度还要快才对。两个结论前后矛盾，所以只能认为自由落体的下落速度与物体的重量无关，即重物与轻物的下落速度相同。历史上伽利略得出这个正确的

8、物理定律完全是通过思想实验实现的，他并没有爬到比萨斜塔上去做坠物实验，也没有必要爬到比萨斜塔上