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来源:中学数理化,来自台湾

物理可以说是许多同学学习的过程中最感困难的科目之一,究竟它是「悟理」还是「雾里」呢?这个答案除了取决于对自然现象的领悟程度之外,更重要的是要有正确的学习方法,错误的方法不仅感受不到物理之美,更会把物理视为畏途。

在有了这些年的教学经验之后,我先大致把几个学生常犯的错误列出,供往后的学习者参考,希望大家能引为前车之鉴。

1.物理不是一堆公式的组合:因为我们的基础教育对『概念』的学习并不太重视,导致很多同学误以为自然学科就是代入一堆公式所得到的答案,所以导致同学以为只要认真地把各种题型多加练习,就可以得到高分;这样的观念即使因此在各种考试中获得很好的成绩,却没有真正学到科学的态度及方法,对往后高等教育(大学及研究所)的学习不仅没有帮助,更会受到阻碍。

2.物理不是多算题目就好:有些用功的同学花在物理上的时间非常惊人,却只是在多练习题目,这是过去升学导向的学习方式所造成的,但这也扼杀了同学们的思考空间,只要观念够完整,算十题也比算一百题有用。

3.物理不是片片段段的知识:物理的发展有很长远的历史,至少一些重要的人物也是出现在近四五百年内,这些科学家绝对不是凭空想象就能得到物理定律及公式,任何定理及定律都一定有它发展的起源,但是却很少有同学愿意花时间去深入了解这些发展历史,所以对大部分同学而言,物理各章节之间的关联性并不大,似乎拆开来独立学习也无所谓,所以当我们问及整体物理概念时,绝大部分的学生都无法完整回答。

4.物理不是已经发展完成的学科:有些同学把物理课本当成圣经,以为学好这些就能考上大学,然后找到理想的工作;事实上,高中部分所学的物理只在大一的普通物理还勉强用得上,但是到更高年级的学科(不论理科或工科),这些就毫无用武之地了;所以平时多看一些课外相关的书籍,或上网查一些相关的信息,都能获得许多更新的讯息,既有趣又顺便了解最新的科技发展,也可以为往后的生涯发展作一些规划,何乐而不为呢?

5. 物理不是只靠数学而已:当然,学习高中物理必须要有一些基本的数学基础,但是所用到的数学通常不会很难,毕竟数学是一切科学之母,物理却是自然科学之母;有些同学因为数学成绩不好,就认定自己的物理一定学不好,这样先入为主的观念会导致对物里的恐惧感,当然无法学好物理。

6.物理千万不能依赖参考书:坊间的参考书玲琅满目,大多都把物理的观念做好整理,让同学在学习时只要简单的看一下,就能够赶快进入解题的程序,这样的思考逻辑也是台湾急功近利的观念所养成的,难怪乎台湾的物理基础教育无法提升。

7. 物理不是在脑中建立题库:这是学习所有自然学科时的通病,有些同学当看到题目时,都先思考过去作过的题目是否有类似题,然后再套入公式求解,殊不知物理虽然只有少数几个观念,却因为自然界变化万千,能够出题的类型当然也有许多变化,套用计算机的语言来说,与其把所有题目存放在硬盘(HD)再做搜寻的工作,不如把重要观念放在高速缓存(RAM)中,要来得清楚、迅速,负担也轻得多了。

讲了一些负面的物理学习方法,接下来再提一下我对同学学习物理的一些建议,这是包含我个人的学习及教学经验得到的结论,提供大家做参考:

1. 精读课本:有些老师上课会使用参考书或讲义,因为这样上起课来轻松又有效率,学生也不用费时去整理重点,这样的结果导致同学都不爱看课本,甚至会觉得看课本很浪费时间;但是课本却是同学自学时最重要的数据,课本的作者(各版本都相同)花了很多心血在做概念的叙述,从预习、上课到复习对学生都有很大的帮助,为了减少对老师的依赖,建议同学一定要详细阅读课本内的叙述,学习自己划记、整理重点,在不看解答的情形下,把习题好好做一遍,这样的效果远比花钱买讲义、参考书来得有用。

2. 阅读相关课外资料:课本因为受到篇幅的限制,没有办法详细讲述每个概念的发展过程,此时阅读课外资料就能补强这部分的弱点;另外,物理许多新的发展都是现在进行式,从这些最新的科技应用可以让同学了解学习物理的用处,提升对物里的兴趣,甚至可以跨越现在的学习范围,先进行一些小的研究计划,不仅可以增进实力,还可以藉此参加各种比赛或展览,对往后的升学之路有绝对的帮助;眼光若放得更远些,这样对往后的生涯规划也能提供良好的参考。

3. 熟记并了解概念的真实意义:物理的学习过程中,最重要的往往是那几句简单的定义、定律叙述,对同学而言,大都觉得那是单调、枯燥而乏味的,因为没有看到数字心中似乎就不踏实,举个例子来问:有多少同学能够确实说出速度、平均速度、瞬时速度的定义及差异?绝大部分的同学就只会回答:「距离除以时间就是速度」,这个概念还停留在国小的程度;再举个例子:有多少同学能够详细叙述牛顿三大运动定律?什么是动量?为什么动量会守恒?这些动力学的基本概念影响着整个力学的学习过程,与其强记一些公式、题型,不如把这些概念内化成自己的基本知识,就像武侠小说中所说,当武功练至高层时,通常是无招胜有招。

4. 多问师长:经过前面的叙述,好像物理自己学就可以了,这是错误的想法,因为在学习的过程中经常会有自以为是的时候,切记,没有一本书是圣经,我们在阅读完每一本书的叙述之后都必须保持一份质疑的警觉,不一定是书中的叙述有错,也有可能是自己的理解出了问题,所以通过和师长的讨论可能可以防止这一类的错误;此外,也可以经由师长的建议,得到更多的相关信息,所以我很建议将研究所的「师徒制」用在高中,借着更深入的讨论才能学到完整的知识,也能够在离开学校之后继续自行学习。

5. 多帮助同学解答问题:所谓「教学相长」,当我们和同学讨论问题时往往能够找出问题的症结,在帮助别人解答问题时,也能够切实的了解自己是否真的了解透彻;再者,为同学解释时也可以顺便训练自己的表达能力,这在台湾现今的教育训练中极为缺乏,不是说不完整,就是词不达意;看看西方国家一些大师级的人物,他们都能把复杂的观念用浅显的语句来表达,让听者或读者很容易心领神会,反观台湾的教师,常常不去理会学生的吸收能力,反正学习是学生自己的责任,这样的教育方式怎么能够将学生带入知识的殿堂呢?

6. 自己做总整理:由于许多同学喜欢片片段段的读书,很难有连贯的思考,我建议同学在详细读完一章节之后能够阖起书本,自己整理一些重点,然后再翻开书本对照看看,是否有哪些部分漏掉了,通常那些部分就是最常忘记的地方;当读完一个大段落时(例如整个力学、电磁学等等),再一次自己做总整理,就像瞎子摸象一般,有时候太靠近了反而看不到全貌,当我们跳到距离较远的地方,反而比较能够了解真实的意义;另外,自己做整理还有一个好处,那就是学会作笔记,这对将来高等学府的学习效果绝对有正面的帮助。

接着要在同学学习物理之前,避免大家陷入瞎子摸象的情形,教师有义务为同学们先介绍这只大象的全貌,然后再一一介绍大象的每一个部分;高中物理主要分成五大部分,分别是力学、热学、光学(或含波动学)、电磁学及近代物理,等到上了大学,分类的方法就不一样了,甚至上了研究所,物理的基础知识被分为四大力学,分别是古典力学、电动力学、统计力学及量子力学,所以每一个阶段都有不同的分类法,千万不要认为现在所学的物理就是全部,事实上现在所学的物理只能说与大一的普通物理学很类似,大二之后就几乎用不上了,接着我们把五大部分作个大概的介绍,其余的内容再由以后的

单元介绍:

一、 力学:主要讲的是牛顿力学,先讲运动学的原因是因为它只包含了长度与时间两个基本量,再介绍静力学,讨论平衡时的条件,最后就是整个动力学,它包含了牛顿的三个运动定律、质量、动量、牛顿的万有引力定律、能量等等概念,是所有物理学的基础。

二、 热学:高中的热学大部分很浅显,引进温度这个概念,介绍热量、热容量、比热、热膨胀系数等定义,但是较难的部分是理想气体方程式与微观的气体分子动力论,这部分运用到牛顿力学来描述理想气体的情形,也解释压力、体积及温度这些巨观量的组成原因。

三、 光学:分成几何光学及物理光学两大部分,几何光学主要谈的是国中曾经学过的反射及折射,只是加入较复杂一点的计算而已,物理光学就必须要用到波动的概念,藉由波动学来讨论光的干涉及绕射现象。

四、电磁学:介绍电与磁的现象,电与磁不像质量可以看的见,所以电磁学就直接从库仑定律(力)开始介绍,接着介绍电场、电位能、电位这些基本量(静电学),再讲电流、电阻、电压、焦耳定律、电功率等等生活上常用的量;再来就是讨论电如何产生磁场,以及磁场变化如何产生电动势,这些在国中就完全没听过了。

五、 近代物理:简介一些十九世纪末到二十世纪初期的物理发展,主要讨论的是量子力学的发展过程,也些微讨论到相对论的基本假设,算是在讲物理的发展史,只是新教材多了电子学这个新题材,这在介绍半导体的作用原理,只作定性的叙述,不作定量的计算。

或许有些同学会觉得反正如果不念物理系,上了大学就不太用得到物理了,这是错误的观念,试想,如果真的是如此,那为什么教育专家都要把物理放在高中课程内,而要求所有理工类科的学生都要学习;其实,所有学科中最重要的基础是逻辑,而数学是把逻辑用科学的角度所延伸出来的学科,物理真正的用处并不只在那些定理、定律的推导,而是把自然现象用科学的方法(数字)加以整理、归纳,这中间的过程才是最重要的,希望大家能学完整个物理之后,再回过头来看看这句话,相信你也会有所体会的。

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One Response to “高中物理学习方法总论”

  1. shk Says:

    讲的真好,很有启发,有时间一定让儿子读一读。其实,我在想,作者不仅在介绍物理的学习方法及理念,也适用其它学科,我体会最深的是数学。中学时,我的物理不太好,数学学的还算不错,在升高中和考大学两次关键门坎时,都起到了至关重要的作用。在数学学习的过程中,我一直就很注重书本的学习,这篇文章中作者谈了许多经验与方法,我也有切身体会。

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