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學習物理如何才能做到悟理

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“物理”可以說是許多同學學習的過程中最感困難的科目之一,究竟它是“悟理”還是“霧裡”呢?這個答案除了取決於對自然現象的領悟程度之外,更重要的是要有正確的學習方法,錯誤的方法不僅感受不到物理之美,更會把物理視為畏途。

學習物理如何才能做到悟理

在有了這些年的教學經驗之後,我先大致把幾個學生常犯的錯誤列出,供往後的學習者參考,希望大家能引為前車之鑑。

1.物理不是一堆公式的組合

因為我們的基礎教育對『概念』的學習並不太重視,導致很多同學誤以為自然學科就是代入一堆公式所得到的答案,所以導致同學以為只要認真地把各種題型多加練習,就可以得到高分;這樣的觀念即使因此在各種考試中獲得很好的成績,卻沒有真正學到科學的態度及方法,對往後高等教育(大學及研究所)的學習不僅沒有幫助,更會受到阻礙。

2.物理不是多算題目就好

有些用功的同學花在物理上的時間非常驚人,卻只是在多練習題目,這是過去升學導向的學習方式所造成的,但這也扼殺了同學們的思考空間,只要觀念夠完整,算十題也比算一百題有用。

3.物理不是片片段段的知識

物理的發展有很長遠的歷史,至少一些重要的人物也是出現在近四五百年內,這些科學家絕對不是憑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發展的起源,但是卻很少有同學願意花時間去深入瞭解這些發展歷史,所以對大部分同學而言,物理各章節之間的關聯性並不大,似乎拆開來獨立學習也無所謂,所以當我們問及整體物理概念時,絕大部分的學生都無法完整回答。

4.物理不是已經發展完成的'學科

有些同學把物理課本當成聖經,以為學好這些就能考上大學,然後找到理想的工作;事實上,高中部分所學的物理只在大一的普通物理還勉強用得上,但是到更高年級的學科(不論理科或工科),這些就毫無用武之地了;所以平時多看一些課外相關的書籍,或上網查一些相關的資訊,都能獲得許多更新的訊息,既有趣又順便了解最新的科技發展,也可以為往後的生涯發展作一些規劃,何樂而不為呢?

5.物理不是隻靠數學而已

當然,學習高中物理必須要有一些基本的數學基礎,但是所用到的數學通常不會很難,畢竟數學是一切科學之母,物理卻是自然科學之母;有些同學因為數學成績不好,就認定自己的物理一定學不好,這樣先入為主的觀念會導致對物裡的恐懼感,當然無法學好物理。

6.物理千萬不能依賴參考書

坊間的參考書玲琅滿目,大多都把物理的觀念做好整理,讓同學在學習時只要簡單的看一下,就能夠趕快進入解題的程式,這樣的思考邏輯也是臺灣急功近利的觀念所養成的,難怪乎臺灣的物理基礎教育無法提升。

7.物理不是在腦中建立題庫

這是學習所有自然學科時的通病,有些同學當看到題目時,都先思考過去作過的題目是否有類似題,然後再套入公式求解,殊不知物理雖然只有少數幾個觀念,卻因為自然界變化萬千,能夠出題的型別當然也有許多變化,套用計算機的語言來說,與其把所有題目存放在硬碟(HD)再做搜尋的工作,不如把重要觀念放在快取記憶體(RAM)中,要來得清楚、迅速,負擔也輕得多了。

講了一些負面的物理學習方法,接下來再提一下我對同學學習物理的一些建議,這是包含我個人的學習及教學經驗得到的結論,提供大家做參考:

1.精讀課本

有些老師上課會使用參考書或講義,因為這樣上起課來輕鬆又有效率,學生也不用費時去整理重點,這樣的結果導致同學都不愛看課本,甚至會覺得看課本很浪費時間;但是課本卻是同學自學時最重要的資料,課本的作者(各版本都相同)花了很多心血在做概念的敘述,從預習、上課到複習對學生都有很大的幫助,為了減少對老師的依賴,建議同學一定要詳細閱讀課本內的敘述,學習自己劃記、整理重點,在不看解答的情形下,把習題好好做一遍,這樣的效果遠比花錢買講義、參考書來得有用。

2.閱讀相關課外資料

課本因為受到篇幅的限制,沒有辦法詳細講述每個概念的發展過程,此時閱讀課外資料就能補強這部分的弱點;另外,物理許多新的發展都是現在進行式,從這些最新的科技應用可以讓同學瞭解學習物理的用處,提升對物裡的興趣,甚至可以跨越現在的學習範圍,先進行一些小的研究計劃,不僅可以增進實力,還可以藉此參加各種比賽或展覽,對往後的升學之路有絕對的幫助;眼光若放得更遠些,這樣對往後的生涯規劃也能提供良好的參考。

3.熟記並瞭解概念的真實意義

物理的學習過程中,最重要的往往是那幾句簡單的定義、定律敘述,對同學而言,大都覺得那是單調、枯燥而乏味的,因為沒有看到數字心中似乎就不踏實,舉個例子來問:有多少同學能夠確實說出速度、平均速度、瞬時速度的定義及差異?絕大部分的同學就只會回答:「距離除以時間就是速度」,這個概念還停留在國小的程度;再舉個例子:有多少同學能夠詳細敘述牛頓三大運動定律?什麼是動量?為什麼動量會守恆?這些動力學的基本概念影響著整個力學的學習過程,與其強記一些公式、題型,不如把這些概念內化成自己的基本知識,就像武俠小說中所說,當武功練至高層時,通常是無招勝有招。

4.多問師長

經過前面的敘述,好像物理自己學就可以了,這是錯誤的想法,因為在學習的過程中經常會有自以為是的時候,切記,沒有一本書是聖經,我們在閱讀完每一本書的敘述之後都必須保持一份質疑的警覺,不一定是書中的敘述有錯,也有可能是自己的理解出了問題,所以通過和師長的討論可能可以防止這一類的錯誤;此外,也可以經由師長的建議,得到更多的相關資訊,所以我很建議將研究所的「師徒制」用在高中,藉著更深入的討論才能學到完整的知識,也能夠在離開學校之後繼續自行學習。

5.多幫助同學解答問題

所謂「教學相長」,當我們和同學討論問題時往往能夠找出問題的癥結,在幫助別人解答問題時,也能夠切實的瞭解自己是否真的瞭解透徹;再者,為同學解釋時也可以順便訓練自己的表達能力,這在臺灣現今的教育訓練中極為缺乏,不是說不完整,就是詞不達意;看看西方國家一些大師級的人物,他們都能把複雜的觀念用淺顯的語句來表達,讓聽者或讀者很容易心領神會,反觀臺灣的教師,常常不去理會學生的吸收能力,反正學習是學生自己的責任,這樣的教育方式怎麼能夠將學生帶入知識的殿堂呢?

6.自己做總整理

由於許多同學喜歡片片段段的讀書,很難有連貫的思考,我建議同學在詳細讀完一章節之後能夠闔起書本,自己整理一些重點,然後再翻開書本對照看看,是否有哪些部分漏掉了,通常那些部分就是最常忘記的地方;當讀完一個大段落時(例如整個力學、電磁學等等),再一次自己做總整理,就像瞎子摸象一般,有時候太靠近了反而看不到全貌,當我們跳到距離較遠的地方,反而比較能夠了解真實的意義;另外,自己做整理還有一個好處,那就是學會作筆記,這對將來高等學府的學習效果絕對有正面的幫助。