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我们该如何学好物理,对物理学习的深度阐述

 当以读书通世事 2018-04-12

我们该如何学好物理,对物理学习的深度阐述

(一)

不论是在初中还是高中,物理绝对是一门让很多小伙伴头疼的学科。

当然,他也是让很多小伙伴痴迷不已的学科,因为物理学的好,感觉整个人都不一样。

其实,不单单是我们,在整个科学史上,凡是出色的物理学家,我们纵览他们的一生,无不散发着无与伦比的魅力。

物理的意义,绝不仅仅只是考试,绝不仅仅只是为了在中考或者高考当中多获得一些分数,从而上一个好点儿的高中或者大学。

物理的更是一种认知,是一种思维方式,是我们身处这个世界,面对纷繁复杂的各类事物时,支配我们思考、判断、抉择的内在力量。

所以,我们不应该仅仅把物理当做一门考试要考的学科来对待,要有更高层次的认知。

我们从初中二年级开始学习物理,这一年,我们14岁,我们已经开始长大,童年时光已经逐渐逝去,我们应该开始立下志向,开始有了人生目标,有了追逐的方向。

伟大的物理学家麦克斯韦,在发表他那篇震铄古今的《电磁学通论》时,才刚刚16岁。

1666年,伟大的物理学家牛顿用一根三棱镜还原了光的色彩,那一年牛顿还发明了直到如今仍然让广大大学生深受折磨的“微积分”,那一年牛顿提出了同样震铄古今的“万有引力定律”,那一年,牛顿23岁。

1895年,一个16岁的少年自学完了微积分,开始困惑如果自己的速度达到了光速会是怎样的场景,并且对经典力学产生深刻的怀疑。这个少年名叫爱因斯坦。是的,就是那个26岁提出了“光电效应”和“狭义相对论”的那个站在银河系对岸的爱伊斯坦。

从我们14岁开始学习物理,我们是否可以在小小的心灵里首先种下这些先辈们,这些当年的少年英才们榜样的力量。

不说国外的这些物理学天才,仰望星空,我们还要脚踏实地。

我们的祖先在2500年以前便对于我们每一代青少年给予了厚望。

他们归纳了一个少年英才一生的追求道路:格物、致知、诚意、正心、修身、齐家、治国、平天下(《礼记·大学》)。

格物,格物,格便是“研究、穷究”的意思,老祖宗告诉我们,人生成才的开端便是从“穷究事物原理,获取知识”的“格物致知”开始。

这不就是我们现在所谈的《物理》这门学科所做的事么?

所以,我们从14岁开始学习物理,也便是从14岁开始,我们就踏上了真正的求学成才的道路。

所以,我一直坚持并一直告诫我的学生,学好物理的第一步,是要从心态上开始成熟起来,充分认识到自己的成长和使命,能够做到“诚意正心”的对待后续的学习生涯。

(二)

物理,因为它看似深奥的各种专业术语、概念、定理而深受误会。有太多太多的孩子们,在还没开始学习它的时候,就已经自己告诉自己“物理很难”这样的第一印象。

未战先怯,恒败矣。

其实,物理是一门非常简单的学科。

当然,看到这句话,肯定有很多小伙伴做好了对我吐口水的准备,大家一定会说“老师,你骗人,这个物理题我读都读不懂!”“这个题目我知道好多个公式,就是不知道用哪一个,你还说简单!”“老师,你别再忽悠我们啦,我还是去学我的文科去吧!”

不要着急,你之所以觉得物理很难,是因为我们没有真正理解每一个简单的物理现象和定义罢了。

说物理简单,有以下几个原因。

首先,物理研究的对象都是我们大自然界实实在在存在的各种物质,它不会凭空去臆造一些匪夷所思的假象,而且物理所力图阐明的也都是本就已经存在于自然界中的简单的原理。

换句话说,物理研究的都是一些“死”的知识,是一些被自然界所“既定”的法则而已。

它不像学习文学时,分析人物心理、分析历史事件、分析人与人、国与国之间一直在不断变化的现象。

相对于复杂性,文学研究要远远超过物理。

另外,在物理学界有一个公认的常识,那就是“简洁美”,也就是物理学的终极意义就是用最简介的方式和理论去解释世界图像。

哥白尼提出了日心说,让我们几岁的孩子都很容易便理解了太阳系的构成,理解了恒星、行星和卫星之间的区别。

要知道,在日心说之前,地心说的复杂程度可是把众多大神级物理学家都搞到崩溃。

一个非常简洁的重力公式:G=mg,非常简单明了的解释了生活中各种现象,并且为我们生产劳动中各种各样的发明创造提供了边界条件。

这些种种,真的不复杂,只要我们静下心来,细细体悟,真正领会,我们每个人都一定能够把物理学好。

(三)

物理还有一个长期被小伙伴误解的偏见。

那就是物理太枯燥乏味,不够有趣,不像文学里那样充斥着各种各样荡气回肠、动人心魄的故事。

最有名的一句话就是:物理扼杀了我的嫦娥姐姐和玉兔妹妹。

广寒宫,嫦娥捧玉兔,多么美好的梦中画面,被万有引力定律和冰冷荒芜的月球表面照片给无情击碎。

从这个角度去看,物理貌似真的是大煞风景,把我们美好的想象和奇妙的神话故事都给剥夺了,甚至剥夺了诸如“不知天上宫阙,今夕是何年”、“举杯邀明月,对影成三人”这些千古名句的意境。

邀明月,邀明月,明月就是个球,你还邀个球啊!

可是,我们有没有发现,也正是因为物理,让本来仅仅存在于神话故事中的“千里眼”、“顺风耳”、“一个筋斗十万八千里”给统统变成了现实。

也正是因为物理,让我们更加体会到宇宙的浩瀚,才诞生出了诸如《三体》这样充满了科幻魅力的文学作品。

物理,是科学,神话故事,是艺术。

而所有让人叹为观止的高超艺术,都来源于科学的支撑。

吉他上的六根弦,是死板板的物理科学,可是经过演奏,就是动听的乐曲。

钢琴上的108个死板板的琴键,更是让钢琴成就了乐器之王。

物理的魅力远远不止于此,它让我们开阔眼界,精通原理,让我们开化,赋予我们更深层次的认知、想象与审美。

当我们学习了“声学”,我们闭上眼睛,再次聆听这个世界,当我们带着“音调”、“响度”、“音色”这三个标准去感受时,我们会发现鸟叫声、下雨声、汽车的喇叭声、老师的咆哮声都不再普通,而是充满了朝气与活力。

当我们学习了“光学”,我们知道了彩虹为何如此迷人。其实,一切光与影的艺术,比如唯美的纪录片、美丽动人的写真集、宏伟壮丽的摄影大片,都只不过是在和焦距、折射率、饱和度、对比度等等简单的物理原理对话,将其排列组合在一起罢了。

世界之所以多姿多彩,之所以越来越瑰丽迷人,从本质上都要归功于物理学的发展。所以,我们在感叹一件件伟大的艺术作品带给我们震撼的同时,我们在享受一件件创造发明带给我们便利和愉悦的同时,我们不更应该学好物理,从感受美参与到创造美的过程中么?

(四)

物理还有一个误解,也常存于小伙伴的心灵深处。

那就是神秘和晦涩。太多的小伙伴,都觉得物理是最枯燥的公式堆叠,最折磨人的函数组合,最抽象难懂的图像分析。

其实并不是这样,物理的每一个章节,每一个领域,都在试图用最简单,最直观的语言做定义,用最简洁最灵巧的公式做阐释。

再复杂的显现分析,再繁杂的公式推导,其实只是众多常识性简单原理的排列组合,而且有着非常明晰的排列组合逻辑。

拿受力分析而言,很多小伙伴在稍显复杂的受力分析时,觉得无从下手,连蒙带猜加比划,最终不是多了个力,就是少了个力,甚至还会自己创造个新的力出来。

其实,我们只要按照“场力”(重力、电磁力等不接触力)、“弹力”、“摩擦力”的顺序,稍微再融合一些“整体”与“个体”的思路,再复杂的受力分析都可以变得很简单。

所以,物理并不神秘,小伙伴千万不要被自己臆想的主观意识所左右,其实很多看似复杂的现象,就好比舞台上魔术师的表演,当你明白了背后的原理,会发现不过如此而已。

所以,平时,我总是告诉我的学生,物理是最简单、最有趣、最迷人的一门学科。

学习物理,绝不应该感到痛苦,而应该沉迷进去,并乐此不疲。

小伙伴们爱玩的各种运动,各种游戏,从本质上和物理实验是一模一样。

都是设定了规则,用操作和技能去排列组合,并加以结果验证,最终得到一个结果,如果结果不令人满意,再加以调整和优化,直至结论完美。

你看,做物理实验的这一套逻辑,是不是可以运用到篮球、乒乓球等体育运动当中,是不是也可以运用到王者荣耀和吃鸡游戏当中?

所以,如果你玩游戏和打篮球不觉得疲惫,那学习物理也不应该觉得疲惫。

至少,我们要做到累并快乐。

其实,这也就是学习的真谛。

(五)

物理到底研究些什么?

这是一个很简单又很难回答的问题。

说它简单,是因为可以用一句话来概括:物理研究的是全宇宙。

因为从尺寸跨度而言,小到分子、原子、质子、夸克,大到太阳系、银河系、超星集团和全宇宙,统统都是物理研究的范畴。

你可能会说:天呐!这么大的宇宙,所蕴含的原理、现象简直是无穷之多,难道学习物理就统统都要学好吗?

其实,按照物理数百年的研究发展,现在每个部分的界限都已经逐渐明晰,初高中阶段所涉猎的物理仅仅是“基础物理学”,从声、光、电、磁、力和能量等几个基础角度去阐释和讲解。等大家上了大学,读了研究生就会发现,哪怕只是一个细枝末节上的一个小小的知识点,都值得付出毕生的精力去探究它的本质。

所以,我们不要再有“学物理有什么用”这样的思想,物的魅力和作用无法用语言准确的形容,如果非要形容,我更倾向这样一句话:

世间不存在神,但是把物理全部研究透彻,你就是神。

(六)

怎么学好物理?

啰里啰嗦了这么久,才回到了本文的正题,真的很不好意思。

想学好物理,我想从“心态”和“方法”两方面去谈。

我们看过各种各样的武侠小说,任何一门武功秘籍,一般都分为“心法”和“招式”两部分,它们对应的是“内功”与“外功”。

想成为一个速成的杀手,可以忽略内功,注重招式,快速练成一些狠辣的杀招,出其不意,往往可以干掉敌人。

这就好比学习物理时,不注重本质概念的理解,只是用题海战术或者死记硬背或者套用公式,短时间内也许可以取得一个还过得去的成绩,但是长此以往,会越来越吃力,而且到最后物理实力会越来越弱。

就好比那个只注重招式的杀手,遇到真正的高手,往往不够看,会很轻易被反杀。

所以,想真正学好物理,成为高手甚至是宗师,修炼内功心法非常重要。也就是心态上的端正,正如前文所说“诚意、正心”。

我们下面就聊聊“心态”。

一、要保有好奇心,对事物充满兴趣和热爱

我们总是在小说里或者电视中见到这样的描述,一个高手看见一个少年,对他说:你根骨清奇,悟性甚佳,是个可造之材,拜我为师,传授你武林绝技。

学习物理可能和根骨没有太大关系,但是悟性甚佳却说到了点子上。也许你会说“悟性”和智商一样是天生的,难道我悟性差,就学不了物理了么?当然不会。

其实,悟性并不是天生的,不像“质量”是物体的基本属性一样不会改变。

悟性从本质上看其实是一种态度,充满好奇的钻研态度,充满怀疑的求证精神。一个不甚聪明的同学,但是善于钻研,力求甚解,充满好奇和求知欲,那他一样是学习物理的好苗子。

一个非常聪明的同学,但是比较懒散,对待新鲜事物缺乏兴趣和钻研精神,对待知识点的理解总是得过且过,那纵然他有着比肩爱因斯坦的智商,他也不可能学习好物理。

所以,充满好奇,保有兴趣,乐于钻研,热爱新鲜事物,是学好物理的基本品质。其实不论哪一门学科的学习,我们都应该有着这样的精神。

二、学以致用,增强感悟

我们学习语文时,背诵了很多优美的词汇和句子,但是在写作时不加以运用,我们很难提高我们的作文水平。

学习英语时,我们背诵了大量的单词和语法,但是我们羞于开口,不敢或者不擅在生活中去加以应用,我们的英语水平也一样难以得到真正的提升。

学习物理也是如此。

我们学习了很多基本原理,能够解释了很多物理现象,但是在我们的生活中,我们可能又把这些知识给忘记了。

学习了压强的知识,我是不是可以和爸爸探讨一下汽车胎压的问题?

学习了电学,我是不是可以自己接一下家里的电灯开关?

学习了热学,我是不是可以规范一下家里的厨房,看看冰箱里的东西真的都放对了位置了吗?

千万不要小看这样“学以致用”的态度和习惯,可能你会说,老师,这个东西考试又不考,这样做有意义吗?

又回到了本文开始时,我们所谈到的话题,如果只是为了满足考试而学习物理,那物理将很难学好。

如果能让一门学科,一种思维变成我们生活的一部分,那这门学科将会突飞猛进。

好啦,“心态”部分最重要的就是以上两点,下面我们谈谈“方法”。

一、千万不要死记硬背。

物理一定不是一门靠背诵来学习的学科,这是所有物理成绩好的同学的共识。你问他们物理怎样才能学得好,他们一定会告诉你,不要死记硬背。

最重要的是理解,理解基本概念,理解到基本概念里最最本质的每一个字。

比如,现在问大家一个问题:声音是什么?

你可能马上就会回答出我们刚开始学习物理就会背诵的那句“声音是物体的振动产生的”。

但是,有没有真正的静下心来想一想,声音是物体振动而产生的什么呢?

所以,如果对声音理解到位,你会告诉我:声音是一种波。这种波叫做声波,声波是由物体的振动而产生的。

看似没什么区别的两种回答,其实反映出来的就是“背诵”与“理解”的差别。

前者停留在背诵的文字,而后者才是真正的直击本质。

对待每一个概念,我们都要从最本质的角度去理解,而不是从文字的方面去背诵。

比如,学到密度,我会问同学们,“密度”是什么?

有的同学会把“密度”的定义原原本本背诵给我听。

而有的同学会告诉我:密度表示物体的致密程度,就像速度表示快慢程度,温度表示冷热程度一样,是一种度量。

对于第一种“背诵”型的同学,我不赞成他的学习方法,而对于后一种“理解”并且会横向对比的同学,我会给一个大大的赞。

二、分析现象,总结模型

我的物理课,同学们可以没有随堂笔记本,但是一定要有一个本子用来分析现象和总结模型。

什么要分析现象呢?举个例子,比如,“用吸管可以吸水”是一个现象,它利用了大气压的作用;“内陆温差大,沿海城市温差小”是一个现象,它是因为水的比热容较大……

当这样的现象整理和总结能够记满一个本子时,这位同学的物理水平一般都是处在尖子生的行列里。

那什么叫总结模型呢?

在物理的学习过程中,我们会发现有很多很多经典的物理模型,它们既能帮助我们更好的理解物理概念,而且在考试中往往会直接考到。

比如学习力学时,我们所画的每一张受力分析图,它就是一个模型,我们要把它们总结出来,记下来。

还有类似的“小球模型”、“子弹打木块模型”、“碰撞模型”、“似串实并电路图”模型等等,都需要我们去总结和揣摩。

这一个个模型,就是一个个精巧的套路,当你脑海中的套路多了,就不会轻易被别人所套路了。

三、避免题海战术,但是不放过任何一道错题。

我的物理课上,要求同学们必备的第二个本子,就是错题本。

不放过每一道错题,是治学的基本素养,更是学习物理的良方。

我很不赞成题海战术,学习物理尤其不需要深陷茫茫题海。因为有太多的题目从本质上都是重复,你搞定了一道,便搞定了一大片。

但是我们要重视每一道错的题,甚至要感谢每一道错的题,因为每一个错误带来的都是每一次进步。

对错题的分析一定要到位,知道自己犯错的原因,用红色字写在旁边,比如“再粗心我是小狗”、“这道题很贱,用整体法可以免坑”、“这道题超屌,电学结合浮力来考”等等。

当我们的错题本越来越厚,我们的能力亦越来越强,到最后,你会发现,再想找到一道有资格被我的错题本收录的题,都是那么的不容易。

这就是独孤求败的至高境界吧。

四、会记笔记,不会记不如不记

我一直不强求大家都一定要记笔记,因为并不是人人都真正会记笔记。

有很多同学,笔记记得很认真,还用五颜六色的笔做很多标记,但是成绩始终上不来。

这就属于不会记不如不记的类型。

有些同学基本上不怎么记笔记,但是成绩就是很棒,这就属于不需要记笔记的类型。

当然,并不是每个人都能成为后者,大部分同学还是需要一份真正有意义的物理笔记本的。

但是一定要会记笔记。

笔记的分类,共有三种,一种是上课的随堂笔记,讲究关键词速记+留白,重点是听讲,而不是记笔记。

第二种是课后的整理笔记,推荐“九宫格笔记法”或“康奈尔笔记法”,力求整理全面,总结到位,便于查阅。

第三种是考前复习专用的精炼笔记,推荐“思维导图法”,用联想形成知识的网状结构,进而形成整体的知识网络和学科思维。

具体每种笔记法,到底应该如何去记,在本文便不再阐述,后续写专门的文章一一剖析。


也欢迎各位关注我的头条号“四年伙伴”,我们一起探讨学习的那些事。

啰里啰嗦六千多字,希望能对每一个小伙伴都有帮助,也希望大家提出不同意见,我们共同探讨共同进步。

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