物理學研究方法


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我們都知道自然科學不是件好學的東西

還記得我的國中老師向我們說過 "學習自然科學的主要方法在於分類"

是啊 分類很重要 而且他還說過 "不同的分類依據會有不同的分類結果"

這兩句話算是影響了我很深 因為自此之後我知道看世界可以不只一種角度

而並不是所有的推論結果都是對的

我現在的物理老師跟我們說 "物理的定律會隨著狀態與性質的不同而跟著改變"

高中所拿到的第一張化學講義 第零章緒論 上面就寫著"定律是經由實驗所得的規律"

既然是實驗必會有誤差存在 有誤差就不能保證定律是百分之百的正確

所以任何一項定律的使用 都應該要注意到使用的前提與條件

在高中的課程裡 所使用的定律其實滿多的 不管在力學熱學電學或波動

但是在探討自然界的各種現象時 我們終究會回歸到兩個東西─物質與能量

物理真的很奧妙 了解這些使宇宙運轉的道理著實讓人雀躍 即使有時覺得唸起來很苦

不知道大家對於物理學的看法如何? 我是覺得學習物理學過程中 態度的本質很重要

不少人學習自然科會覺得很吃力 原因是看到物理化學那些複雜的算式與符號就昏了頭

再不然就是背下一堆解題技巧 但是要你問他個最基本的觀念 他卻連個屁都放不出來

───────────────────────────────────────

其實滿想寫個精采而且平易近人的導論 但是文筆不佳 加上靈感彙整的能力不強

所以希望跟大家一起討論 而有更好的結果

版主:因和"物理教材"主題討論內容相似 故合併之

Edited by trausing
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個人文筆也不好 關於物理學討論方法 我簡單分享一下

學習每一科 都有每一科的書 或者說聖經 聖經從來就是本科系的人要讀的 人人必讀 頁頁必讀

我想講的是 人對聖經的盲從 其實也不用到聖經 就說平常的書 我們看書的時候應該是遵從自己理性邏輯且批判性的推理 而不應盲信書中內容

跟清風明月大大說的一樣 犯錯並不是ㄧ件奇怪的事 面對問題的處理"態度"才是重點

當你反對某ㄧ說法或理論時 你遵循的是自己的理性邏輯還是某人或某書這麼講?

當你支持某ㄧ說法時 你的依據是什麼?自己的理性 還是某人某書的結論??

書本內容有明顯錯誤 差錯 其實並不少見(一本普物的其中一頁我就可以去挑出很多語病...或者其後矛盾的片段) 但這並不表示某書因此不值一讀

重點是:

如果我們自己沒有經過一番理性思考與適度的懷疑就盲目相信書中內容 或者全然否定書中沒提及的內容 即使所讀到的書本內容並沒有錯誤 看懂了這些"正確"的內容是否能反映出自己真正理解的程度?

世界知名物理學家費曼說:"我沒有創造的東西我就不了解"

單方面從書接收知識 沒有互動 就不可能真正去思考書本內容 更不要說去了解書本內容甚至想要更深入的探討物理這一門學科了...

現在的學生 尤其是台灣 做練習題 只是在從事潛意識的反射動作 單純拿接收到的東西來套公式而已 連一些觀念都是用背的來 並不是真正的了解... 我曾無意的想跟一位物理指考成績比我好太多的大學同學討論(因為我當時一直認為跟物理成績好的人討論物理一定可以學到更多新想法 後來得知答案是我想的那樣沒錯....) 我問他為什麼我撕阿華田 有些粉末會停在撕開的缺口上 而且掉到杯子內的粉末 似乎之間空隙都很大 並沒有像一般看到的那樣密合 我在想是不是撕開包裝口時跟粉末有摩擦 產生摩擦起電 他回答我 我想太多了 這根本跟物理沒關係...再說他也沒聽過阿華田可以摩擦起電...

這不是重點 重點在這樣未經查證以及自己理性的檢驗的情形下 而直接因書本所寫而採信其內容 護者全然否認自己所認知知識範圍之外的主題 這樣不僅很容易讓錯誤資訊進駐腦袋 也很難真正掌握住這個"資訊"真正要傳達的觀念

自己真正理解一件事 就必須能接受別人合理或不合理的質疑 質疑的對象不只別人 也包括自己 如果全憑自己感覺而採信 而不要求每件事都必須由自己嚴謹的理性邏輯去觀審 最後就連自己也被自己欺騙了 學習研究了物理一輩子 考了一輩子物理高分 不能了解其真正奧妙好玩的地方 這是一件很可悲的事...

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盡信書不如無書 就是版大想表達的意思吧

其實很多事情並不是我們所想像的這麼簡單

就像很多定律並不是像我們想像的這麼直觀

這是我學習自然科學之後所體悟到的

就像是牛頓的運動定律並不全然是正確的

在於高速行進的時候 質量會有所改變而須以相對論修正

力的產生也不一定是同時產生同時消失了

在於力場的理論中重力的傳遞是有速度的

眼見不一定為真 我們現在所算出來的東西也不一定是真理

誰能保證再幾十年幾百年後 我們根深蒂固的理論基礎不會被推翻?

當初亞里斯多德認為較重的物體下落的速度較快

這個方法根深蒂固於人心 且流傳了一千年有餘

但還是被伽利略在比薩斜塔的實驗推翻了

我們所熟知的一些東西如 "定律" "理論" "假說" "學說"

並不全然是正確的 要時常抱持著懷疑的角度去看待著它們

因為他們有其適用的範圍 也有思想上的漏洞或實驗的誤差

它們是思想的產物 畢竟還是經過演繹推想而來的

一個環節出了差錯 例如實驗數據的誤差 就會造成這個論述有其一定的適用範圍

萬物的真理 離人類還遙遠的很

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在開版的主題中曾提及此事

其實我覺得課本寫的東西還算詳盡

只是有些觀念並沒有說明的很清楚

所以我是想說對於現行的教學章程

做一些加深主題的論述 也就是觀念的說明

讓大家知道自己所算出來的究竟是什麼東西

主要是在於"怎樣把一個不會物理的人弄懂物理的意義"

而不是教他去算所有的題目 和一些未經統整的"觀念"

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我覺得解數學性題目與觀念性題目 兩者都很重要

大多數考試題目都是物理老師拿給學生考的(極少數學生會自己去拿題目做) 或許老師能從考卷或參考書中多挑觀念性的題目(而不是完全拿參考書考卷的題目給學生做 裡面數學計算性的題目太多...觀念性題目很少 近幾年有增加的趨勢) 若老師自己有時間跟教學熱誠 可以開始嘗試自行出題 多問觀念性的題目...

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我覺得可以在上課

先說明定義

之後就做實驗或示範

要把所有實驗中的數值測出來

比較有公正性!!不是ㄧ昧的照之前的走

說明未啥這樣和為啥不會這樣

老師講解能力很重要

然後再做題目會比較清楚

而且畫圖也很重要

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如果課堂上有時間'讓學生作實驗 個人覺得國高中階段純重複別人的實驗是很好的一項教學 因為瞭解如何控制變因 測量數據 了解測量跟誤差值 整理表格 繪圖 得出物理量之間的關係 跟課本上的定義有何相同或不同 是這是一個很重要的過程 這些都需要極大技巧和訓練

當然 在做實驗的過程中 如果學生發展出不一樣的作法 或不一樣的實驗目標 授課老師是應該要鼓勵而不是禁止的 當然這種作法要在安全考量的基礎上作才洽當且安全

只要不蓄意破壞實驗室儀器 學生可以用自己的方法做自己的想法 如果沒有自己的方法和想法 那就按照課本實驗手冊做 學習第一段本人所述或其他實驗所需要的要素

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知識不是死背或者是一直用公式去算的東西。

應該是靠定義某些條件經由論證所得到的結果。那些內容不會音時間而有所淡忘、退化,就算忘了一小片段,也能一點就醒。

定義某些條件論政而得的結果 最好還是經過實驗證實 否則只是理想理論罷了...

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其實上課可以先從理論下手 然後多舉一些日常生活的例子

尤其在力學方面講解觀念時很好使用 這樣可以省去一些實驗

至於計算 我是覺得方法的統整是很重要 而非硬塞一些"技巧"給學生背

我很討厭老師在台上寫題目出來 然後問學生"這題該怎麼解?"

我比較能接受的語氣是"你們對這個問題有什麼看法?"

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但是現在物理的上課時數那麼少

像我二類

物理依個禮拜才3節

沒什麼時間做實驗啊

所以我說如果阿= ="

我認為這是現在台灣物理教育不健全的地方 只注重以知知識的傳授 不注重抽香未知學術的探討....這樣子下去絕對不是好現象...

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其實上課可以先從理論下手 然後多舉一些日常生活的例子

尤其在力學方面講解觀念時很好使用 這樣可以省去一些實驗

至於計算 我是覺得方法的統整是很重要 而非硬塞一些"技巧"給學生背

我很討厭老師在台上寫題目出來 然後問學生"這題該怎麼解?"

我比較能接受的語氣是"你們對這個問題有什麼看法?"

我們化學就是被降教的

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其實上課可以先從理論下手 然後多舉一些日常生活的例子

尤其在力學方面講解觀念時很好使用 這樣可以省去一些實驗

至於計算 我是覺得方法的統整是很重要 而非硬塞一些"技巧"給學生背

我很討厭老師在台上寫題目出來 然後問學生"這題該怎麼解?"

我比較能接受的語氣是"你們對這個問題有什麼看法?"

我的老師就是這樣教阿

問題都不會是老師解決 而是問問題的人

最常聽到的問題是

你對這一題有什麼想法

對於一道題目

就是要從 沒有想法 到 有想法

要懂物理觀念

就是要自己思考物理情境

最重要的是自己的想法

能以自己的話向別人描述自己的觀念以及看法

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