Re: [心情] 物理教學理念

看板tutor (家教)作者condensed (我的冒險生活)時間13年前 (2013/02/02 01:33)推噓9(9推 0噓 104→)

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我很高興看到你提出這個問題。先列幾本參考書籍，我的觀點除了源於自身想法與經驗，也能在這幾本書裡找到共鳴。書單： 1.費曼物理學訣竅　Feynman 2.別鬧了費曼先生　Feynman 3.怎樣解題　　　　Polya 4.原來這才是心理學　植木理惠 5.我的一生-學研教建言　吳大猷 6.觀念物理學　　　　Hewitt　 ※ 引述《Qmmmmnn (Qmmmmmmmmm)》之銘言： : 在網路上搜尋如何學習物理，很容易看見大家都說應該要試著理解物理，引用 : 師大的黃福坤教授的一篇文章段落： : 「學習物理學不能只是記憶書本的資料、定律和公式，或者埋首於解題能力與技巧。 : 對於物理知識的掌握並需自己建構物理的內容架構， : 瞭解學說的基本假設，分析概念間的關連。 : 能應用知識於實際操作中，體認科學的精神與方法。 : 如何學好物理？重點在於『勤於思考』 : 初學者對於新的概念理解其緣由，定義或經驗公式注意其含意與假設條件。 : 重要的是能夠用自己的話，自己的想法表達出來。 : 就好像看完報紙時，你會用自己的想法和意見討論新聞上的主題。 : 而不會完全照報紙的內容重述而已。 : 對於初學的定理、證明或公式的推導，不能光靠閱讀。物理不是用讀的。 : 閱讀瞭解其思路與關連後，必須蓋起書本，親自演算一遍（完整的一遍也就夠了）。 : 如果自己做時，寫不下去。想一想，關鍵在那裡。重新閱覽後再繼續試做。」 : 這段話很簡單明瞭..我很同意這些想法，一直以來我都是這麼想的，所以我總是希望我不會去評論他的意見對或錯，因為 (1)這裡沒有互動，很難對細節做進一步確認 (2)教育觀點有時很難談對錯，情境與立場不同，觀點就會跟著改變，　所以必須很小心的檢視每個觀點如果你的經驗與他的建議契合，對你的學習應該不造成困擾。然而，當你要教學生，就是另一回事了。 : 能清楚地跟學生說： : 1.為什麼有人"想"定義這個物理量，那些人在想些什麼？ : 2.那些物理量的定義方式已經是最好的方式了嗎？這種定義方式已經能 : 完整地表達出"我們想要表達的概念"嗎？為什麼不用別的方式？ : ex:為什麼位置的變化必須是減法而不是加法？ : ex:為什麼有人想定義速度？速度又為何是位移除以時段而非位移乘以時段？ : ex:為什麼有瞬時速度與平均速度之差異？ : ex:為什麼v-t圖底下面積是位移？為何我們需要“斜率的概念"？ : ex:為什麼有質量？質量的定義若是密度乘以體積，密度的定義若是質量除以體積， : 那麼這不就是循環定義嗎？到底什麼是質量？ : ex:為什麼有動量？動量的定義若是質量乘以速度，質量的定義若是動量除以速度， : 那麼到底什麼是動量與質量？也許這想法很怪，那不如用Fnet=ma的概念來理解 : 質量，但這樣也有問題..若合力是質量乘以加速度，那麼合力的意義必須建立在 : 質量之上，但質量是什麼？若我們說(慣性)質量即為合力大小與加速度大小之 : 比值，那麼這不就造成循環定義嗎？ : ex:為什麼有力矩？力矩為何是力與力臂之乘積？為何不是用除的？是誰定義的？ : ex:為什麼力量可以合成與分解？若答案是向量，那麼向量又為何可以合成與分解？ : 事實是，向量的出現是在什麼四元數出來之後才有的概念（我不確定，跟Hamilton : 有關，有請數學大師補充說明），那麼難道牛頓當時不認為力量可以分解嗎？ : 牛頓那時還不懂向量，它們應該也知道力量可合成與分解，但，為什麼？ : 之後的向量概念解釋之前的力量合成概念不是很莫名其妙嗎？why？ : 3.定律的適用性是什麼，然後又為什麼有不適用的情況..做某些假設的理由是什麼， : 那些假設是否具有合理性？什麼是合理？物理學家們希望達到什麼？.. : ........................誰會想聽？........哪來的時間？物理學家Feynmam曾對Gell-Mann說：＂你難道不覺得語言就是要讓人聽懂的嗎？＂在教學以前，你是否曾經想過，你想要達到的目標與如何達到這個目標？植木理惠在<原來這才是心理學>提到，內向的人會以自身的立場與想法來思考。＂如果是我就會這樣(熱愛物理狂Ｋ數小時)，所以她應該也會這樣吧。＂外向的人則是以對方的角度出發來思考：＂因為學生程度落後，缺乏自信，所以先引起她興趣、建立成就感。＂我在寫日誌本的時候，從來不會去管別人是否能看懂，因為我是寫給自己看的，我只擔心自己能不能看懂。但是當你與人交談，卻只管自己的想法是什麼，卻不關心你表達出來的言語是什麼，這豈不矛盾？話說出來是要給別人聽的，就應該是以別人能聽懂為準，不是嗎？教學也應該是如此，既然現在學習的主角不再是自己，而是你的學生，是否也應該以學生的角度，做為考量基準呢？ : 黃福坤教授提到： : 「瞭解學說的基本假設，體認科學的精神與方法」 : 若不知道上述問題的答案，只知道定律內容與解題方法，那麼這算是有瞭解學說的 : 基本假設以及體認到科學的精神與方法嗎？ : 黃福坤教授提到： : 「初學者對於新的概念理解其緣由，定義或經驗公式注意其含意與假設條件。」 : 若不知道上述問題的答案，這樣我們算是理解了速度質量、力量這個概念的緣由嗎？ : 還是說只是背下來，很會解題目，但不知道力量怎麼來？ : 教到最後，我已經迷失了，我已經搞不清楚我教物理的理念為何了。教學理念自己要先弄清楚，再來去教學。不然就像沒有目標的船長，急著趕乘客上船，卻不知要航向哪裡。我自己的教學理念很簡單，就是透過教學幫助學生過得更快樂。可能是因為 (1)透過我的知識經驗，讓她認識到這個領域最有趣的地方。 (2)藉由教學技巧，有效降低她學習上的負擔，讓學習更有效率。等等所以我根據自己的理念，寫了三個原則，當做我在教學策略上斟酌判斷的指南，依重要性： (1)讓學生喜歡上課 (2)降低學習負擔 (3)教學內容的專業性我一直將(3)做得還不錯，列原則的目的，是為了提醒自己(1)(2)更重要。 : 大部份的學生根本沒有意願去理解那一大串為什麼，以前的我也不知道那些問題 : 的答案是什麼，老師也不曾跟我們提過那些問題，現在的我知道了答案，也因此 : 發現我以前聽到很多有邏輯謬誤的推理過程，儘管我知道有很多方法（至少還可 : 以用我以前的老師教我物理的方法，我以前補過張鎮麟）可以使我面前的學生成 : 績變好，但是我真的好不願意，我覺得我整堂課"都在撒謊"。那感覺真的很奇怪，你自己斟酌道德良知與成績表象哪一個對你比較重要。我個人比較傾向誠實，會直接攤開來說，學生畢竟都智力正常的普通學生，跟他們講中文應該聽得懂。如果都聽不懂，就是表達能力的問題。這就要多涉獵相關書籍或多練習。自己在台下聽別人演講或報告，應該有類似經驗，有的人可以把複雜的概念說的清晰易懂，有的人可以把簡單的概念弄得像天書一樣難解。和學識不一定有關係，而是表達能力使然。 : 我有一種慾望，完全從已知推理未知的慾望，所有事情都是有道理的，都是可以 : 被理解的，只是需要超級大量的時間...以及"想理解"這些概念的人。 : 我試著問自己，如果物理課綱完全由我決定，那麼我會怎麼做？我想了好久，我 : 真不知道，也許最基本的描述世界運作方式的運動學、最簡單的牛頓力學都還是 : 必須的，但深度要多深？我應該要學生將力矩的定義背下來嗎？這應該不是理解 : 吧？還是我應該要請他們"背下定義"之後，再做大量題目以理解前面自己背了什麼？ : 這不是很怪嗎？這樣我們真的理解嗎？我該不該讓學生知道為什麼要定義功、能 : 量？還是說請他們直接"背下"重力位能一般式？然後再由上述的方法，從背下來 : 的理論本身、公式本身去解決大量問題，然後由大量問題去理解理論？ : 我該怎麼教牛頓第一定律，我是否要談談地心說、天球、上帝、慣性坐標系與第 : 一定律的關係？還是說就請他們背下來，並且說一下這可以由第二定律推得，讓 : 他們感覺到第一定律的不必要性，接著做一些題目，然後進入第二定律？ : 教第二定律時，我到底該怎麼教？Fnet=dp/dt，p=mv，背下來，然後我們做題目 : 吧！我要不要談談動量的由來？為什麼有動量？動量怎麼會有負的？（你看！ : 那顆球的動量是 -10 kg*m/s！）如果要徹底實踐這種慾望，我懷疑是否要在小學時代就開始學習量子場論和廣義相對論。這樣我們才能在上了高中以後，專心鑽研弦論與統一場論。 : 這一切將會因為我對物理的熱血而越陷越深，當我知道的越多，被我發現的現行 : 物理教學錯誤就越多，就如同condensed網友在前幾篇文章（談原子那篇吧）曾說 : 到的，這與每個人的教育價值判斷有關了。我該怎麼教？什麼是填鴨式教育？背 : 下p=mv是不是填鴨式教育？如果是，那麼多解些題目會不會變成不是那麼填鴨？ : 如果不是，那什麼才是填鴨式教育？背Fnet=ma算填鴨式教育嗎？寫大量題目算 : 填鴨式教育嗎？我的認知是：＂盲目地記憶表面形式，而不理解背後傳達的知識內容。＂這樣的學習，就是填鴨式教育。 p=mv是基本定義，就像＂蘋果＂，是我們對這種水果的定義。你會怎麼讓你的小孩認識蘋果是什麼？ (1)教他寫蘋果這兩個字 (2)告訴她蘋果這兩個字怎麼念 (3)要她多背幾次蘋果 (4)拿蘋果的圖片給她看？？？如果我要讓她認識蘋果，我會直接拿一顆蘋果給她吃。動量，不是書本上教我們的東西。而是我們在現實生活中早已經歷過的。為什麼我們要引入動量的概念？因為她能反映我們改變運動狀態的難易程度。高速與低速行駛的汽車，哪一個比較容易讓她停下來？相同速度的腳踏車與卡車，哪一個比較容易讓她停下來？（如果要做實驗，請改成其他較安全點的例子。）等到物理概念成熟點了，到了高二物理我會有另一種說法：為什麼物理學家總喜歡定義出動量與能量這樣的抽象怪獸來折磨學生呢？原因是從這個角度，能看到大自然的美。在封閉系統裡，動量與能量都是守恆量。在變化萬千的世界裡尋找到一種量不隨時間改變，這就是物理學家的審美眼光，也是大自然展現的規律。力對空間的累積作用，造成了動能變化　=> 功-能定理力對時間的累積作用，造成了動量變化　=> 衝量-動量定理時空是個舞台，力是原因，動量與能量的變化是結果。這不就將之前所學的各個概念(也就是演員)組織起來了嗎？這是大自然這個導演的美妙與高明之處，也是物理學家(觀眾)如此欣賞的原因。因為她告訴我們，世界是簡單的。 : 國中老師教瞬時速度時，有的老師會說那就是一秒的速度，我該不該告訴學生這 : 是錯誤的，然後這很有問題？可是確實幾乎所有國中生都很難理解瞬時的概念.. : 這也是為什麼有些國中老師不得不這麼說的原因吧？（大部份的高中生也不太 : 明白何謂瞬時吧....） : 國中理化的慣性問題與牛頓所認知到的『在絕對時空下的物體將會具有保有自身 : 狀態的性質，這性質稱之為慣性』有些差異，我該不該告訴學生？ : 國中老師教電阻時，有的老師會拿水管的例子類比電阻，管徑越小、阻力越大、 : 電阻就像是這樣子，所以電流越小。我該不該讓自己想到連續方程式，然後說 : 在質量流率固定、流體不可壓縮的前提下，面積越小其實會造成流速越大，所以 : 按照這個類比，電阻越大，電流就越大？此外，有的老師說電流是驅動燈泡發 : 光的東西，就像水力發電一樣，所以有的學生會認為“流入燈泡的電流比流出 : 燈泡的電流還要小”。這個問題我該幫他解決嗎？我應該說其實是電磁波驅動 : 了電線裡的自由電荷移動，電燈泡也是一樣的道理，是空間中的電磁場對電燈 : 泡的自由電荷做功，而不是那些導線裡的自由電荷？這些概念一般國中生怎麼 : 可能懂？國中老師又該如何教？就算請電磁學教授來教，恐怕也...唉類似的話我就不贅述，孔子云：＂因材施教＂。學識和教學是兩回事，諾貝爾物理獎得主也不見得比小學老師會教。 : 國高中老師在處理摩擦力造成的熱能問題時，總是只使用合力做功與動能變化， : 然後說摩擦力做功，所以產生熱能，就只是這樣，而沒有發現這必須用熱力學 : 第一定律解釋、合力做功那條式子其實只能描述質心動能，我該告訴學生嗎？若 : 合外力做功等於系統能量變化，那麼該如何處理看不見的木塊熱能變化？ : 就算要教這些概念，也是很難的，因為這些內容很難理解，也很難教完.. : 一旦教了這些，上課就根本沒時間寫題目，而大部份學生要的就是題目題目題目.. : 但如果不教這些概念，我自己又陷入一種在撒謊的感覺裡...真的很煩.. : 我也很清楚，不可能將所有概念都重頭推理一次....這絕對不可能... 我不會對學生撒謊，也不可能將所有東西都推一次。這兩件事並不互斥。教物理，要考量課程大綱以及學生程度。我會告訴她牛頓力學的適用範圍，不表示我就要教他狹義相對論。學生通常不會問我狹義相對論，若有，我會視情況決定是否教他。如果連課內進度都趕不完，當然得按順序來。教不教得完，當然也和教學技巧有關。神經科學家寫了一本<意志力科學>的書給一般民眾看，她需要撒謊嗎？她撒了謊嗎？她成功傳達概念了嗎？我沒有她的科學背景，但我相信她已經成功傳達概念。 : 可是哪些才是應該要推理的呢？我心中的那把尺的刻度很模糊... : 若家教就是“學生、老師與家長”三人之間的交易，只要三人都開心就是好家教， : 那麼”當學生與家長都是為了分數而請家教時“，我為了分數而教就是好家教。大學教育最寶貴的就在於培養批判性思考，獨立思考。你自己心理認為的好家教是怎樣的，為什麼只是聽別人說？你心裡的尺如果模糊，就會反映在你的教學上目標理念也是模糊的。所以你要先問自己，你認為的好家教是什麼，而不是別人告訴你好家教是什麼。 : 但是台灣的教育呢？台灣的教育問題，最常聽到的就是為了考試而學習的問題， : 那麼我為了分數而教還算是好家教嗎？我到底該為了什麼而教學？ : 真的很無奈... 這問題該問自己，而不是問其他人。台灣的教育問題你下功夫去了解過嗎？你可以多涉獵相關的書籍、報章雜誌、意見討論，拋開成見，先去看看每個人的理由與想法。從中再形成自己的意見。可以參考這幾本書： (1)批判性思考 (2)腦力激進：十二周成長計畫 (3)正義：一場思辨之旅增強自己的獨立思考你會無奈就是因為這都不是你自己的意見，這些都是別人的。如果你有自己的意見，你就會來告訴我們你的意見是什麼。 -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc) ◆ From: 42.70.114.210

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