大概念如何助力孩子的科学学习（2）

为什么记住了物理公式、定律还是不会做题

什么是物理？自然界的各种现象，都是在不断变化中的，但有一类现象，从物质本身来说，并不改变，这类现象就叫物理现象。物理学就是研究物理现象的科学。

上面的定义告诉我们，物理学本来就是与日常生活息息相关的，但很多孩子在学习物理时缺乏对真实情境的感悟和体验，导致“不接地气”；另外，物理这一学科涉及的内容十分广泛，仅初二这一年就要学习运动、声、物态变化、光、透镜、密度、力、压强、功、简单机械等诸多知识，如果没有对这些内容中相关定义、公式、定律进行更深层次的思考和整合，那这些知识看起来就是杂乱无章的。因此，即使孩子在考前复习时把公式、定律等内容都背下来了，考试时还是会出现丢分的情况。那么应该怎样做，才能真正学好物理呢？

第一，把课本上的公式、定律都背下来是远远不够的，这是因为学习物理把一个概念或定律“吃透”特别重要，在各个阶段对掌握程度的要求也不同。

一个看起来非常简单的概念——速度，小学阶段孩子就知道速度等于路程除以时间，做题时只要把题目中人或物体走过的路程和经历的时间都找到，再使用除法就可以解决问题。

到了初中还会讲速度，如果孩子觉得公式早就知道了而对这个概念疏忽大意，那么他做题时就一定会出问题。在初中阶段，速度是一个物理量，有对应的符号、公式、单位，不同单位之间的换算关系，路程-时间图象、速度-时间图象，等等。可以看出，从把速度公式背下来到最终解决问题，中间还有很长的一段路要走，而这段路往往决定着孩子能否把这个知识点掌握好。

进入高中之后，孩子要继续学习速度，如果觉得初中早就学过了而对这个知识点掉以轻心，那做题的时候肯定还会出问题。因为在高中阶段，先有质点、参考系、时刻和时间间隔、位置和位移等概念之后才有速度的概念，速度由初中的标量变成了一个矢量，它既有大小，又有方向，并且有瞬时速度和平均速度之别。在速度的基础上又延伸出了另一个非常重要的概念——加速度，随之而来的就是与力、功等知识的融合考查，以及纷繁复杂的公式。如果不了解这些公式是怎么演化得来的、每个公式的适用条件、与其他公式的联系和区别，那做题时自然就毫无头绪。

人的认知是螺旋式上升的，对知识的学习也是如此。因此，在每一阶段的学习过程中，相比知道一个物理量如何计算，更重要的是理解它的来龙去脉：为什么需要这个物理量？它的存在是为了解决什么问题，又是如何解决的？……这些问题绝非三言两语就能说明白，但从大概念学习的角度，问题的答案也恰恰指向这个物理量的本质构成，因此值得孩子反复琢磨。

第二，除了要了解一个量的来源并理解其本质，孩子还应在真实情境中体验它的测量过程，以及在实际生活中的应用。例如，孩子如果在实验室中亲自测量并计算过物体的密度，就会对密度公式的理解更加深刻，在考试中也就不用再纠结公式应用的问题了。

类似地，在学完凸透镜成像的规律之后，如果孩子能在照相机、投影仪、放大镜等现实事物中进行验证，就能更好地明白这些规律应该如何应用，也就不需要死记硬背凸透镜成像的各种结论了。

第三，在理解概念的基础上，孩子还需要将概念之间形成联系。物理知识之间有着很强的关联性，从运动学到力学再到电学，在学习过程中都会不断用到前面章节的知识，因此不能孤立地记忆某章节的概念和公式，而是需要主动寻找不同公式之间的关联。比如牛顿第二定律 F = ma，就可以和运动学中有关加速度的计算公式联系起来；以牛顿第二定律为基础进行适当变形和处理，又能得到动量定理和动能定理……这样孩子就能以牛顿第二定律为核心，把前后所学的公式串联起来。

另外，利用大概念对知识进行梳理，按照大概念的脉络去记忆和理解知识，将会事半功倍。以初中物理的“能量”这个大概念为例，它涵盖了机械能、内能和电能这三种核心概念，而能量离不开转化、转移和守恒，在转化时又涉及功、功率和机械效率。利用这样的关系，孩子就能把离散的能量知识归纳成图谱，也能将与其相关的公式总结到图谱中，便于做题时灵活调用。在这个图谱中，某些具体概念还能进一步展开，例如机械效率，一旦孩子“吃透”了效率的意思，后面再遇到热效率和热机效率这两个概念时，就不用背诵公式，直接迁移应用即可。

孩子如果能多思考、勤梳理，随着学习的深入，就能把所学到的物理知识形成一张结构清晰的大网，自然也能根据题目情境，灵活运用所学的公式来解决问题。

总之，虽然物理在初学的时候看起来灵活多变，但只要孩子“吃透”了核心概念，建立起概念之间的联系，并能在真实情境中运用所学知识，他就能做到一通百通，不管题目如何变化都能应对自如，这样物理的学习就会变得轻松许多。