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1 # 則淨
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2 # 老淮方法論
學習科學必須按心智特點進行。心智是長期進化出來的生物電子現象,適合模式識別,直觀判斷和模糊把握,不適合長程推理和多因素參與的推理。大家都可以自然學會符合人腦特點的技能和知識,如:走路,說話,各種物體的概念知識,各種動作的概念知識,這些其實很複雜的,但符合人腦特性,不需要專業的老師指導,在不知不覺中幾年就能自然學會。
但科學知識不是這樣。科學是從公理和假設出發,經過多級推理出的龐大命題體系,推理中考慮的因素或變數不止一個。這樣的體系是不符合心智特點的。所以大部分人需要花費超過10年的刻苦學習,才能成為某領域的專家。
中小學的數理化知識稍微好些,基本上都可以聯絡實際經驗,透過直覺判斷結論的對錯,大學的科學知識就會逐漸脫離經驗的範圍,很多不能用直覺判斷對錯,只能按數學推理去把握。要把數學推理過程想象成自然過程,只要結論符合實驗,可預測結果,然後就要接受理論的正確性,不要再奢望都能與直覺吻合。例如量子疊加,鐘慢尺縮現象,完全是推匯出來,與直覺矛盾。人的直覺能力是進化的結果,適應同數量級物理現象,對感官不接觸的微觀世界和超宏觀世界,當然會缺乏直覺能力。
學習科學的正確過程:正確的方法就是,利用心智的特點,不擅長的方面工具化;儘量形象化知識難點幫助理解和記憶,儘量用自然語言去描述幫助理解;理解數學推理的可靠性和方便性,熟練掌握數學工具和思維,長程推理採用數學推理工具,不需動腦,只按運算律演算即可;複雜的知識要分級分類,同時間只思考和記憶少變數的簡單知識,以問題為中心去組織,掌握整個推理過程。
具體的學習步驟:明確針對的問題-->搞清問題的背景--> 理順脈絡--> 掌握概念,理解公理和假設--> 記憶定義和符號含義--> 自己重演推導過程,掌握重要結論--> 形象化難點--> 儘量用自然語言描述和理解--> 和已掌握的知識聯絡起來--> 嵌入到已掌握的知識體系中。
舉例:經典力學
針對的問題:與運動有關的現象和規律,改變運動的因素
問題背景:運動是自然界中最基本的現象,也是人類關心的,有直觀感受的,運動和力體現出各種自然現象。
理順脈絡:運動的基本現象--> 運動的種類--> 速度的定義,加速度的定義--> 慣性運動的特點--> 力的概念,力的種類--> 牛頓三定律--> 三定律的感性理解--> 三定律的符號形式表達--> 數學演算推導其他結論--> 牛頓定律推導圓周運動規律--> 功的定義--> 動能的定義--> 牛頓定律推導能量守恆--> 推導動量守恆定律--> 流體運動,彈性體和振動,波。
理解和掌握公理:先是要理解定義包括速度,加速度,力,質心,質量,功,動能,勢能,動量,角速度,力矩,角動量,壓強,和波,接著是源頭性的定律包括牛頓三定律和萬有引力定律,能量守恆定律和動量守恆定律是三定律推匯出來的,因為應用廣泛需要重點掌握。
牢記符號定義和數學表達: v, a, F, m, w等
熟悉數學推導過程:牛頓三定律是推導源頭,重要結論要自己親自推導幾遍,畫出整個力學推導體系圖。
形象化知識難點:質心,牛頓定律,萬有引力定律,波,量綱等。
自然語言描述:大部分物理知識無法用自然語言精確描述,只能採用數學符號化描述,但為了照顧人腦的特性,儘量設法用自然語言描述,幫助理解。
建立聯絡:和自己的已有知識建立聯絡,理順與經驗的衝突。
透過這些學習的步驟,經典力學才算真正掌握,才能應用自如,而且很難忘記。其他知識或者學科也要這樣學,簡單地說,即:先搞清楚針對的問題,理清整個推導體系,親自動手推理一遍或多遍,畫出整個結論體系,形象化知識難點,把新知識和已掌握的知識聯絡起來,消除衝突的地方,融會貫通,這樣才算正確的學習。
其他門類的科學也要按這個步驟來學習,如數學,化學,社會科學等。只是推導過程有的可能不用數學演算,用自然語言推導,尤其是社會科學。還有的科學,事實性的知識比重較大,需要先做好分類,如生物學。
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科學這個範疇有點大,我們假設時學習物理學吧。
首先說初中高中物理:
初中高中物理首先要記住相關定律,牛頓一二三定律等。然後要搞明白物理定律的推導過程,並能夠熟練應用定律的相關公式解題。同一個物理定律會有多個公式,其中有些公式是推到出來的。原公式要記住,推到公式也最好要記住。
其次,就是學習相關題目等。只有一定量的題目分析糾錯才能在考試中得個滿意的分數。尤其要說的是,作業或者考試中的錯題分析,只有分析錯題、面對錯題,才能查漏補缺,最終掌握物理知識。
再說一下大學物理。大學物理學習好的前提是高等數學尤其是微積分學好。一般來說高等數學在大一開設,而大學物理在大二大三開設。只有學習好高等數學,才能把它用來分析解答大學物理。
同時要注意初中、高中、大學物理是層層遞進的。每個階段物理知識都是建立在不同假設中的。大學物理學習時,要把初高中物理那種解答方法遺忘。如初中高中解答滑輪的題,是假設不考慮滑輪的質量的。而大學則要考慮滑輪質量,才能正確解答大學物理。
祝您學習進步,請參考。