如果我没有在教思维方式，
我教物理的意义何在？
严中慧
物理是一门教授万物之理的学问。在所有学科中，物理或许是离哲学最近的。几年之前，我曾经在1+1上写一系列《物之哲 理之美》，讲那些看起来只是写在纸上的物理知识点，跟我们的生活朴素真相多么紧密地关联着。
物理基础知识和基本技能肯定是非常重要的，物理课程对这些知识和技能的选择和编排也都非常重要。然而，最终这套学习物理的有机组织体系将会形成一种理智的思维方式，让学生热爱逻辑的美和力量，更勇敢、更自由地度过自己的生活。
一个人的自由是命运自承，其中就包含“文责自负”，这意味着：不去责备别人没有更好的理解自己，而是反省自己没有能够很好的表达自己以至于没有能使别人理解。自己表达的清楚明白时，他人还尚且可能不能明白，何况那种“以其昏昏，使人昭昭”的妄念呢？有时我也会想，如果我没能教给学生基本的思考问题的方式、方法，我教的意义何在？
前几天，看到一位老友说以后要开逻辑课，由语文老师来教。有点感叹，哪有比物理老师更适合教逻辑的呢？物理教学时时刻刻都在跟逻辑打交道，反而学生在学习语文时，“积累好词好句”、“凤头蛇尾老母猪肚子”才是真的伤害逻辑的，为了字数多什么都一股脑往篮子里装，习惯性花团锦簇，有时会让我有无力感，觉得学生从小潜移默化接受到的语言的训练是物理学习的障碍之一。
下面我谈谈几个物理学习中需要注意逻辑的几个点。
一、要习惯说完整句
这副以简单线条勾勒出来的侧脸，我用来寓意我们所使用的语言。我们通常会不假思索地运用语言，这些语言本质上都是省略句——省略了主语、省略了语境。实际上，因为人们生活在社群当中，有共同的一些经验，人们接受到省略的语言时，脑中会想象性地对这个不完善的表达做出补充。所以，一个简单的线条，也会勾起“哦，一个美人”的感受。
这种基于情感经验共通的基础做出的不完善的表达，在语文中是完全没有问题的，尤其在前后联通的文本里，很轻松地可以发现，省略句式在指代什么。但是科学的表达不是这样的，好像就是用来给人类不假思索的表达敲警钟的，要人们清清楚楚地说明白，准备表达自己的观点和想法。
物理课上，很头疼的就是遇到这样的情况。学生站起来就说“无规则运动”，我就追问“什么在无规则运动？”答，“分子”。我又需要问“什么分子在无规则运动？”；或者是，学生站起来就说“受重力”，我会问，“哪个物体？”
诸如此类的事情就像是在耕地，好像年复一年、日复一日地在重复，在这个学生这里重复、在那个学生那里重复。好像没有一个一劳永逸的好办法，把人的表达跟切换成物理和生活两个场域，一进到物理场域就变得严谨、注重表达。这种反复最终的意义，不是为了自如切换，而是为了让人在日常生活中，也逐渐消除那种对语言表达的漫不经心，认真地承担把自己说清楚的责任来。
二、要习惯先明确目标所在
有的学生不太理解真正的速度的含义。他们习惯不审题就开始快速的答题，比如一看这道实验题是光学，平面镜成像，马上就开始写。有时写着写着才会发现，自己写的不是题目要的回答。比如，平时经常做“用玻璃板代替镜子进行实验有什么好处？”（答：既能成像，又能透光，便于找到像的位置），考试时，试题变成了“用玻璃板代替镜子进行实验有什么缺点？”也还是写自己熟极而流的那套答案。（其实该答：有些光透过了玻璃板，反射光线能量较小，成像较暗。）
很多人头也不抬的做事，急匆匆“赶路”，结果南辕北辙地离目标越来越远。他们活在一种虚假的速度和效率之中，自己努力到恨不得感动自己。就跟这种飞快刷题式的跃进很相似。教育应该避免学生生命的浪费。而这种不去确定目标就匆忙上路的做法，恰恰就是最浪费生命的，是需要教师反复提醒的。这个观念需要根深蒂固地建立在学生的头脑之中，习惯于先确定目标。经受住某一次纸笔测试，或许没有什么大不了的。
但是人的一生，不知道要经受多少次没有纸笔的测试，只有那些朝着目标而去的人，不曾因为没有把握目标就散漫无着地奔跑着人，才真的避免了生命的浪费。
三、要习惯于逻辑环环相扣
物理中有这样一个非常典型的逻辑陷阱。研究小灯泡的功率或电阻时，发现电压大、电流大的时候，小灯泡的电阻也变大了。有的学生就会跳进陷阱，认为小灯泡的电阻跟电压、电流有关。但是实际上，电阻是导体本身的一种性质，与外加的电压、通过它的电流都没有关系。电阻由材料、长度、横截面积决定，并受温度的影响。而比起定值电阻，灯丝电阻受温度影响较大而已。
所以，一个环环相扣的逻辑推演应该是：当加在小灯泡两端的电压较大时，根据欧姆定律，通过小灯泡的电流较大。根据焦耳定律，电流通过小灯泡就会产生更多热量。从而使灯丝的温度升高。而灯丝电阻受到温度的影响，所以灯丝电阻变大。
当A是B的原因，B是C的原因时，A并不一定能直接导致C。或者说，C跟A之间是没有因果的。
这种逻辑训练，对每个人都是很有审辩意义的，远远超过了应付考试的作用。多少人听了听开头、听了听结尾就草率建立因果关联，多少人被忽悠、割韭菜，就因为缺乏这样的逻辑啊！
四、要习惯于清晰区分
人们发现鸭子优哉游哉地浮在水面上的时候，脚下的鸭蹼在不停地划水——这说明事物的表里是有区分的，应该注意区分而不能随意混淆。在物理当中，需要习惯做出的区分有很多。
比如，实验“探究压力作用效果与压力大小的关系”，就会看到，有的学生会在实验分析的步骤上，由压强公式得出，在受力面积一定时，压力越大，压强越大。很显然，因为这个学生有一个逻辑的盲点，不能区分什么时候在证明，什么时候是在运用。之所以探究这个实验，就因为还不明确压力作用效果是否与压力大小有关，是一个证明的过程。而这个学生恰恰已经运用了这个实验得出的结论。
比如，实验表格的设计和实验实施之后的数据处理，二者差异非常明显。但是，仍然偶尔会遇到设计实验表格自带数据的孩子，有的孩子还会让自己设计出来的实验数据符合结论——并非不聪明或者不努力，而是不能区分实验前后的差别。实验设计中，表格的数据需要精心的设计，以利于数据的分析和结论的得出。但是，绝对不可以混淆。再比如，牛顿第一定律的实验，需要区分：现象、说明、推论、定律四个层次。这些层次的区分是有阶梯递进的关系的，是非常好的逻辑训练。
五、要习惯于注意定语
物理之中，常常都需要定语。说是定语，其实就是做出限定。越精准的限定，越容易实现精准的表达。
比如，滑动变阻器的原理：“通过改变接入电路中电阻线的长度，来改变电阻，进而改变电路中的电流。” 其中，“改变接入电路中电阻线的长度”和“改变电阻线长度”是完全不同的意思。事实上，滑动变阻器中电阻线的长度是没有变化的，只是接入电路的长度发生了变化而已。缺失了限定的语言，有时会把句子的整体意思都改变了。
比如在测量液体密度的实验中，液体这个词，可以指在烧杯中的液体，也可以指量筒中的液体，就需要说好定语。通常会选择差量法测量液体质量，而以量筒中的液体为研究对象。
比如，温度计的测温原理，一定要说：“（感温）液体的热胀冷缩”。温度计的组成部分还有玻璃管、毛细管、刻度，每一部分是不是都在热胀冷缩呢？如果不加以限定，就会引起误解。
我常常都需要强调，不要随意写角标，尤其容易发生歧义的时候，有用功不要写成W有而要写W有用，煤油的热值要写成q煤油而不能写成q煤。在我们自己使用限定语言时，也要注意精准。
六、要习惯于坚持走到逻辑的落点
回扣到主题上，回扣到生活之中，逻辑的通路才会形成闭环。
我会发现，学生在经受思维训练时，有时候可以走三步、有时候可以走四步，但是走了第四步就会停下来了，认为已经足够了——好像定力和耐力不够的练功者，就差那么一点点儿。
例如，在讲“外界对物体做功，物理内容增大”时，讲一个压缩气体体积的实验。活塞压缩气体的体积做功，气体的内能增大，温度升高。但是说到这里都不能说明棉花燃烧了，还缺一步：达到了棉花的着火点。又例如，在说防汛报警器工作过程时，电磁继电器主体的部分怎么运作都能说清楚，但是最后不会去扣住题目。这并不是每个人天然都具备的逻辑，需要训练有素的心智逐渐形成习惯。
七、要习惯于先说重要性的事物
我最爱举的例子是，“小明和小亮”与“小亮和小明”是不一样的。“小明和小亮”中，小明是第一责任人；“小亮和小明”，小亮是第一责任人。
语序先后，其实是逻辑的先后。当我们开始警惕自己的语序，就比较容易形成突出重点的思维方式。回答时，我们往往先要亮出原理来，让人一下子就获取到这个关键信息。
当一个物理量与多个因素有关时，往往需要先说影响力比较大的。比如焦耳定律，一定要说：电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。 很明显，电流对电热的影响就是比电阻和通电时间大。
物理的美感也在这种秩序井然里。
很多年前，我学过一个英语课程，那位老师说：猴子想要吃香蕉，你不要给苹果、橘子、草莓。最糟糕的就是你只有苹果橘子草莓。其次糟糕的是，你把苹果橘子草莓和香蕉放在一起，而其他水果是摆在香蕉前面的。最好的做法就是给香蕉，给猴子要的。这个观念对我很有启发，很令我反思那些以花团锦簇的塑料语言堆积成文的东西。
八、要习惯于先控制变量再对比
其实控制变量法是物理学习中特别重要的方法。但是因为反复强化，反而是更少出现问题的地方。这恰恰说明，人是可教的，思维是可改善的。
此外还有，定性结论和定量结论的区别呀，比如“越大越大”跟“成正比”的区分；不同物理量之间只能计算而不能换算呀，比如，一升水一千克是一个计算的结果。我仅谈几点、仅举几例，就像以石子敲开水面那样，实际上还有更多可谈。
