分类:迷思“重物下落更快”

来自Big Physics


定义和含义

“重物下落更快”是一个迷思,其含义是“在离地面相同的距离释放一个更重的物体和一个更轻的物体,则更重的物体先到达地面”,还可以指下面这个推广了的含义“在离地面相同的距离释放一个更重的物体和一个更轻的物体,在下落过程中的每一个位置点上,重物的速度大于轻物的速度”。这个迷思来源于对日常生活经验的不完全的总结。

实际上,如果不考虑空气阻力等其他因素,仅仅考虑地球对物体的引力,也就是重力的话,物体下落的速度和时间和物体的重量(物理学区分质量——物质的量——和重量)没有关系。不过,这个知识本身是对逻辑上和学科知识上都要求更高的知识。学习者完全可以从另一个角度,也就是对生活经验的更加完善的总结,以及对“一个规律应该尽可能多地描述事物”的追求,来解除这个迷思。

概念地图

乘法的概念地图(图的格式将来改成嵌入文本的格式,用户既可以直接下载图,还可以获取这个概念地图的文本文件):

迷思“重物下落更快”.png

教和学的层次

记住这个结论“重物轻物下落一样快”来解决这个迷思“重物下落更快”,属于第一个层次的教和学。

如果从对日常生活的更加完善的总结来解决这个迷思,或者从更高层的知识(Newton定律和引力定律)的角度来解决这个迷思,则属于第二个层次的教和学。

如果从这个迷思的解决中看到了“物理学(科学)希望用最少的概念和结论描述最多的事物”、“逻辑论证和数学计算是物理学做论证的主要手段”、“物理的概念和结论需要能够和(检验过的总结的更加完善的)生活经验和实验现象相符”,这些关于物理学的学科大图景的内容,则就属于第三个层次的知识。

再进一步,考虑概念间联系的学习、物理概念和结论和实验是否相符要通过批判性思维(逻辑论证、数学计算、做实验)来论证,这些思维方式和学习方法,这些超越具体学科的一般思维方式和学习方法,这属于第四个层次的知识。

中小学阶段的理解

至少要达到第二层的理解,也就是用更多的生活经验以及Newton定律、引力定律来真的想明白为什么“重物和轻物下落一样快”而不是“重物下落更快”。甚至,如果其他学生思考,重力质量和惯性质量的关系就更好了。

尽量达到第三层的理解,也就是从这些例子体会到物理学和生活经验、实验观测、数学论证的关系。

如果还能够走到第四层,也就是物理概念的学习需要依靠系联性思考、批判性思维、以知识生成器为目标的理解型学习,那就更好了。

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