物理教学的首要任务是确立一个个正确的物理概念，还有就是对物理有兴趣
古代没有物理学。古希腊有自然哲学，也称物理学，那不是现代意义下的物理学。自然哲学的宗师是亚里士多德。他认为物体的运动是靠外力支持的，亦即，力是和速度联系在一起的，而不是与加速度联系在一起。
在人类认知的历史上“加速度”概念是一千多年后伽里略建立的。其实亚里士多德的观念也是现代一个普通人从小到大由自己的经验里形成的观念，自发地转变过来是否也要经过上千年？缩短这个过程的唯一办法是学习物理学。但不是每个人的思想都能转过这个弯，用我国现在的说法叫做“思想改造”，不是那么容易的。
我讲一个故事。我有一位朋友，Nachtigall(读作“纳赫替伽”)教授，他是德国的首席物理教育专家。一次他来到北京，我到宾馆去看他，在客厅里一边喝茶，一边聊天。我国曾给他配了一位翻译，由于我们两人用英语交谈，翻译没事就坐在一边。Nachtigall教授认为，对物理的理解有两种，一种是操作性的理解，一种是实质性的理解。
他举例，他认识一位从香港到德国去的中医，身边带了一个辅助针灸的小盒子，上面有两个旋钮，一个标称电压，一个标称频率。问这位中医对“电压”和“频率”这两个概念怎么理解，他说，“电压”就是旋这个钮，“频率”就是旋那个钮。Nachtigall教授说，这就是操作性的理解。Nachtigall教授谈到这儿兴致来了，建议我们当场做个实验。他把坐在旁边的翻译叫过来。翻译大学里是学计算机的，上过物理课，而且通过了考试。Nachtigall教授一手拿起茶杯盖高高举起，松手后由另一只手接住。
这时问翻译“茶杯盖的加速度是什么方向？”回答说“向下”。他又把茶杯盖向上扔，对方的回答是“加速度向上”。他和我都笑了，但翻译莫名其妙，不知道我们在笑什么。外国有位教授说，什么是素质？素质是学过后多年，大部分都忘了，剩下来的就是素质。看来，真正掌握物理素质是不容易的。物理教学最重要的任务是让学生真正树立起正确的物理概念，特别是对初学物理的人。
物体的运动是随时间变化的，电磁场的空间分布通常是不均匀的，这正是丰富多彩自然现象的由来。当年法拉第创立电磁感应定律前前后后用了十年。起初当他得知奥斯特的电流使磁针偏转的实验后，他便想，磁铁反过来也应该产生电流。这是一个非常宝贵的想法。当他把磁铁插入一个线圈时，只看到稍纵即逝的脉冲，却看不到持续的电流。这不符合他的预期。他的实验断断续续的作了十年，终于意识到是磁场的变化率产生电流。从“恒定”到“变化率”，迈出这一步相当困难。
写作此文时正值武汉疫情爆发，天天隔离在家在网上看新闻，其中经常展现疫情发展的曲线。人们关心何时出现曲线的拐点。拐点意味着什么？是疫情发展速度为0吗？非也，拐点是疫情发展速度最大的时刻，此刻加速度为0。经济学里有个难懂的概念，“边际效应(marginal utility)”，从数学的观点看，其实就是拐点效应：效益最大之时，即是效应衰减之始。我们的中学物理课最大的缺点是只强调物理量均匀不变的情形。这是因为受到数学的限制，不能用微积分。
其代价是使学生对物理量时空变化规律不理解，使得正确的物理概念难以确立。用曲线代替微积分来讲解是一个可行的办法，我编写的中学物理教科书《新概念高中物理读本》一开始就大量采用曲线的方法来阐述和训练有关的物理概念。其实让高中生懂一点浅鲜的微积分也是可行。在我读中学的时代，高中教一点或学生自学一点微积分，不是太个别的现象。现在的物理竞赛培训中，也会教一点微积分。
教学中学生常问，某物理量的物理意义是什么？问“能量”的物理意义，告诉他是“作功的本领”；什么是“作功”？是力乘位移，但力必须是平行位移方向的。一个人在平路上挑着担子走30里，物理学家说他没有作功。为什么不算垂直方向的力？其实，物理概念不是唯一的，不同的概念往往没有正确与否之分，但有优劣之别。物理概念是为说明物理规律而建立的，好的物理概念可以表达广泛的物理规律，说明广泛的物理现象。
“功”之所以这样定义，是因为这样才能说明功能原理和能量守恒。我想对一个物理量的物理意义问题最根本的回答，是这样定义能够简洁而深刻地表达某个自然规律。关于辅导和习题训练这里说的辅导指习题课、答疑和课外辅导。在北大常常是出一些概念上容易搞错的问题，让学生讨论。为了使学生真正搞清楚概念，出一些“陷阱式”的问题把学生的错误想法调出来。
“文化大革命”时有学生贴大字报，说这是“以学生为敌”。非也，其实这是一种对纠正概念错误非常有效的方法。我在课外给学生答疑的时候，发现学生有概念性错误时，也是这样做的。因为学生的错误概念有时是非常顽固的。如果你正面回答他，他可能表面上接受了，考试时按你的想法回答，其实他心底里并不服，多年以后他还是他。
我的做法是顺着他的思路提一些问题，把他引导到一个连他自己都会觉得荒谬的结果。在走投无路的情况下他才会幡然省悟，虚心听你的正面解说。此乃“不破不立”之谓也。在中学里有些老师对优秀学生的辅导有很好的经验，能够培养学生自学能力的老师是最好的老师。
学物理，做习题是不可少的训练。但为了应付高考而采取的题海战术是不可取的。提高习题训练效果最好的做法，是鼓励学生自己判自己的习题。判断自己的答案是否正确有许多方法，如从物理上看结果是否合理，用不同的解法是否得到同样的结果，倒过来算(如用减法核对加法，用除法核对乘法)是否还原，等等。这样，好的学生认为自己解题只有两种结果，要么作不出，要么自信做出来的结果肯定是对的(哪怕与标准答案不符)。
也许还有第三种可能，认为题出错了。若老师不同意，敢与老师辩论。在北大，培养参加国际竞赛的学生时还有另一种做法，就是让他们自己编考题，之后同学们之间互相评论。这些都是加强习题训练的高级手段。
吾尝戏作无情对一副：“普世人性論 現代物理学”。所谓“无情对”，是上下联逐字对仗极其工整，但语义风马牛不相及。此联逐字对仗可谓相当工整，上下联是否一點也不相干？也许应了古诗“东边日出西边雨，道是无晴还有晴”之句(刘禹锡《竹枝词》)，并非真的没有关联吧。更多资讯可在质心物理竞赛网查看。
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