孩子說聽不懂理化

2020 年 9 月 20 日 

八年級開始，國中的自然科多了一門叫做「理化」的學科，往往也會被多數數理不好的學生視為噩夢的起點，因為怎麼樣就是不會算。

公式？

很多老師喜歡強調要背公式，甚至仿間還出現一小本滿滿公式的冊子，作為段考或會考等衝刺準備。但我個人很不會背公式，尤其九年級上的運動學和力學，更是有老師整理出四大公式，說考題有什麼線索，缺哪一項就代其中某個公式。這其實在我自己求學階段的時候造成蠻大的困擾的，因為我的確就是背不起來，但是後來慢慢「真正理解」那些東西的概念和涵義後，發現不用背依然可以算得出答案啊。

Q：為什麼不背公式仍然算得出答案？

我的答案很簡單，公式不是莫名、隨意的式子，它的出現跟最初簡單的幾個想法有關，只要知道原本科學家是怎麼想的，再來看公式就會發現那不過就是後人整理出的東西。就像九九乘法表，每個都只是加法而已，所以只要會加法，就算不會背九九乘法，給定足夠的時間也能回答得了八八六十四。

以”密度”為例

雖然前文說到公式不用背，但還是有最基本一定要會的，就像不背乘法卻仍然要會加法才能算。在自然科裡面，一定要會(或說背)的叫做「定義」：定義沒有對或著錯，只有好或不好。當一個現象出現的時候，有人嘗試去測量，而為了讓其他人也聽得懂，就必須約定好某些基本概念，這叫做「物理量」跟「單位」。

這裡舉一個例子說明，例如直覺上會覺得鐵塊就是比木塊還要重，前著丟到水裡會沉下去，後者會浮起來，但他們又不是真正意義上誰重誰輕。因為如果是很小的鐵塊，比上書櫃大的木塊時，木頭反而是比較重的。所以最一開始說的鐵比木頭重，是別種概念上的重，物理學上稱之為「密度」。上述是某種可觀察的現象，為了表示而取了名字「密度」作為該物理量的名稱。

密度的定義是每單位體積所具有的質量多寡。

這聽起來很不親近人，但實際上單位體積指的意思是每一立方公分、每一公升、每一立方公尺…等這些體積單位的總稱。因此拿最簡單的例子，每 1 立方公分的鐵塊跟木塊，看兩者誰的質量比較大，那麼誰的密度就會比較大。

如果遇到計算，像是一金屬正方體邊長5 cm、總質量875 g，求其密度。我個人很喜歡的譬喻方式是蘋果分配，先想像總共有6顆蘋果平均分給2個人，每一個人可以拿多少顆蘋果？只要學生答得出3顆的話，那麼這個計算理論上就會了：總共有875公克分配給5x5x5=125立方公分的體積，每一立方公分會有多少公克？其實就只是875÷125=7而已。

過程上不需要特別去背「密度=質量÷體積」這個公式，因為只要理解定義，後面的公式自然就會了。這樣就不會產生學生每一個公式都背得起來，要考默寫甚至全部滿分，但一旦遇到計算就會亂代的情況。