Miten fyysikot muistavat kaikki kaavat ja lait?

Fyysikot eivät opettele kaavoja ulkoa. He ymmärtävät, miten fysiikan eri osa-alueet liittyvät toisiinsa ja osaavat johtaa kaavat ymmärryksensä perusteella.

Peruskoulun ja lukion fysiikan tunneilla keskitytään liikaa kaavojen ja lakien ulkoa opetteluun. Muistan omilta lukiokurssiltani, miten osa kurssikavereista etsi kirjasta paniikinomaisesti esimerkkilaskuja, jotka vaikuttivat samannäköisiltä kuin heidän sillä hetkellä tekemänsä tehtävä, ymmärtämättä mitä laskussa todellisuudessa laskettiin. Kokeisiin kyseisiä esimerkkilaskuja opeteltiin ulkoa, jotta samaa ratkaisutapaa voisi yrittää myös kokeessa.

Lakien ja kaavojen ulkoa opettelu ei ole fysiikkaa. Mistä ihmeestä löytäisimme esimerkkilaskuja ratkaisemattomia fysiikan ongelmia ratkoessa?

Ulkoa opettelemisen sijaan fysiikkan opiskelussa pitäisi keskittyä periaatteiden ymmärtämiseen. Kun fysiikkan periaatteita ja niiden välisiä yhteyksiä ymmärtää, kaavat eivät ole enää näytä monimutkaisilta kirjainten yhdistelmiltä vaan niistä pystyy näkemään vuorovaikutusten riippuvuuksia. Monesti ongelman ratkaisun pystyy myös karkeasti päätelemään ilman varsinaista laskemista.

Fysiikka on ongelmanratkaisua ja usein nimenomaan itse ongelman ymmärtäminen on sen tärkein ja vaikein osuus, minkä jälkeen ratkaisu löytyy yleensä melko helposti. Esimerkiksi seuraava ajatteluketju voisi liittyä lukion fysiikan tehtävään:

Mihin fysiikan alueeseen ongelma liittyy? Mekaniikkaan. Onko kyse voimista vai liikkeestä? Voimista sekä niiden aiheuttamasta liikkeestä. Mitä voimia ongelmaan liittyy? Painovoima ja noste. Ovatko voimat tasapainossa? Ei, painovoima on suurempi. Mitä se tarkoittaa? Kappale on tasaisesti kiihtyvässä liikkeessä painovoiman suuntaan. Nyt tiedetään, mistä tässä on kyse ja ratkaisu löytyy helpolla laskutoimituksella.