在 KS3 物理里用费曼学习法，就是在看到结果之前先预测会发生什么，再用大白话解释你的预测为什么对、或者为什么错。 物理里有很多道理和日常经验对着干：直觉告诉你一回事，世界却是另一回事。先预测，就是把你的直觉摆到台面上，让它接受检验。
这篇文章写给 Year 7、8、9 的你。我们的完整例子讲的是力：你踢出去的球，为什么会慢下来、最后停住？
预测、观察、解释
科学老师有一套三步流程，叫预测—观察—解释（Predict-Observe-Explain，简称 POE）：
- 预测。 实验之前，说出你认为会发生什么，以及为什么。
- 观察。 看看实际发生了什么。
- 解释。 如果预测错了，解释这个差距。
POE 和费曼的步骤搭配得非常好。流行的“费曼学习法”（选主题、讲出来、找卡点、再简化）是别人后来对物理学家理查德·费曼习惯的总结，不是他本人写的。但费曼很喜欢这种检验。1986 年调查“挑战者号”航天飞机事故时，他在一场电视转播的听证会上，把航天飞机 O 形圈所用的橡胶材料浸进一杯冰水里，展示它在低温下失去了弹性。一个简单的实验，讲清了一页页报告没讲清的事。
完整的四步见费曼四步法，简单讲清楚。
为什么先预测有帮助
在知道答案之前先猜，似乎有点奇怪：万一猜错了呢？这恰恰是重点。关于预测试（pretesting）的研究（Richland、Kornell 和 Kao，2009）发现，在学习一篇文章之前先尝试回答问题的学生，事后记得更牢——即使他们一开始答错了。那些学生是大学生，所以对你来说效果大小可能不同。但道理很简单：一个错误的猜测，会让大脑准备好去注意正确答案。
完整例子：球为什么会慢下来？
来认识一下 Tom。他们班正在学力和运动。
第一步：选（并预测）
老师问：你在平坦的草地上踢出一个足球，它为什么会慢下来并停住？ 演示之前，Tom 写下了自己的预测和理由。
第二步：讲（Explain）
Tom 说：“你踢球的时候，把力给了球。力在球里面，让它一直动。力慢慢用完了，等全用完了，球就停了。”
这听起来完全对，大多数人都是这么想的。在伽利略和牛顿之前的几百年里，许多思想家的看法也大致如此。
第三步：卡住了吗？（Stuck?）
老师把一块木板搭在一摞书上，做成一个斜坡。她让同一辆玩具车从斜坡上同一个高度松手，一共放三次，每次让它滚到不同的表面上：地毯、木地板，和一块光滑的塑料板。全班用卷尺量出小车在每种表面上走了多远。小车在光滑的塑料板上走得最远，在地毯上走得最近。
她问 Tom：“如果力在小车里面、会被用完，为什么同一辆车在更光滑的表面上走得更远？”
Tom 卡住了：“也许塑料板……给了它更多的力？”
这就是卡点。Tom 的“力在球里（或车里）、会用完”的想法，解释不了他刚刚看到的现象。他在纸上把这句话圈了起来。为什么这一刻这么有价值，可以看卡住的地方，就是学习发生的地方。
第四步：再简单些（Simpler）
Tom 回到课本，从一个朴素的定义重新开始。
力是一个物体对另一个物体的推或拉。 每个力都需要两个东西：施力的和受力的。所以有一个快速检验：说出是“谁”在推。
- Tom 的脚碰着球的时候：脚把球往前推。
- 球离开脚以后：是什么在把它往前推？什么都没有。 脚已经碰不到它了。
- 球滚动时，是什么在推它？草地和它摩擦（摩擦力），空气挡着它（空气阻力）。两者都是向后推，和运动方向相反。
所以，球慢下来不是因为力“用完了”，而是因为有向后的力作用在它身上。
力是一个物体对另一个物体的推或拉：说出是谁在推。
为什么小车在光滑的塑料板上走得更远？光滑表面的摩擦力比地毯小得多。向后的力小了，它减速就更缓慢。你在家里也能做这个实验：一辆玩具车、一块木板加几本书搭成的斜坡、一把卷尺就够了。只要记得每次都从同一个高度松手。
同一辆车、同一高度、三种表面：表面越光滑，走得越远。
再想象一个完全没有摩擦、也没有空气的世界。没有任何东西向后推，小车就会以同样的速度沿直线一直滑下去。这就是牛顿第一定律：除非受到合力作用，物体会保持匀速直线运动。
现在 Tom 能用大白话解释了：
“球离开我的脚以后，就没有东西往前推它了。草地的摩擦力和空气阻力往后推，所以它慢下来。表面更光滑，摩擦力就小，所以它走得更远。如果完全没有摩擦，它永远不会停。”
再加上能量。 老师又问：球的能量去哪儿了？球在运动时，能量储存在它的动能储存里。摩擦力把这部分能量转移到球、草地和空气的热能储存里，让它们变暖了一点点。能量没有被用完，也没有被消灭，而是散到了周围环境里。“用完了”也是一个值得圈出来的说法。
注意： “它需要力才能一直动”是物理里的经典误解。运动的物体需要力来改变运动（加速、减速或转弯），而不是保持运动。更多关于发现这类错误的内容，见讲出来，才发现藏着的误解。
三个藏着卡点的物理说法
在你自己的解释里留意这几句话：
- “力用完了。” 力不会储存在物体里面。说出是谁在推。
- “能量被用掉了。” 能量在不同储存之间转移，不会被消灭。
- “重的东西掉得快。” 没有空气阻力时，所有物体下落的加速度都相同；有空气阻力时，形状和大小也有影响，所以羽毛会飘。
每一句听起来都像物理，这正是它们狡猾的地方。
这和问中学有什么关系
费曼方法，就是由你来讲解时的「问中学」。在物理里，「问中学」意味着给每个问题都配上一个猜测和理由：「我觉得会发生 X，因为 Y。」一句光秃秃的「它为什么会停？」，即使得到回答，也碰不到你心里真正的想法。Tom 在演示之前就写下了预测和理由，于是他真正的想法——力藏在球里、会被用完——摆到了明面上，斜坡实验就能直接对准它。理由比预测本身更重要。更多内容见先提问，再预测。
物理导师 Newton
在 aitutors.me 上，Professor Newton 是物理导师。Newton 会和你一起做“预测—观察—解释”：你先在看到结果之前做出猜测，然后 Newton 针对差距向你提问，而不是直接把原因告诉你。如果你在用一张练习纸复习，批注本（Jotters）可以在“力让它一直动”旁边钉上一个“小心”批注，再放一个“考考你”批注，把问题藏在“先说出来”的遮盖后面，让你先预测、再偷看。粒子模型也把物理和化学连在了一起，见用费曼学习法学初中化学。
常见问题
滚动的球为什么会慢下来？
因为有力在阻碍它运动：地面的摩擦力和空气阻力。脚一离开球，就没有东西再往前推它了，向后的力让它慢下来。表面越光滑，摩擦力越小，所以从同一个斜坡滚下来的玩具车，在光滑塑料板上会比在地毯上走得更远。
什么是“预测—观察—解释”？
这是一种分三步学科学的方法：先在看到结果之前预测会发生什么，再观察实际发生了什么，最后解释两者之间的差距。差距就是你的理解需要加强的地方，所以它和费曼学习法是天然的搭档。
运动的物体需要力才能一直运动吗？
不需要。这是物理里最常见的误解之一。除非受到合力作用，运动的物体会以相同的速度沿直线一直运动下去。日常生活中摩擦力和空气阻力几乎无处不在，所以东西看起来像是需要一直推才能动。
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