前言
物理——量化现象并透过观察与实验,探讨大自然原理的学问 「物理」学习的是物体的原理,从天体运动到基本粒子,物理可说与自然界中的所有状况息息相关,也有「探讨物体的基本性质与运动」的特色。物理尽可能的将现象简化,以定量表示,并透过观察与实验,找出横跨各种自然现象的共通法则,并探讨大自然的原理。
也因为物理的基本法则贯通在身边各种现象中,透过学习物理,便可以用科学的角度看眼前的世界。
高中学习的物理,内容不外乎「力学」、「热学」、「波动」、「电学与磁学」及「原子学」等五大项目。本书从中特别选出「力学」、「功与能」、「热力学」、「电学」、「电磁学」、以及「波动」等六个项目探讨。
不过说到物理,或许有些读者会回想起过去高中上物理课时,「完全听不懂老师说什么」的情况。或许也有人是「因为物理好像很难,所以放弃选修」。其中几个原因可能是「概念太过抽象」或「数学公式及计算题太多」。另外,大家也可能觉得就算选修了物理,上课不过就是套原理、套公式解题罢了,也因此会觉得物理既「枯燥」又「难懂」吧。
不过,如果思考「运动中的物体,最后一定会停下」这类看似常识的论述,并抽丝剥茧、看穿其中只有单纯的「惯性作用」,再用这种法则来预测未来的状况,就会发现其实学物理,就是学习并了解如何应用这些知识而已。如果在解物理题时,能配合了解物理世界的观念,相信一定会更有趣。
因此,对于国、高中时不擅物理的读者,本书尽可能以丰富的图像解说物理的概念。本书设定的目标读者群,是因为迫于需要、想要在短时间内通透物理学的基础,以及想了解现代最新知识的上班族等一般社会大众。
本书的内容说明,是希望读者能轻松阅读,并在职场及日常生活中派上用场,以及学习生活在现代所要知道的物理知识。当然,也希望正在学习物理学的高中生及大学生能阅读本书。
本书共有八名作者,其中包含在高中任教物理多年的教师,以及在大学担任教职的教授们。本书具有其他类似书籍所没有的三个特点。
特点①
从中学程度开始,使用大量图解、浅显易懂的解释物理学基础知识。
特点②
针对在日常生活中及职场上,想从基础开始学习物理的读者,精心挑选内容。
特点③
以插画解说较艰涩的物理概念及法则。
本书遵循上述三大特点,针对一般读者,以「看故事般有趣」、「内容实用」,以及最重要的「内容易懂」为目的撰写并顺利付梓。
最后,特别感谢为本书绘制可爱插图的插画家井上行广先生,及对本书内容给予宝贵意见、并负责编撰作业的科学书籍编辑部石井显一先生。
谨代表所有作者
卷健男、浮田裕
推荐序
学习高中物理三部曲——阅读、理解与应用 如果调查台湾的高中生课业学习的问题:「你认为最难的科目是哪一科?为什么?」相信回答「物理」的人数,可能排在第一名或第二名,尤其是理组(第二类及第三类组)的学生,理由最可能是「很抽象,公式多,考题难」。
在我的高中物理教学经验中,学生认为学习科目中最难的,物理确实排在前两名,与数学「不分轩轾」,原因不外乎是需要理解、要花很多时间思考、有些单元很抽象,例如力学、光学和电磁学,以及需要应用数学分析和推导结论公式,担忧「学校考试的题目很难,有时看不懂题目」。
面对学生学习高中物理的困扰,身为教师的我责无旁贷,应协助学生面对问题、找出困扰原因,提供有效的学习途径以解决问题。
当学生问我:「究竟要如何学好高中物理?」或「我怎么样才能在物理考试获得高分?」这样的问题真是「大哉问」。物理成绩能不能得高分?这与教师物理试题评量设计有关,包含命题的主题是否都在课堂上教过?难易度是否掌握得宜?题数是否适宜?是否提供学生足够时间思考题目?题目叙述是否清楚易懂?题目情境是否合理?
如果不讨论「物理题目设计得好不好?」,那么物理成绩不佳的原因与学习的态度和方法有关,包含学习态度常常「考前抱佛脚」,认为「背」物理公式就可以应付;如果学习方法是「五不」,也就是「不专心上课、不作笔记、不阅读课本、不理解思考、不复习主题内容」,成绩不佳自然是「理所当然」。
如何提升高中物理的学习效率?建议从学习态度和方法着手。高中物理的内容主题多元,包含力学、波动、光学、电磁学、近代物理与现代科技等,每一单元都与生活有关,生活中有物理,物理在生活中,因此学习物理至少应包含三部曲,即「阅读、理解、应用」。
要建立物理概念,必须先吸收物理知识,除了上课认真听老师讲授外,「阅读」物理书和课本教材绝对必要,这是「君子务本,本立而道生」的概念,「阅读」是建立物理「基本」概念最好的方法。在阅读中要培养耐心「理解」基本概念的习惯,学不躐等、盈科后进,一步一脚印,并且能与生活或新闻的话题结合,将物理概念「应用」在这些议题中。
因为教学需要,我常阅读物理书籍与杂志,也常蒐集与阅读其他国家的物理教科书和科普书。日前有缘阅读大是文化出版的《名师这样教 物理秒懂》,内容多元而丰富,绘图生动而吸睛,以概念为主,不特别强调数学推导,举例亦以生活应用为范畴,很适合帮助高中学生掌握「阅读、理解与应用」的学习三部曲,成为学习高中物理的「良师益友」。
北一女中物理教师/简丽贤