前言
物理——量化現象並透過觀察與實驗,探討大自然原理的學問
「物理」學習的是物體的原理,從天體運動到基本粒子,物理可說與自然界中的所有狀況息息相關,也有「探討物體的基本性質與運動」的特色。物理盡可能的將現象簡化,以定量表示,並透過觀察與實驗,找出橫跨各種自然現象的共通法則,並探討大自然的原理。
也因為物理的基本法則貫通在身邊各種現象中,透過學習物理,便可以用科學的角度看眼前的世界。
高中學習的物理,內容不外乎「力學」、「熱學」、「波動」、「電學與磁學」及「原子學」等五大項目。本書從中特別選出「力學」、「功與能」、「熱力學」、「電學」、「電磁學」、以及「波動」等六個項目探討。
不過說到物理,或許有些讀者會回想起過去高中上物理課時,「完全聽不懂老師說什麼」的情況。或許也有人是「因為物理好像很難,所以放棄選修」。其中幾個原因可能是「概念太過抽象」或「數學公式及計算題太多」。另外,大家也可能覺得就算選修了物理,上課不過就是套原理、套公式解題罷了,也因此會覺得物理既「枯燥」又「難懂」吧。
不過,如果思考「運動中的物體,最後一定會停下」這類看似常識的論述,並抽絲剝繭、看穿其中只有單純的「慣性作用」,再用這種法則來預測未來的狀況,就會發現其實學物理,就是學習並了解如何應用這些知識而已。如果在解物理題時,能配合了解物理世界的觀念,相信一定會更有趣。
因此,對於國、高中時不擅物理的讀者,本書盡可能以豐富的圖像解說物理的概念。本書設定的目標讀者群,是因為迫於需要、想要在短時間內通透物理學的基礎,以及想了解現代最新知識的上班族等一般社會大眾。
本書的內容說明,是希望讀者能輕鬆閱讀,並在職場及日常生活中派上用場,以及學習生活在現代所要知道的物理知識。當然,也希望正在學習物理學的高中生及大學生能閱讀本書。
本書共有八名作者,其中包含在高中任教物理多年的教師,以及在大學擔任教職的教授們。本書具有其他類似書籍所沒有的三個特點。
特點①
從中學程度開始,使用大量圖解、淺顯易懂的解釋物理學基礎知識。
特點②
針對在日常生活中及職場上,想從基礎開始學習物理的讀者,精心挑選內容。
特點③
以插畫解說較艱澀的物理概念及法則。
本書遵循上述三大特點,針對一般讀者,以「看故事般有趣」、「內容實用」,以及最重要的「內容易懂」為目的撰寫並順利付梓。
最後,特別感謝為本書繪製可愛插圖的插畫家井上行廣先生,及對本書內容給予寶貴意見、並負責編撰作業的科學書籍編輯部石井顯一先生。
謹代表所有作者
卷健男、浮田裕
推薦序
學習高中物理三部曲——閱讀、理解與應用
如果調查臺灣的高中生課業學習的問題:「你認為最難的科目是哪一科?為什麼?」相信回答「物理」的人數,可能排在第一名或第二名,尤其是理組(第二類及第三類組)的學生,理由最可能是「很抽象,公式多,考題難」。
在我的高中物理教學經驗中,學生認為學習科目中最難的,物理確實排在前兩名,與數學「不分軒輊」,原因不外乎是需要理解、要花很多時間思考、有些單元很抽象,例如力學、光學和電磁學,以及需要應用數學分析和推導結論公式,擔憂「學校考試的題目很難,有時看不懂題目」。
面對學生學習高中物理的困擾,身為教師的我責無旁貸,應協助學生面對問題、找出困擾原因,提供有效的學習途徑以解決問題。
當學生問我:「究竟要如何學好高中物理?」或「我怎麼樣才能在物理考試獲得高分?」這樣的問題真是「大哉問」。物理成績能不能得高分?這與教師物理試題評量設計有關,包含命題的主題是否都在課堂上教過?難易度是否掌握得宜?題數是否適宜?是否提供學生足夠時間思考題目?題目敘述是否清楚易懂?題目情境是否合理?
如果不討論「物理題目設計得好不好?」,那麼物理成績不佳的原因與學習的態度和方法有關,包含學習態度常常「考前抱佛腳」,認為「背」物理公式就可以應付;如果學習方法是「五不」,也就是「不專心上課、不作筆記、不閱讀課本、不理解思考、不複習主題內容」,成績不佳自然是「理所當然」。
如何提升高中物理的學習效率?建議從學習態度和方法著手。高中物理的內容主題多元,包含力學、波動、光學、電磁學、近代物理與現代科技等,每一單元都與生活有關,生活中有物理,物理在生活中,因此學習物理至少應包含三部曲,即「閱讀、理解、應用」。
要建立物理概念,必須先吸收物理知識,除了上課認真聽老師講授外,「閱讀」物理書和課本教材絕對必要,這是「君子務本,本立而道生」的概念,「閱讀」是建立物理「基本」概念最好的方法。在閱讀中要培養耐心「理解」基本概念的習慣,學不躐等、盈科後進,一步一腳印,並且能與生活或新聞的話題結合,將物理概念「應用」在這些議題中。
因為教學需要,我常閱讀物理書籍與雜誌,也常蒐集與閱讀其他國家的物理教科書和科普書。日前有緣閱讀大是文化出版的《名師這樣教 物理秒懂》,內容多元而豐富,繪圖生動而吸睛,以概念為主,不特別強調數學推導,舉例亦以生活應用為範疇,很適合幫助高中學生掌握「閱讀、理解與應用」的學習三部曲,成為學習高中物理的「良師益友」。
北一女中物理教師/簡麗賢