物理解題經驗分享:四大步驟
四大步驟
看到題目不知道要做什麼?一個不熟悉的題型應該從何下手?就算是身經百戰的考生,可能今年大考又有新的題型。除了基本題型熟練之外,更重要的是訓練自己不害怕新的題型,能夠運用所學穩健地破解題目。就我觀察,一般解題的高手都有一個自己習慣的解題步驟,可能是自然而然產生的,也可能是自己制定下來自己習慣的。因此在這邊將自己寫物理時候的習慣步驟整理出來分享給大家:
看到題目不知道要做什麼?一個不熟悉的題型應該從何下手?就算是身經百戰的考生,可能今年大考又有新的題型。除了基本題型熟練之外,更重要的是訓練自己不害怕新的題型,能夠運用所學穩健地破解題目。就我觀察,一般解題的高手都有一個自己習慣的解題步驟,可能是自然而然產生的,也可能是自己制定下來自己習慣的。因此在這邊將自己寫物理時候的習慣步驟整理出來分享給大家:
這是篇公開心得,所以避開了所有人名以及公司名,有必要者用綽號稱之。
2012年11月,第一次到13樓的辦公室考試,那邊的人說,考卷就在桌上,寫完考卷和資料之後就可以走了,之後靜待通知。
所有事情的發生,都有它的背景以及緣起。大學時代決定邁向經濟獨立目標的我,四處尋找工作機會。因緣際會下有了第一個家教,但是總覺得還不夠,於是就問了原本已在補習班工作的高中學長D大,決定先到補習班累積經驗。
雖然大多數考題數字皆有設計過,但若選項間數字差異很大,懂得一些估算技巧,可以增加答題速度。以下面這題為例:(92學測補考)
南、北極的冰帽如果真的全部融化,粗略預估全球海平面最可能會上升多少高度?
(提示:全球海洋的平均深度約為 $4000\ \mathrm{m}$;南極大陸的冰層厚度約 $2.2\ \mathrm{km}$。面積約為 $13,000,000\ \mathrm{km}^2$;格林蘭的面積約 $1,700,000\ \mathrm{km}^2$,冰層厚度約 $1.5\ \mathrm{km}$;地球半徑約 $6400\ \mathrm{km}$)
(A) 6080 毫米 (B) 6080 公分 (C) 6080 公尺 (D) 600800 公尺 (E) 6~8 公里
善用科學記號,有助於我們接下來要進行的簡化!(算式內單位皆統一為公斤)
$$
上升高度 = \frac{體積增加}{海洋面積} = \frac{2.2 \times 1.3 \times 10^7 + 1.5 \times 1.7 \times 10^6}{4 \pi \times (6.4 \times 10^3)^2 \times 0.7}
$$
這麼一長串的算式,基本上科技進步的現代,都是丟給計算機之神casio 991ES解決。然而,考場如戰場,敲計算機其實也是需要時間的,更何況這個戰場(學測)還不給帶計算機。因此,正是估算法大顯神威的時候了。
估算法三大原則如下:
先執行第一原則,我們把科學記號的 10 的次方全部拆出來,上述算式可以拆成:
$$
\frac{2.2 \times 1.3 + 1.5 \times 1.7 \times 0.1}{4 \pi \times 6.4^2 \times 0.7} \times
\frac{10^7}{10^{3 \times 2}} =
\frac{2.2 \times 1.3 + 1.5 \times 1.7 \times 0.1}{4 \pi \times 6.4^2 \times 0.7} \times 10
$$
其實大部分的題目,做到這裡,答案就呼之欲出了。
從一個學生,到進入物理家教界兩年,以及在補習班工作,對於高中物理的認知,看法未必與以前完全相同,現在從一份半個教育者的眼光來看高中物理,所能看到的應該會比以前更廣更全面。
相較於指考,學測物理有的公式實在不算多,而且課綱中都講明了,很多章節都已經避開推導以及計算。因此剩下的公式,大多算是基本中的基本,例如牛頓第二運動定律 $F = ma$,相信大家國中也都背過了。但有些公式就複雜多了,例如阿特午機(Atwood machine)的張力公式:
$$
T = \frac{2m_1m_2}{m_1+m_2}g
$$
這樣複雜的公式,也許有人根本沒看過,也許有人在學校課堂或補習班講義裡面看過它,這種公式到底要不要背?
我的看法是,必須把公式分成兩類,一類是「物理定義」,像是 $F = ma$,你不背起來,根本沒辦法從受力算出加速度。另一類是「導出公式」,像我剛剛舉的這個例子就是,這種公式不背也沒差,背了是增加解題速度,但缺點常常是使用範圍太窄,例如這個公式只能用在阿特午機,段考還好,但大考幾乎沒有投資報酬率可言。這類型的公式要不要背,完全看個人,但我的建議是能不背,就不背,用最少的公式,解最多的題目。
當我們背下每條公式時,應該要知道每條公式背後的物理意義,如果是導出公式,更要知道公式是怎麼推導出來的。碰到題目時,先分析題目要什麼,我們有什麼條件,這些條件和答案有什麼公式可以帶出,例如說等加速度運動,給初速度、末速度、位移,要求加速度,熟練的人就會立刻想到$v^2=v_0^2+2a\Delta x$,當然畫 $v$-$t$ 圖也是一種解法。腦袋裡面先有流程再動筆是最好的,若是想不到,也可利用起始條件,走一步算一步。
當然,如果只是考學測,幾乎沒有複雜的計算及推導,剩下少少的公式幾乎國中都背過,似乎也就沒那麼多煩惱了,只要把公式背後的物理意義搞懂即可。