写在前面

这是“我的 IB 课本使用心得”这个系列中的第1篇文章。这一系列涉及的 IB 科目是 DP 的物理、数学 AA、化学、历史、中文 A：文学，对应的课程等级和大纲版本（首次评估时间）如下：

这些都是我学习过的 IB DP 科目。在学习这些科目的过程中，每一科我都至少用过2种课本（或教辅资料）。

在这篇文章中，我将讨论我用过的那些物理课本。我将按照出版社列出课本，一边对比，一边说说这些课本各自的风格特色、它们在我心目中的优缺点，最后说说我对“如何使用课本”的一些想法。全都仅供参考呀。

太长不看版在本文结尾。

各类课本评测

物理课本和教辅材料，我认为最重要的是以下两点：

1. 解释要好：对物理现象和理论推导，有清晰、自然、巧妙的介绍和解释。
2. 习题要好：不仅考察应用理论知识的能力，还要考察对知识点的理解。题目模式（题型）应接近 IB 真题，但题目内容应新颖多变。

我下面的大部分内容，都将围绕这两点展开。

在 DP 这两年中，我用过3家出版社的，共3本书：

Pearson 出版社

0. 基本信息

• 书名：Higher Level Physics
• 版本：第2版
• 作者：Chris Hamper
• ISBN：978-1-447-95902-1

1. 内容总览

这本书给我的印象是内容很多，页面很满。每次看到，就更安心了一些：书里讲了这么多内容，那么一定够用了吧？但我越用越觉得，有时候，这本书的内容太多、太满了。我认为，教科书需要恰到好处的细致，也需要做到简练、清晰，这样才能高效地向读者传递信息。不过如果你有足够的时间阅读，把这本书当做扩展知识的有趣的读物，也是个不错的选择嘛。

2. 实验探究、公式推导

这本书的实验板块包含一定的实验指导，但更细致的实验学案需要从这本书的电子书中获取，似乎不是和纸质书配套的。大家如果用这本书自学，这会是一个困难，但如果是跟着学校学习这本书，那么应该可以问问学校老师有没有实验学案。这本书的网上配套资源也是主要针对实验的，有很多实验模拟器的链接，省去了自己搜索的麻烦。

这本书的公式推导很有帮助，给我印象最深的是对简谐运动中 $v=\pm\omega\sqrt{x_0^2-x^2}$ 的推导。推导过程中将 $x=x_0\sin\omega t$ 和 $v=\omega x_0\cos\omega t$ 两式分别平方，就这样，自然而然地利用三角恒等关系 $\sin^2x+\cos^2x=1$，直接推导而出了。对于多普勒效应的公式推导，这本书也配了相当清晰的示意图，配合代数推导，让人一目了然，尤其是声波波源不动、观察者运动的这种情况。

3. 习题

这本书每一节后都有对应当节的小练习，每章末尾也都配有 IB 考试题型的习题，但一些题是来自 IB 真题，书中也没有标明是 IB 真题，所以如果你刷题比较多的话，用这本书时可能会浪费一些时间刷做过的题。虽然重复做题也并不一定是坏事。

4. 结构安排

这本书是 HL 学生专用的，所以每个主题间不会有很强的分割感，例如 Topic 5 Waves 和 Topic 9 Wave Phenomena 是合并在同一章中讲解的。但根据学校的班级安排，老师也许会先讲 SL，再单独拿出 HL 内容讲，那些合并的章节也就失去了合并的意义。

另一个问题是，这样分隔开的每一章（Chapter）和 IB 的每一个 Topic 不是一一对应的。这样，如果跟随课内进度看书，就可能比较难分清哪些内容是 SL，哪些是 HL，哪些是哪一个 Topic 之下的内容。下面我提到的两本物理课本都是 SL 和 HL 分开的，和这一本不同。

牛津大学出版社

0. 基本信息

• 书名：Physics: Course Companion
• 版本：2014版
• 作者： David Homer, Michael Bowen-Jones
• ISBN：978-0-19-839213-2

1. 内容总览

这本书最大的优点就是，它是IB “钦点”的——它是唯一一本出版社和 IB 共同开发的课本。所以它多少反映了 IB 的一些内部消息。

这体现在，这本书的内容正好涵盖了 IB 的课程大纲。而我在这里提到的另外两本课本都多少包含了其它不必要的内容，比如 Pearson 的课本在 Topic 7 & 11 现代物理这一章里包含了色力，而剑桥的课本在 Topic 8 Energy Production 这一章包含了热传导的计算公式。

2. 实验探究、公式推导

这本书中有很多详细的实验探究板块，而且经常通过实验来引出或验证理论，让读者建立关于物理现象的直觉，更易于理解抽象的公式。

比如，这本书中关于电容的内容就是由实验引入，而且书中的实验把电容和电场、电势这两个读者已经熟悉的概念联系了起来，更能让读者快速熟悉“电容”这一新概念。相比来讲，剑桥的课本对电容的介绍就稍显生硬。当然，我认为这一问题根本上是因为 IB 物理课纲里没有高斯定理，所以教科书为了不引入太多超纲内容，只能拐弯抹角，或者草草地介绍电容 😕

书中的公式推导也十分详细，简单易懂，而且有适当的拓展，对理解公式非常有帮助。让我印象最深的是 Topic 3 热学这一章中，讨论理想气体时，这本书对 $\bar E_k = \frac{3}{2}k_BT$ 的推导。步骤详尽，解释细致（例如上式中“3”的来历）。剑桥的课本在推导中跳过了“3”是怎么来的，而 Pearson 的课本没有推导，直接把这个公式作为事实陈述了。正因为看过这一推导，我才牢牢记住式中的动能是平均动能，平均到每个气体分子头上。这也直接帮我在一次模考中做对了题。

所以，剑桥和 Pearson 这两本书，有时会对于不喜欢、不擅长记忆，或者想要了解更多的学生有些不太友好，牛津的课本则相对更好。

3. 习题

有教科书标配的例题，但没有非正式的小练习来帮助读者熟悉概念。这一点上，这本书相比 Pearson 和剑桥的课本要稍逊一筹。每章结束后的确有 IB 考试题型的习题，也有一些原创题，但仍然有很多题都来自 IB 真题，在书中都有标注。所以如果你刷 IB 题比较多的话，用这本书时可能不会拿到很多新题。

在这本书的最开始几页中，有一行字说可以在牛津大学出版社的网站上找到更多习题，但我只找到了课本中已有习题的答案。

所以，个人认为，习题是这本书的一个弱项。但我的物理老师说这本书的习题不错。我觉得他是指这本书很会从 IB 真题里选出好题。我赞同这一点，我也觉得他的判断不会差。

4. 结构安排

HL 内容和 SL 内容是分开的，所以有割裂感，但每一章和 IB 课纲的每个 Topic 都一一对应，更加方便读者查找内容。

排版比 Pearson 的更宽松。令人耳目一新的是，这本书在 Topic 9 场这一章中，对电场和重力场的内容用了不同的颜色标明，巧妙而清晰，在比较这两种场的时候尤为方便。

剑桥大学出版社

0. 基本信息

• 书名：Physics for the IB Diploma Coursebook
• 版本：第6版
• 作者：K. A. Tsokos
• ISBN：978-1-107-62819-9

1. 内容总览

这本书给我的总体印象是足够细致也足够简练，没有太多可以挑剔的。书中有一些不在 IB 大纲范围内的内容，但并无大碍。

2. 公式推导

我认为这本书公式推导的风格和牛津的课本有相似之处，它们都不“怕”拓展，而且拓展得对读者有一定帮助。例如 Topic 11 Modern Physics 中，对衰变公式的推导。这两本书都由$-\frac{\mathrm{d} N}{\mathrm{d} t}=\lambda N$出发，用微积分推导出了$N=N_0e^{-\lambda t}$，加深了读者对于“衰变速率与未衰变的原子核数量成正比”这一知识点的印象。Pearson 的课本则没有这一推导。其实 Pearson 的课本一贯就拓展得少一些。

相比来说，这本书拓展得比牛津的课本稍少一些。我在前文已经提到过 $\bar E_k = \frac{3}{2}k_BT$ 了，这里再举另一个例子：对“带电金属球内部电场强度为零”这一点的推导。这本书直接叙述“内部电势为常量”，即电场强度为零，而牛津的课本用数学工具证明了这一点。可见，牛津的拓展更多一些。

3. 习题、补充材料

我认为，这本书的习题和补充材料，是这三本物理课本中最优秀的。

这本书在每章的每一节末尾都有充足的小练习，不仅有考察知识应用的题（即常见的标准的题目），还有能引发读者思考和讨论的拓展题。例如，Topic 11.3 电容这一节的小练习第30题，就让读者画出平行板电容器两段电势差（$V$）和单板电荷量（$q$）的关系图，引导读者思考曲线下方面积的含义。这既加深了读者对于平行板电容器储能公式 $E=\frac{1}{2}CV^2=\frac{1}{2}Vq=\frac{1}{2}\frac{q^2}{C}$ 的理解，还检查了读者对于“平行板电容器的电容不随电压或电荷量变化”这一概念的理解。这比单看 Data Booklet 里的公式 $E=\frac{1}{2}CV^2$ 和 $C=\frac{q}{V}$ 要有帮助多了。

每章末尾还有和 IB 真题风格相符的综合练习题。我不确定是不是所有题都是原创的，但我做题时从没有发现其中有 IB 真题原题。题目既有选择题，也有长一些的简答题。相比 Pearson 和牛津的课本习题，这本书的内容就更丰富、多变。

在剑桥大学出版社的官方网站上，你还能找到更多免费的习题和答案。只要用邮箱注册，就可以在剑桥出版社的线上系统中搜索、浏览、下载资源。那些题都是对这本书中习题的补充，所以完全不用担心没有题刷。需要注意的是，这本书的书后只有针对小练习的答案，而每章章末的综合练习的答案需要从网站上获取。

4. 结构安排

HL 和 SL 章节分开，稍有割裂感，但每章都与 IB 的 Topics 一一对应。排版和牛津的课本类似，都比 Pearson 的课本更宽松。

这本书有一个几乎微不足道的小缺点：它把 IB 大纲中对学生的两项要求——理解和应用——合并在一起列在每一节的开头了。而 Pearson 和牛津的课本都是把理解和应用这两方面的要求分开列出了，更加清晰。

实际使用

经过上面的分析，我觉得最好的办法是在牛津和剑桥的课本之间选一本，作为主要使用的课本，每次在老师讲完课后就马上阅读相关的章节，而另一本作为辅助。如果选了剑桥的课本来主要使用，那么如果平时有读不懂的地方，就去读牛津的课本中对应的章节，反之亦然。Pearson 的课本则可以作为额外选项，在牛津、剑桥的两本都读不懂时、或者在那两本的内容有出入时作为参考，也可用作刷题的题库。（当然，如果大家在学校上课时用课本，就可以直接跟着学校的安排来啦。）

因为通常上，每个课本对知识的讲解都不同——有时是方式不同，有时是侧重点不同——所以我觉得，其实应该在学习时综合看所有课本的内容。但大家的时间有限，所以无法阅读所有课本上的内容，只能有所舍弃。但如果有一些掌握得不太好的知识点，最好还是把三个课本中的相关内容都读一遍，也跟着思考、理解一遍。

我学多普勒效应时就比较吃力，但看过这三本课本中的三种不同的讲解后，我就掌握得更好了，作为额外选项的 Pearson 课本甚至比另外两本更有帮助。大家都说文科需要大量阅读，我想，理科不也是这样吗？多读多想，总有一种讲解适合你 😆

同时，我觉得大家也需要注意，在一本课本中，可能并不是每个章节的讲解都适合你。比如我个人就非常喜欢牛津的课本对 Topic 11.3 电容的讲解，然而我觉得剑桥的课本对 Topic 10 场的讲解比牛津的课本更适合我。所以我建议大家灵活使用课本，如果有一部分读着不顺，不要着急觉得是自己学得有问题，可以换一本课本看看。

最后一点，我觉得虽然课本是工具书，不需要从头到尾一字不差地读下来，但也不能一味地略读。通过略读，找到需要学习的章节或段落后，就应该仔仔细细地阅读、理解啦。

结语

我在这篇文章里，聊了聊3本针对2016年 IB DP 大纲的物理课本，这些分别来自 Pearson、牛津、剑桥这3家出版社。我分别列出了它们的特点，说了说我心中它们各自的优缺点，同时尽量配上了具体的例子，并且在最后，结合我的学习经历，给出了使用课本的建议。

这一系列的文章还在继续更新中，我会把新文章的链接贴在这篇博文最开始的表格里，大家如果感兴趣就可以去看看呀。

本文没有涉及一些具体的物理学习方法，例如如何高效刷题，也没有涉及针对 IB 物理的一些注意事项，例如考试技巧，我在以后的博文中提及。查看更多关于物理的博文，还请使用本博客边栏中的“标签”功能。

感谢读到这里的你，我并不是专业的老师，只是稍有心得的 IB 学生，如果有不同的见解，欢迎讨论！（请在博客的“关于”一栏末尾寻找联系方式。）我真的很好奇其他人的想法！

太长不看版

课本的主要特点：

推荐这样使用课本：

1. 主要使用的课本：牛津、剑桥二选一
2. 辅助：牛津、剑桥中的另一本
3. 附加材料：Pearson