近来有一些新结识的家长来咨询,问到物理竞赛各个阶段该如何学习、以及各个阶段该读哪些书。笔者忽然想起,距离上次此系列文章的发表,已去半年之久。在往期文章经验的基础上,笔者结合这半年以来对物理竞赛理解的成长,再谈在新形势下,物理竞赛各阶段该怎么学。
近年来,高中物理竞赛的格局有着翻天覆地的变化。就拿物理竞赛复赛为例,以往的复赛考察题型和模型都较为固定;而现如今, 复赛的出题又新又难,考察的侧重点都在于一些普物进阶知识的重难点(往往四大力学中也会重复涉及)。同时,物理竞赛的难度加大:一方面,试题进一步加深了对计算功底的考验。另一方面,试题的阅读量、通过试题文字抽象转换物理模型的能力要求也在逐年增加。那么在新形势下,物理竞赛各阶段该怎么学呢?笔者将为大家介绍在物理竞赛各个阶段该如何规划学习。
一、初级阶段:进入物理竞赛前的准备
工欲善其事,必先利其器。在此阶段,初高中物理、数学基础必须打磨好,同学们有没有物理竞赛天赋,在这个阶段就可以清晰地显现出来。当下来看,如果能把所有初高中数学和物理的内容悉数完成,当然再好不过;但如果只是把物理竞赛所需的相关数学、物理模块知识都学完,其实就可以开始步入物理竞赛的正式学习中去了。
展开剩余89%二、中级阶段:物理竞赛普物模块的系统学习
物理竞赛的核心内容,本质还是普通物理的力学、电磁学、热学、光学、近代物理五大分级学科,它们都建立在微积分的数学基础上,因此中级阶段学习顺序大致如下:
1、高等数学(上册为主)
无论是同济出版社还是北大出版社的高数书,都是非常适合物理竞赛的,前者对初学者更友好一些。当然,高数毕竟是一门数学课,并不是所有内容都适配物理竞赛,如有专业的物理竞赛人士给予指导,学习之路会通畅许多。
1.1、程稼夫力学、电磁学(选修)
程稼夫力学、电磁学(一般称为程书)对高中物理竞赛入门的孩子而言,是非常不错的系列读物。但受限于时代久远、解题方法较原始,孩子如果用来自学,往往会存在竞赛方向被误导的潜在风险。这里依然建议在指导下使用。
2、普通物理教材(必须啃透)
下面根据分级学科介绍核心参考书目:
(1)力学:舒幼生《力学》第二版
舒幼生《力学》(简称舒力)可以说代表了经典普通物理的一种规范,同学们可以通过阅读他的解答过程学到太多物理体系上的规范。
(2)电磁学:胡友秋、叶邦角等著《电磁学》101教材
这本电磁学教材,非常符合当下物理竞赛电磁学题目的命题趋势,仔细研究近些年来的电磁学真题不难发现,很多概念和书上强调的部分完全契合。
(3)热学:刘玉鑫《热学》101教材
刘玉鑫老师的《热学》教材内容非常丰富,里面涉及一些普物进阶内容以及热力学与统计物理的初步知识,将给孩子们的进一步学习带来无可替代的价值。
(4)光学:钟锡华《现代光学基础》第二版
当下物理竞赛试题涉及的光学题绝大多数都是波动光学,而这本《现代光学基础》(简称现光基)正好迎合命题趋势,深度学习是必要的。
(5)近代物理:杨福家《原子物理学》第五版
近代物理领域的书籍难度,其差异可谓天壤之别,而杨福家《原子物理学》这本书的优势在于,既不太难又不太容易,比较适合物理竞赛生学习。
3、普物经典题集
这几册基本是必刷的:难题集萃上下册、奥赛物理题选、国际物理的选拔与培训,下面一一介绍:
(1)舒幼生等著《物理学难题集萃》上下册(简称难集)
非常全面的一本普物题集,涉及力学、电磁学、热学、光学、近代物理的各个基础和进阶知识点,几乎是所有物理竞赛生必刷的经典题集。
(1.1)舒幼生《奥赛物理题选》第三版(简称题选)
凝聚了舒老对物理奥赛题型的总结与思考,很多地方会很重视这本书,但有些地方把这本书抛弃(毕竟经典题集的刷题时间有限)。
(2)郑永令《国际物理的选拔与培训》第二版(简称国培)
国培这本书上一些关于物理难题的解题思路与方法,更加进阶,也显得非常简洁明了。同时书中展现的一些物理模型,也在近些年的物理竞赛复赛真题中频繁见到。
三、高级阶段:四大力学的深化学习
对于非常优秀物理竞赛学子,清华和北大有非常优惠的政策,即清华的攀登计划(每年60人,降分至一本线)与北大的卓越计划(每年100人,直接保送)。这些“更高级别”的考试普遍涉及到四大力学的内容,要求非常顶尖的物竞大佬深度学习四大力学。同时,物理竞赛决赛的考试中,也常常涉及四大力学的一些体系。由此看来,高级阶段的四大力学的系统学习,对于超高层次的物竞大佬而言,也是必要的。下面分别介绍核心参考书目:
1、数学物理方法:吴崇试、高春媛《数学物理方法》101教材
这本书要彻底搞懂需要下很大功夫,但是四大力学中涉及的无非是一些基础的方程解法,可以选择重要部分深入研究。
2、四大力学教材(主流推荐书目)
下面根据一般的顺序给出四大力学(理论力学、电动力学、热力学与统计物理学、量子力学)主流推荐的书目清单:
(1)理论力学:梁昆淼《力学》下册 理论力学(第四版)
这本书内容非常详细,里面选的一些题目也都非常经典。在系统学完普物力学之后,再读此本理论力学,会有很大的收获。
(2)电动力学:格里菲斯《电动力学导论》翻译版第四版
电动力学的一个核心在于前置的数学知识,即矢量场论的运算熟练与否,国外的书籍有一个特点就是从前期过渡比较丝滑,到后面拓展的难度与深度也足够。
(3)热力学与统计物理学:林宗涵《热力学与统计物理学》第三版
如果前期把刘玉鑫《热学》教材都啃透,其实再来看热力学与统计物理学的内容并不会感觉突兀。对于一些核心模型,这本书是讲得比较完整的。
(4)量子力学:格里菲斯《量子力学概论》翻译版第三版
量子力学应该是四大力学里需要尤其下功夫搞明白的一科,这本书非常适合中学生读,因为很多理论和数学讲的深入浅出,非常有特色。
3、四大力学题集:张永德《物理学大题典》第二版
清华攀登计划的考试原题,不少会来源于此。毫不夸张地说,如果把这上面的四大力学题目都能理解透彻,攀登和卓越顺其自然就上岸了。
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