自然科學和數學參考書籍和線上課程的推薦
然而，高中課本教材的內容，有時限於篇幅，並顧及不同基礎學生的程度，對於有興趣想要進一步學習的同學來說，未必足夠。此時，若能合理分配時間，選擇有興趣的題目，去學習更進一步的知識，既可以滿足同學的求知慾和好奇心，也可以增進對課內學習基礎觀念和知識的了解。
進階學習，其中一個實用的方法，就是研讀高中到大一程度各個學科的教科書。另外，現在網路上也有世界知名大學的線上課程，例如 edX 和 Coursera 平台，這兩個線上課程平台裡的課程，幾乎都可以免費學習，或付費參與更多課程活動，並取得修習證明。課程的影片都附英文逐字稿，所以也不用太擔心英文聽力的問題。
筆者回想自己在高中時期的學習經驗，並且回顧近年來於自然科學學習領域的瀏覽，在此推薦幾門基礎學科的課本，參考書籍或網站，和世界名校的入門線上課程，給高中學生。這裡介紹的學習材料有許多是用英文寫的，同學們也可以由此學習到各學科基本的英文詞彙和知識，目前英文是世界上許多知識主要使用的語言，及早學習，有利於未來大學閱讀英文原文教科書。當然，藉著觀摩學習世界一流名校的課程和教材，可以學到各門科目知識的菁華。
希望這份書單和線上課程，對於高中生的學習，以及邁入大學之際的準備，有所助益。
物理
推薦讀物：
教科書：
Halliday & Resnick Fundamentals of physics (12th ed., extended). (2022). Walker, J., Halliday, D., & Resnick, R., Wiley.
Halliday 這本大一普通物理教科書，對於基本觀念和解題，都有很入門清楚的介紹，其中用到的數學，包括高中的代數，三角函數，向量，以及最基本的單變數微積分。附有例題和習題可供練習。文字清楚容易學習吸收，題目適中。建議有興趣且有能力吸收的高中生直接把本書當做主要參考書，閱讀相關章節，並練習書中習題。可讀英文原文，或中譯本。
基礎物理學 (1991) 上冊、下冊。第三版擴增本。曹培熙，張潔儀，曉園。
曉園出版的早期譯本，在網路二手書店還可以買到。
這是美國物理學家費曼在 1961-1964 年間，於美國加州理工學院的上課內容。注重觀念的講解，費曼擅長用獨到的例子，來解釋物理觀念，適合具有大一普通物理學程度基礎的同學，來閱讀欣賞，加強物理觀念的建立。線上有全文可閱讀。
中譯本：
費曼物理學講義 (2018). 套書，天下文化。
線上課程：
MIT 8.01 Physics I: Classical Mechanics (1999)
http://videolectures.net/mit801f99_physics_classical_mechanics/
MIT 8.02 Physics II: Electricity and Magnetism (2002)
http://videolectures.net/mit802s02_electricity_magnetism/
MIT 8.03 Physics III: Vibrations and Waves (2004)
http://videolectures.net/mit803f04_physics_vibrations/
美國麻省理工學院物理學教授 Walter H. G. Lewin 的上課實況。有黑板的板書講解，也穿插上課中示範有趣的物理實驗。
化學
課內讀物：高中化學課本
推薦讀物：
觀念化學 (2020), John Suchocki，套書 1-5 冊，天下文化。
觀念化學套書，適合高中生當做有趣的課外讀物來輔助學習。
教科書：
Chemistry (11th ed.). (2023). Zumdahl, S. A., DeCoste, D. J., & Zumdahl, S. S., Brooks/Cole.
這是一本大一普通化學的課本，可以做為學習基本化學的延伸參考書。
線上課程：
General Chemistry I: Atoms, Molecules, and Bonding.
https://www.edx.org/course/atoms-molecules-and-bonding
General Chemistry II: Chemical Equilibrium, Kinetics, and Transition Metals.
https://www.edx.org/course/chemical-equilibrium-and-kinetics
美國麻省理工學院的普通化學線上課程，放在 edX 線上課程平台。
Principles of Chemical Science.
https://ocw.mit.edu/courses/5-112-principles-of-chemical-science-fall-2005/video_galleries/video-lectures/
麻省理工學院線上化學課程。著重在原子，電子，和化學鍵的知識。
生物
課內讀物：高中生物課本
推薦讀物：
觀念生物學 (2017), Cynthia Needham, Mahlon Hoagland, Mahlon Hoagland, Bert Dodson，套書 1-4 冊，天下文化。
觀念生物學套書，適合當做課外讀物，吸收生物學基本知識和觀念。
教科書：
Campbell biology (12th ed.). (2020). Urry, L. A., Cain, M. L., Wasserman, S. A., Minorsky, P. V., Orr, R. B., & Campbell, N. A., Pearson.
Campbell 普通生物學教科書，為許多國內外大學大一上課使用的教材。適合當做學習生物的正式參考教科書。偉明出版社也有中文翻譯本。
線上課程：
Introduction to Biology.
https://www.edx.org/course/introduction-to-biology-the-secret-of-life-3
麻省理工學院的生物學導論線上課程。
數學
課內讀物：高中數學課本
高中數學的內容，其實已經很廣也蠻有深度。所以建議同學把握住高中課內的數學知識，和時常練習例題，以熟悉數學基本觀念，並訓練解題計算能力。
學習者要學習如何把現實世界裡真正遇到的問題，或其它學科遇到的問題，轉換成數學問題，計算後驗證之，再應用回原來的問題。
數學邏輯思考
初學數學的證明和邏輯思考方面，在此推薦高中生可以讀的一本書：
Introduction to mathematical thinking. (2012) Devlin, K.J.
中譯本：
這個問題, 你用數學方式想過嗎 (2018). Keith Devlin。譯者：洪萬生等。臉譜出版社。
這本書是史丹佛大學教授 Kieth Devlin 所寫，介紹四堂關於數學思考的課程。介紹邏輯推理，真值表，集合，數論基本觀念等等。作者原是設計給剛進大學或即將進入大學的高中生來學習，適合高中生閱讀，有助於了解數學觀念和證明題的基本邏輯思考方法。
本書有對應的線上課程：
Introduction to Mathematical Thinking.
https://www.coursera.org/learn/mathematical-thinking
作者 Devlin 於 Coursera 平台上的線上課程。同學也可以直接在線上課程學習。
基本代數線上課程
下列線上課程介紹了高中到大一程度，基本的函數、代數、三角函數、對數、指數... 等等基本數學知識，這類課程內容，同學在高中課程裡應也有許多機會學習到，有興趣可以看看英文線上課程的教學方法，並學習英文的數學名詞。
A-level Mathematics for Year 12 - Course 1: Algebraic Methods, Graphs and Applied Mathematics Methods
https://www.edx.org/course/a-level-mathematics-for-year-12-course-1-algebraic
Precalculus: Relations and Functions
https://www.coursera.org/learn/precalculus-relations-functions
Discovery Precalculus: A Creative and Connected Approach
https://www.edx.org/course/discovery-precalculus-a-creative-and-connected-app
微積分入門
在基礎物理學或工程領域，微積分是基本的數學知識之一。其中，單變數的微積分，也就是只有一個變數的微分或積分，是學習基礎物理學時常用到的計算。
例如：速度是一小段時間內某質點的位移，當這一小段時間 Δt 很小很小時，移動了 Δx，此時速度 v = Δx/Δt = dx/dt，也就是速度是位移對時間的微分。
相反的，如果把每一小段時間內，v 乘以 Δt 就等於這一小段時間內的位移 Δx，若從時間 t1 到 t2 的每一小段位移加起來，就是這段時間的位移，也就是說，位移是速度和時間的積分。
單變數微積分的入門線上課程，可以參考：
Introduction to Calculus
https://www.coursera.org/learn/introduction-to-calculus
澳洲雪梨大學開的微積分入門課程。適合初學微積分。
Single Variable Calculus.
https://ocw.mit.edu/courses/18-01-single-variable-calculus-fall-2006/video_galleries/video-lectures/
這個麻省理工學院的線上課程，內容以單變數的微積分為主。
教科書：
Thomas’ Calculus (14th ed.). (2019) JR Hass, CE Heil, MD Weir, Wiley.
這本書是大一微積分的常用教科書之一。若要正式學習微積分，可以參考這一類課本。
其它進階參考書：
What is mathematics? An elementary approach to ideas and methods (2nd ed). (1996), Courant, R., Robbins, H., & Stewart, I., Oxford University Press.
中譯本：
數學是什麼？ (2010) Courant, R., Robbins, H., & Stewart, I.，譯者：容士毅。左岸文化。
這本書對於數學不同領域的基本知識，做簡明而深入淺出的收集介紹，適合對數學有興趣的同學進一步學習參考用。內容有許多可能已超出高中範圍，但可以翻閱看看基本數學涵蓋哪些領域和題目。
數學軟體：
計算只是數學的一部份，許多複雜或重複的計算，都可以由電腦來執行。在此介紹幾個實用的數學計算或教學軟體：GeoGebra
https://www.geogebra.org/materials
可以計算，繪圖，網頁有許多數學教學的範例，可免費下載安裝使用。
Desmos 繪圖計算機
https://www.desmos.com/calculator
可以繪圖，科學運算，四則運算，矩陣運算等，內建常用的數學函數和計算式。
Miscrosoft Math 微軟數學 app
https://math.microsoft.com/en
可在手機或平板電腦上做數學計算和基本代數計算。也有用手機拍照手寫算式，即自動轉換成電腦排版並計算的有趣功能。
Microsoft Math Solver
https://mathsolver.microsoft.com/en/calculus-calculator
微軟數學計算機也有網頁版，可以解基本的代數問題，三角函數，微積分，和線性代數。
wxMaxima 是一種可以做代數運算，解方程式，繪製函數圖的免費軟體。
http://wxmaxima-developers.github.io/wxmaxima/
中文講義
https://bcc16.ncu.edu.tw/B/maxima/
SageMath 是自由軟體，可以做許多數學符號運算和數值運算。
https://www.sagemath.org/
有 CoCalc 線上版本的 SageMath 可以使用，線上可搭配 ChatGPT 問問題，產生程式碼。用中文問也可以。
https://cocalc.com/features/sage?utm_source=sagemath.org&utm_medium=icon
電腦程式語言：
資訊時代，學習基本的程式寫作能力，有助於了解電腦的運作方式，並可利用電腦做較複雜的計算或重覆的工作。
Python 是當代流行的一種電腦程式語言，初學編寫 Python 程式可以用 Spyder 這個編輯環境，其安裝可透過免費下載 Anaconda 並安裝在電腦上，內含 Spyder 編輯器和其它實用軟體。
Python 也可以在線上編寫執行。Google Colab 是個很方便的線上 Python 平台，可以用筆記本來編寫文字和程式。搭配 Colab AI，可以自動產生程式碼，適合初學者使用。
用 Python 介紹電腦程式語言入門的線上課程例如：
Introduction to Computer Science and Programming Using Python.
https://www.edx.org/course/introduction-to-computer-science-and-programming-7
麻省理工學院的電腦程式入門課程。
Introduction to Programming with Python.
https://www.edx.org/course/cs50s-introduction-to-programming-with-python
哈佛大學於 edX 上開的 Python 程式語言入門課程。
Programming for Everybody (Getting Started with Python).
https://www.edx.org/course/programming-for-everybody-getting-started-with-pyt
密西根大學開的程式語言入門課程。
英文與論文報告寫作
The Elements of Style, William Strunk
https://www.gutenberg.org/ebooks/37134
這本 1920 年出版的小書，介紹一般英文寫作和用詞的常見注意事項，至今仍很有參考價值。
The Craft of Research (4th ed.). (2016). Booth, W. C., Colomb, G. G., Williams, J. M., Bizup, J., & FitzGerald, W. T., The University of Chicago Press.
Craft of Rearch 是一本很實用的書，介紹專題報告和論文寫作的入門技巧，由芝加哥大學人文學科的老師所著。內容從如何提問題，做筆記，報告的寫法，段落的寫法，如何修詞與論證，提供了實用的介紹和範例。高中生，大學生，或研究生，都可以從這本書學習到如何從零到有做一個專題，並且寫成專題報告或論文的過程。
以上分享，希望對高中生的學習有所幫助，在有限的時間裡，同學們可以先選讀與高中課程較直接相關的章節，或特別有興趣的題目，以此為起點，將來再發掘更多有趣的學習資源和材料。各門基礎科目都是人類思想文明的菁華，要相信學習這些知識是有用的，大自然是有秩序的，而自己的努力是會有所收獲的，胡適先生說過：「要怎麼收穫，先怎麼栽。」加油！共勉之。
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本文作者謝其磐，為成功高中民國82年畢業校友，台大醫學系畢業。
email: hsiehcp@protonmail.com
p.s. 為了方便同學閱讀，校友已購買上列紙本圖書，贈送給成功高中圖書館，書單如網頁，已有線上全文的書籍，則可以直接在線上閱讀。