IB 數學 AA(SL 與 HL)怎麼準備?12 週讀書計畫

IB 數學:分析與方法(analysis and approaches,簡稱 AA)是 IB 文憑課程(DP)兩門數學課中,代數色彩較重的一門。IB 形容這門課特別強調建構、表達並證成正確的數學論證。DP 的數學只能選一門,而 AA 分成兩個級別:標準級別(SL)與高級級別(HL)。
多數關於 IB 數學 AA 的讀書建議都很籠統:多做歷屆試題、熟記公式手冊、儘早開始內部評量。這些都對。本文則從 IB 自己的文件出發:科目簡介、公式手冊與計算機規定。內容涵蓋兩個級別的試卷、HL 專屬內容在哪裡、公式手冊有給與沒給什麼,以及依五大課綱主題安排的 12 週計畫。你可以搭配 Math Zen 的 IB 數學 AA 練習路徑一起練習。
SL 與 HL:三份試卷還是兩份
2021 年首次評量的這門課程,其IB 科目簡介列出了兩個級別的評量方式。
| 項目 | 內容 | SL 時間 | SL 比重 | HL 時間 | HL 比重 |
|---|---|---|---|---|---|
| Paper 1 | 不可使用科技工具。Section A 為簡答題,Section B 為延伸作答題 | 1 小時 30 分 | 40% | 2 小時 | 30% |
| Paper 2 | 可使用科技工具。Section A 為簡答題,Section B 為延伸作答題 | 1 小時 30 分 | 40% | 2 小時 | 30% |
| Paper 3 | 僅 HL。兩道必答的延伸解題題,可使用科技工具 | 無 | 無 | 1 小時 | 20% |
| 探究報告 | 內部評量,於課程期間撰寫 | 約 15 小時 | 20% | 約 15 小時 | 20% |
所有題目都是必答題。兩個級別的筆試都佔成績的 80%,探究報告佔最後的 20%。
成績從最高的 7 分到 1 分。HL 與 SL 的成績在文憑中獲得相同的積分,兩個級別也依同一套成績描述標準評定,只是 HL 學生要在更大量的內容上展現這些能力。IB 對 DP 評量的概述說明了各科成績如何合計為文憑總分。
有一個日期對規劃很重要。根據 IB 數學頁面,現行課程最後一次評量在 2028 年 11 月,新課程從 2027 年開始授課,2029 年首次評量。2029 年科目簡介維持相同的試卷長度與配分,但把內容重新分成 A 到 E 的主題。如果你在 2027 或 2028 年應考,以下內容全都適用。如果你從 2027 年才開始修這門課,請向老師確認你使用的是哪一版課程指南。
時數花在哪裡:SL 主題與 HL 增加的內容
科目簡介列出了每個主題的建議授課時數,這是目前最能反映各主題份量、以及 HL 在哪裡加重的公開依據。HL 欄列出的是課綱與公式手冊中,主要的 HL 專屬增加內容。
| 主題 | SL 時數 | HL 時數 | HL 增加的內容 | 優先練習什麼 |
|---|---|---|---|---|
| 1 數與代數 | 19 | 39 | 計數、部分分式、複數、數學歸納法證明、反證法與反例、線性方程組 | 手算對數律與等比級數 |
| 2 函數 | 21 | 32 | 多項式函數與有理函數、奇函數與偶函數、模(絕對值)函數與 f(x) 倒數的圖形 | 合成函數、反函數與圖形變換 |
| 3 幾何與三角 | 25 | 51 | 倒數與反三角函數、和角公式、向量、空間中的直線與平面 | 單位圓上的值,以及指定區間內的三角方程式 |
| 4 統計與機率 | 27 | 33 | 貝氏定理、連續型隨機變數 | 用計算機算二項分布與常態分布的機率 |
| 5 微積分 | 28 | 55 | 極限與連續性、隱函數微分、相關變率、進階積分、旋轉體體積、微分方程、麥克勞林級數 | 連鎖律、乘法法則與除法法則,再到最佳化問題 |
有兩點特別明顯。微積分在兩個級別都是份量最大的主題,到了 HL 幾乎翻倍。幾何與三角在 HL 也翻倍,其中很大一部分是三維空間的向量。如果你正在選擇級別,這兩列就是多出來那 90 小時最真實的樣貌。
如果向量讓你覺得抽象,向量指南會把箭頭的圖像和你實際要計算的分量連起來,而 Math Zen 的向量主題則練習內積與外積、直線與平面。
Paper 1 是代數見真章的地方
Paper 1 不允許使用科技工具,在 SL 佔 40%,在 HL 佔 30%,和 Paper 2 的比重一樣,而且完全沒有計算機可以幫忙。考的是整份課綱的內容,所以微積分、三角與對數都得靠手算。
Paper 1 的得分主要靠三項能力。第一是精確值:標準角(弧度)的正弦、餘弦與正切,要從單位圓讀出來,而不是死背一張表。三角函數指南把它們建構成圓上的坐標,這樣就很容易重新推導出來。第二是對數律與指數律的雙向運用,不只是化簡,也包括解方程式;對數指南解釋了這些規則為什麼成立。第三是乾淨地運用微分與積分法則,後面的代數運算也不能出錯。
練習這些時請把計算機放到拿不到的地方:複習時每一步都用計算機檢查,只會讓你覺得 Paper 1 比實際上困難得多。
Paper 2 與你的計算機
Paper 2 可以使用科技工具,IB 也明講所有 DP 數學課程都要求學生熟練使用繪圖計算機。預期會有一些題目用計算機是最快的路:求兩條曲線的交點、數值定積分,或是常態分布機率。
IB 計算機清單列出了建議機型,包括 TI-84 Plus 系列、啟用 Press-to-Test 模式的非 CAS TI-Nspire 機型,以及啟用 Examination Mode 的 Casio fx-CG50。清單禁止 TI-89 與 Casio ClassPad 這類 CAS 計算機,也不允許儲存筆記、程式或應用程式,來取代記憶事實或公式。
在你要用的那一款機型上,要學會用合適的視窗範圍畫圖、找交點、零點與轉折點、以數值方式解方程式、計算某點的導數值與定積分,以及計算二項分布和常態分布的機率(包括由機率反推數值的 inverse normal)。作答時請用數學記號寫出你做了什麼:多分的題目只寫一個數字而沒有方法,風險很大。
HL 的 Paper 3 是獨立的一項技巧
HL 的 Paper 3 時間是一小時,要做兩道必答的延伸解題題,佔成績的 20%。一小時兩題,表示每一題都很長,科目簡介把解題定義為把所學應用到非例行、開放式的問題上。它的要求是在陌生的情境中自己找出路,沒有人告訴你該用哪一種技巧。
光做各主題的練習,並不能訓練這種能力。每兩週挑一道歷屆 Paper 3 的題目,給自己三十分鐘,把所有想法都寫下來,包括行不通的情況。然後讀評分標準中閱卷老師預期的做法,和自己的作法比較。
公式手冊沒有給什麼
公式手冊是 SL 與 HL 共用的一份文件,每個主題下另有 HL 專屬的部分,上課與考試都可以使用。它的內容相當豐富:印有一元二次方程式的公式解與判別式、二項式定理、正弦定理與餘弦定理、三角形面積 、倍角公式,以及連鎖律、乘法法則與除法法則,還有 、、 與 的導數。
所以真正有用的是「找不到什麼」的清單。手冊沒有特殊角三角函數值表。手冊給你規則,卻從不告訴你什麼時候該用:哪一個恆等式可以把方程式化成一元二次方程式,或是什麼時候用變數變換才對。請根據自己的錯誤,整理出一頁「手冊沒有」的清單,每週憑記憶自我測驗一次;記憶數學公式指南說明了為什麼理解公式能讓你更容易記住它。手冊從頭到尾讀一次,這樣考試時才能在幾秒內找到需要的公式。
探究報告佔 20%,沒有捷徑
探究報告是針對你自選主題寫的一篇數學文章,兩個級別都必須完成,佔 20%。科目簡介建議約花 15 小時。它由你的老師評分,再由 IB 抽樣審核調整(moderation)。Math Zen 幫不上忙,任何練習題型的 App 也一樣:這是你自己的探究,由老師和評量標準來引導。及早選好題目,範圍收窄,把考試複習留到報告繳交之後。
12 週 IB 數學 AA 讀書計畫
從你第一份數學試卷往回推十二週;考試日期請向你的 IB 協調員確認。在第 1 週之前,先依你的級別限時,做一份 Paper 1 與一份 Paper 2 摸底,對照評分標準批改,並把每個失分歸類:概念不懂、方法不會、代數失誤、計算機操作不熟,或是讀題與時間問題。概念不懂的需要重新聽一次解釋;方法不會的要在隔天從空白紙重現解題過程;失誤則需要更慢、更仔細檢查的手算練習。
計畫依主題順序進行,並像授課時數一樣,給微積分最多時間。每次練習結束,用十分鐘做前幾週內容的混合題;數學練習的間隔重複指南說明了為什麼短時間、分散的複習記得比較牢。
第 1 到 2 週:數與代數、函數。 數列與級數、對數與指數、二項式定理、一元二次方程式、函數、反函數、合成函數與圖形變換。先全部手算,因為 Paper 1 就是手算。
第 3 到 4 週:幾何與三角。 正弦定理與餘弦定理,包括正弦定理會得到兩個三角形的情況(正弦與餘弦定理指南有詳細說明);弧度、弧長與扇形、恆等式,以及指定區間內的三角方程式。HL:空間中的向量、直線與平面。
第 5 到 7 週:微積分。 極限、微分法則、切線與法線、最佳化問題、運動學、積分與面積。HL:隱函數微分、相關變率、變數變換與分部積分、旋轉體體積和微分方程。Math Zen 的導數主題會練到這些法則變成反射動作。
第 8 週:統計與機率。 描述統計、迴歸、機率、用計算機處理的二項分布與常態分布。HL:貝氏定理與連續型隨機變數。
第 9 週:HL 額外內容,或 SL 鞏固。 HL:直角坐標、極坐標與歐拉形式的複數(極坐標形式指南會有幫助)、數學歸納法證明、反證法與反例,以及麥克勞林級數。SL:把微積分與三角再做一遍。
第 10 週:手冊與計算機。 完成你那一頁「手冊沒有」的清單,並在你考試用的機型上演練 Paper 2 的每一種計算機操作。
第 11 到 12 週:完整試卷。 限時做 Paper 1 與 Paper 2 的完整試卷,HL 再加做 Paper 3。每一題失分的題目都從空白紙重做,然後就不要再加新主題。
Math Zen 涵蓋什麼,不涵蓋什麼
Math Zen 的 IB 數學 AA 路徑把 SL 內容與 HL 專屬內容放在同一條路徑裡,一次一題,難度會依你的表現調整。SL 學生可以跳過 HL 專屬的子主題,例如複數、空間向量與微分方程。這條路徑涵蓋了課程指南中大部分的內容條目,但不是全部,在依賴它之前,最好先知道有哪些缺口:
- 書面證明。 App 無法批改證明。它會練習數學歸納法證明中的歸納步驟,但不包括 SL 的演繹證明,也不包括反證法與反例。
- 部分 HL 內容。 連續型隨機變數、複數的歐拉形式與共軛根定理、奇函數與偶函數、模函數與函數倒數的圖形、斜漸近線、歐拉法、繞 y 軸的面積與體積,以及分數或負冪次的二項式定理,目前都還沒有練習。
- 部分 SL 細節。 正弦定理的歧義情況、x 對 y 的迴歸直線,以及畫圖(App 訓練的是讀圖)都沒有涵蓋。
- 計算機、Paper 3 與探究報告。 App 不會訓練你的繪圖計算機,不會出 Paper 3 風格的探究題,也無法協助你的探究報告。
App 適合每天練習各種技巧,而以上清單中的內容,請用歷屆試題與評分標準來補。
重點整理
IB 數學 AA 在 SL 是兩份試卷,在 HL 是三份,再加上佔 20% 的探究報告。Paper 1 與 Paper 2 分數一樣多,卻完全不能用計算機,所以手算代數與精確值往往決定成績。HL 增加約 90 小時的授課時數,主要是微積分與向量,還有一份解題導向的 Paper 3。用真正的試卷來診斷,依各主題的比重安排進度,清楚知道手冊沒有給什麼,最後用限時的完整試卷收尾。
常見問題
- IB 數學 AA 的考試要考多久?
- 標準級別(SL)有兩份試卷,各 1 小時 30 分鐘,共 3 小時。高級級別(HL)有兩份各 2 小時的試卷,再加上 1 小時的 Paper 3,共 5 小時。Paper 1 不允許使用任何科技工具,Paper 2 與 Paper 3 可以使用繪圖計算機(GDC)。兩個級別的筆試都佔總成績的 80%,其餘 20% 是課程期間完成的探究報告(exploration)。
- IB 數學 AA 的 SL 與 HL 有什麼差別?
- 兩個級別有相同的五大主題與相同的探究報告,但 IB 建議的授課時數是 SL 150 小時、HL 240 小時。HL 多出 SL 沒有的內容,包括複數、數學歸納法證明、空間中的向量與直線和平面、進階微積分(如隱函數微分、分部積分與微分方程),以及麥克勞林級數。HL 還要考 Paper 3。SL 與 HL 的成績都採 7 到 1 分制,獲得的文憑積分也相同。
- IB 數學 AA 可以用計算機嗎?
- Paper 1 不行,兩個級別都不允許使用科技工具。Paper 2 與 HL 的 Paper 3 則使用繪圖計算機,IB 也明講所有 DP 數學課程都要求學生熟練使用。IB 的計算機清單禁止 TI-89、Casio ClassPad 這類 CAS 機型,要求 TI-Nspire 這類機型必須啟用考試模式,也不准儲存筆記或程式來取代記憶公式。
- IB 數學 AA 的公式手冊裡有什麼?
- SL 與 HL 共用同一本手冊,每個主題下另有 HL 專屬的部分,平時上課與考試都可以使用。手冊印有一元二次方程式的公式解與判別式、二項式定理、正弦定理與餘弦定理、倍角公式、連鎖律、乘法法則與除法法則,以及 sin x、cos x、e^x、ln x 的導數。手冊沒有特殊角三角函數值表,所以這些必須背起來,尤其是不能用計算機的 Paper 1。
- IB 數學 AA 的課綱快要改了嗎?
- 是的。IB 表示現行的分析與方法課程最後一次評量在 2028 年 11 月,新課程從 2027 年開始授課,2029 年首次評量。新課程的試卷長度與 SL、HL 的配分比重不變,但內容重新整理為標示 A 到 E 的五大主題。如果你在 2027 或 2028 年應考,請依現行課程指南準備。
- IB 數學 AA HL 很難嗎?
- 它是 DP 課程中要求最高的科目之一。HL 建議授課時數 240 小時,SL 只有 150 小時,光是微積分一個主題就從 28 小時增加到 55 小時,Paper 3 還有兩道在陌生情境下的長篇解題。難處在於份量與深度並重,所以要及早安排 HL 專屬內容,並把 Paper 3 當作獨立的技巧來練習,而不是當成多出來的主題練習。


