AP物理考試改革方向透析

2014-01-15

基于科學(xué)概念在物理學(xué)中的組織功能及其在發(fā)展學(xué)習(xí)者科學(xué)思維能力方面的特殊作用，強調(diào)深入的概念理解也就成為AP物理課程的基本、核心的目標(biāo)。為了促成這一目標(biāo)的實現(xiàn)，AP物理課程改革正朝以下方向努力：

1.學(xué)生資格：為深入理解做準(zhǔn)備

參加AP物理課程的學(xué)生應(yīng)具備兩個條件：其一是應(yīng)學(xué)習(xí)過國家科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中明確的高中畢業(yè)所要求物理課程，否則學(xué)生的學(xué)習(xí)的日程就會很緊，而沒有時間去發(fā)展理解的深度；其二是學(xué)生應(yīng)該熟練地掌握學(xué)習(xí)微積分前所必修的數(shù)學(xué)課程，特別是應(yīng)該熟練掌握代數(shù)運算和基礎(chǔ)三角知識，因為學(xué)生的數(shù)學(xué)水平在選擇并理解物理主題時會起作用。

2.牛頓機械力學(xué)：課程內(nèi)容的基礎(chǔ)

任何高級物理學(xué)習(xí)都應(yīng)該包含牛頓機械力學(xué)，原因之一：精通牛頓機械力學(xué)是學(xué)生完成高級物理項目進入大學(xué)的基本要求；之二：牛頓機械力學(xué)為促進概念的深入理解提供了一個理想的框架。

3.數(shù)學(xué)：促進概念深入理解的工具

數(shù)學(xué)在物理中有兩個作用：一是把物理事實關(guān)系轉(zhuǎn)化成通常用等式表達的數(shù)學(xué)模型，若學(xué)生具有這種轉(zhuǎn)換技能則表明其物理原理（概念）有了深入的理解；而是基于數(shù)學(xué)模型的運算以求得后的結(jié)果，這種數(shù)學(xué)能力的運用對物理概念的理解沒有什么作用。學(xué)習(xí)牛頓機械力學(xué)的首要目標(biāo)不是形成執(zhí)行復(fù)雜數(shù)學(xué)運算的能力。例如，對學(xué)習(xí)AP物理課程的學(xué)生來說，沒有必要學(xué)會怎樣根據(jù)定軸計算圓柱體的瞬間慣性，但對他們來說，理解旋轉(zhuǎn)動能和角動量很重要。盡管學(xué)好微積分知識需要更高的數(shù)學(xué)能力，但微積分的概念對理解物理事件很重要。所以有兩個建議：一是鼓勵教師在教授數(shù)學(xué)基礎(chǔ)比較好的學(xué)生時使用正式的微積分，這些學(xué)生渴望應(yīng)用他們數(shù)學(xué)的“威力”；而是期終考試不要求學(xué)生使用正式的微積分，但是可以測試學(xué)習(xí)物理所必須的微分和積分概念的知識。例如，要求學(xué)生知道，當(dāng)已知位移—時間圖的斜率時，就能求出瞬時速率；當(dāng)能從力的曲線下的面積獲得某一位置的函數(shù)時，就能求出不同力所做的功。

4.平衡：課程內(nèi)容的深度和廣度

AP物理課程B的內(nèi)容寬泛、容量巨大。

AP物理課程C就內(nèi)容寬度來說是規(guī)模適度的物理課程（內(nèi)容涵蓋牛頓力學(xué)、電學(xué)和磁學(xué)），在知識廣度和深度上也是適度平衡的，但它對數(shù)學(xué)水平的要求并不適合所有學(xué)生。

5.來自真實世界（實驗室）的經(jīng)驗

科學(xué)本質(zhì)上人們知道并理解身邊物理世界的過程?？茖W(xué)思維與其它思考方式的區(qū)別在于它靠物理世界的證據(jù)來判斷假設(shè)、規(guī)則、理論的真實性。來自真實世界的經(jīng)驗以及觀察現(xiàn)象來驗證科學(xué)概念的方法應(yīng)是AP物理課程的重要組成部分。參加高級物理課程的學(xué)生已經(jīng)擁有大量來自物理學(xué)知識和實驗技能方面的經(jīng)驗，因而AP 物理課程應(yīng)該給學(xué)生提供額外的經(jīng)驗，如明確敘述他們自己的推測和解釋的經(jīng)驗，把真實世界現(xiàn)象與科學(xué)共同體提出的概念、原理和理論相聯(lián)系的經(jīng)驗等。

AP物理課程是AP項目的一個重要組成部分，目前的AP物理課程有兩類，AP物理課程B和AP物理課程C。課程B的內(nèi)容寬泛，不涉及計算，通常由主修生物或健康門類的學(xué)生選修，學(xué)習(xí)時間一般為兩學(xué)期；課程C是一門以計算為基礎(chǔ)的力學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)類入門課程，關(guān)注物理科學(xué)和物理工程學(xué)的學(xué)生一般會選修，學(xué)習(xí)時間一般為三學(xué)期以上。

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