美国高中物理AP课程管窥

刘颖 朱宝红

(西安高新一中 陕西 西安 710062)

笔者有幸参与了高新一中国际高中课程项目，并承担了AP班物理的教学工作，经过多年的努力，学生取得了不错的成绩，保证了每年100%的优秀率，而笔者也从一名对AP课程一无所知的教师成长为一名合格的AP物理教师.

AP(Advanced Placement)课程的全称是美国大学先修课程，主要针对那些对学习充满激情，努力学习，并勇于挑战自己的高中生.该课程共提供30多个学科领域供学生选择，而课程内容属于美国大学内容.通过该课程，教师可以帮助学生获得他们以后在大学中所需要的知识内容、应用技能等.每一个科目的学习都模拟大学学习过程，例如，通过AP考试官方网站，AP教师上传他们的大纲，这些大纲将被学术委员会评估，只有达到或超过大学课程水平的大纲及相关教学资源的教师所教的学生才能获得参加AP考试的资格.AP考试的成绩不仅仅能够升入大学之后折抵学分，而且实践表明获得AP成绩的学生在大学申请时会比没有AP成绩的学生具有更大的优势.

1 AP物理课程的教学目标

通过该课程，希望学生能够具备以下的能力.

(1)阅读、理解和解释物理信息的能力，包括口头表达，数学方法及相关图形的应用.

(2)描述并解释一个特定物理现象或问题的一系列过程.

1)描述一个理想化的模型，包括其使用条件；

2)能够正确陈述应用的概念及定义；

3)能够辨析这些理论在应用过程中的局限性；

4)使用文字描述或者数学方法描述分析的步骤；

5)能够解释结果和结论产生的原因，包含特定案例的讨论.

(3)在物理学问题中正确使用基本的数学推理方法，包括代数、几何、微积分等.

(4)具有独立实施实验的能力，并解释观察结果，同时评估实验的不确定性，教会学生谨慎选择研究方法比告诉他们大量的细节更重要.

2 AP物理课程分类

AP物理根据文、理科学生推出了两个不同的教学大纲，Physics B和Physics C，文科生选择修读Physics B，而理科生选择修读Physics C.Physics B主要是对物理学基本理论的教学，更侧重于物理知识的广度，而Physics C仅仅包含动力学与电磁学相关内容，将这两部分的内容挖得比较深，相当于理工科学生大学一年级的课程程度.对于中国学习AP课程的学生建议先修读Physics B，再修读Physics C.因为在美国完成高中学业的优秀学生才进行AP课程的选择，他们是在高中物理知识的基础上学习AP物理，而国内的AP课程班往往将AP课程贯穿在整个高中教学当中，如果学生只修读Physics C，将会缺少一部分专业知识.

一般认为，国外高中物理学知识面更广，但深度不够，其实不然，Physics B涵盖了国内普通高中物理教授的所有知识，在某些知识的传授上也更加深入与透彻，例如，波动学和原子物理学，国内课本偏重于概念理解，淡化理论计算.而Physics B却将波动学的驻波计算及原子物理学中的量子模型计算作为重点，同时它还增加了流体动力学、热力学与统计物理学等我国只在大学才涉及的内容.在表1中仅介绍Physics B中的波动学、流体动力学、热力学与统计物理学和原子物理学等与国内课程内容相差较大的章节.

表1 Physics B中与国内物理有差异的教学内容

Physics C则在高中物理的基础上加入了微积分的相关内容，主要考查学生的计算能力和逻辑推理能力，表2，3给出了动力学与电磁学部分的教学与考查内容.

表2 Physics C教学内容(动力学)

表3 Physics C教学内容(电磁学)

3 AP课程的实施方法

一般情况下，Physics B和Physics C都被设置为两年的课程，第一年的物理课程目的在于发展学生对物理概念和定律的理解，并让学生参与大量的实验，使其具有做科学的丰富经历，同时,实验过程中的分析方法被灌输给学生.第二年则着重于理论物理的深入学习，重视学生的逻辑思维能力的培养.虽然有一些学校将AP课程压缩为一年并取得了不错的成绩，但是这样也使学生没有更多的时间去接触有关科学及其逻辑思维方法的资料，实际上不利于学生综合能力的发展.而这恰恰是我国进行AP课程时容易进入的误区，甚至一些辅导机构通过几个月的简单培训就让学生参加考试，成绩似乎也不错，但并未体现出AP课程的优势，阻碍了进一步培养学有余力的学生的科学思维、实践能力以及严密的逻辑思维能力.

在我国AP课程培训市场还是比较混乱的，这种应试式的AP课程教学应当予以摒弃，我们应当按照美国大学理事会的要求合理设置课程时间，同时，摸索出具有中国特色的AP课程的实施方法.下面将我校的课程设置，介绍如下.

高一阶段，5节物理课，其中2节外教课，3节中方课.外教课以美国普通高中内容为主，而中方课则先学习国内必修课中的相关知识(仅仅是动力学相关知识)，用母语教学可以使学生获得良好的物理思维训练.高二阶段，每周设置10节物理课，其中有2节实验课，专门训练学生的动手能力，4节外教理论课，4节双语理论课.主要学习Physics B的相关内容，双语课的加入解决了学生专业术语学习的难题，高二下学期学生参加物理Physics B的考试.高三阶段，每周设置12节物理课，其中2节实验课，6节外教理论课，4节双语课，增加外教课的课时是为了学生将来升入大学做准备，而且经过一年的英语浸入式教学，学生在外教课堂上听课已经不存在任何问题.高三下学期学生将参加物理Physics C的考试，Physics C的课程要求所有学生必须参加，为其进入大学做好知识准备，但不要求所有的学生参加最终的Physics C的考试，因为Physics C本身的考试就是专门针对将来学理工科的学生设置的.

通过上述介绍，可以看出课时充足是AP物理课程成功与否的关键，而国外也要求一般的AP物理课程一周要设置10节(45 min/节)左右.当我们在不断地追求素质教育的同时，参与教学改革人员是否应该想一想，一周4节物理课是否真的能培养学生的动手能力，而教师的演示实验对学生的探究能力究竟能起到多大作用.我们一再提到的课堂高效性与学生实际动手能力的差距如何弥补，笔者认为物理学科的探究式教育不应牺牲专业知识传授的完整性.据闻某些教改地区，要求物理教师每节课上课时间不得超过15 min，剩下的时间让学生探究，一时传为美谈.我国传统的授课方式有其优点，学生对数理化知识掌握牢固，功底扎实，这也是国外大学非常欢迎中国学生学习数理化专业的原因.

至于动手能力，笔者觉得应当从整体课程设置上着手，是否可以向欧美学习，首先，课时要充足，保证每周物理实验课的落实.另一个关键的问题是我国物理实验资源缺乏，与普通高中物理课本配套的物理实验书仅仅涵盖了一些经典物理学实验，对于学生实验理论和科学探究的教学不够重视是我们的软肋.记得在大学学习物理时，物理理论课和实验课是分开的，在高中物理是否也可以实施呢?当然这也仅仅是笔者一点浅薄之谈，希望对我国课改略尽绵薄之力.

4 考查方式

在AP考查中，知识的难度不大，但有一定的广度，这就要求学生除了具有良好的专业素养，更要有深厚的专业英语功底.

Physics B的考查分为两个部分，第一部分是70道单项选择题，不允许使用计算器，包含涂卡的时间仅为90 min，这70道选择题涵盖了物理学中大多数概念及其辨析，个别的计算题，虽然难度不大，但时间紧张，这也是非常具有国外考试特色的.如英国的ALEVEL课程也是60 min做40道选择题并涂卡.这就要求学生熟练掌握相关物理知识并具备一定的应用能力，同时更要思维敏捷.

国外的物理考试中没有一个如中国物理高考一样，还会出不定项选择题，而且国内物理考试中存在的文字陷阱，在国外考试中也不会出现.笔者认为由于中国文字的博大精深给物理试题带来了新的难度，这种难度已经不仅仅是物理知识与理解层面上的问题.第二部分是7道简答题，允许使用计算器，时间也为90 min，涉及面非常广，涵盖普通物理学的所有内容.中国学生往往在流体力学、原子物理学和波动学部分失分.这三部分内容在国内高考中并不作为重点，但是在AP课程考试二卷中的比例却与动力学基本相当.

Physics C的考查也分为两个部分，由于只涵盖了物理学的某一领域，因此,时间压缩为90 min，第一部分45 min单项选择题，第二部分45 min有3道简答题，Physics C简答题的考核内容已经完全是我国大学物理的相关内容，这一点从其课程内容上可以看出.笔者认为其实Physics C的难度和深度才是真正的大学先修课程所具备的.

随着对美国AP教学课程设置、教学方法以及考查方式的深入了解，其中有很多的教学理念都是值得我们借鉴和学习的.随着我国课程改革的不断深入，如何让我国优秀的中学生在高中阶段也能够接触大学相关专业知识的问题摆在了我们面前，对我们这些物理教师的要求越来越高，为了更好地进行课程的实施，我们除了要阅读大量国内的优秀案例，同时也要和国际接轨，借鉴国外的优秀教学经验和教学设计.