AP物理课程改革方向

AP物理课程是AP项目的一个重要组成部分，目前的AP物理课程有两类，AP物理课程B和AP物理课程C。课程B的内容宽泛，不涉及计算，通常由主修生物或健康门类的学生选修，学习时间一般为两学期;课程C是一门以计算为基础的力学、电学、磁学类入门课程，关注物理科学和物理工程学的学生一般会选修，学习时间一般为三学期以上。

AP物理课程作为一种高级学习课程，其主要目标并非是将学生限定与特定的物理主题，而是更关注促进学生的一般倾向和能力的发展以及科学思维习惯的养成。比如，AP物理课程尤其关注学生进一步学习物理的兴奋感、兴趣、动机;熟练地把数学作为交流、检验、提炼想法的方式的能力;科学的想象力和创造力;科学的思维倾向和习惯等。基于科学概念在物理学中的组织功能及其在发展学习者科学思维能力方面的特殊作用，强调深入的概念理解也就成为AP物理课程的最基本、最核心的目标。为了促成这一目标的实现，AP物理课程改革正朝以下方向努力：

1.学生资格：为深入理解做准备

参加AP物理课程的学生应具备两个条件：其一是应学习过国家科学课程标准中明确的高中毕业所要求物理课程，否则学生的学习的日程就会很紧，而没有时间去发展理解的深度;其二是学生应该熟练地掌握学习微积分前所必修的数学课程，特别是应该熟练掌握代数运算和基础三角知识，因为学生的数学水平在选择并理解物理主题时会起作用。

2.牛顿机械力学： 课程内容的基础

任何高级物理学习都应该包含牛顿机械力学，原因之一：精通牛顿机械力学是学生完成高级物理项目进入大学的基本要求;之二：牛顿机械力学为促进概念的深入理解提供了一个理想的框架。

3.数学： 促进概念深入理解的工具

数学在物理中有两个作用：一是把物理事实关系转化成通常用等式表达的数学模型，若学生具有这种转换技能则表明其物理原理(概念)有了深入的理解;而是基于数学模型的运算以求得最后的结果，这种数学能力的运用对物理概念的理解没有什么作用。学习牛顿机械力学的首要目标不是形成执行复杂数学运算的能力。例如，对学习AP物理课程的学生来说，没有必要学会怎样根据定轴计算圆柱体的瞬间惯性，但对他们来说，理解旋转动能和角动量很重要。尽管学好微积分知识需要更高的数学能力，但微积分的概念对理解物理事件很重要。所以有两个建议：一是鼓励教师在教授数学基础比较好的学生时使用正式的微积分，这些学生渴望应用他们数学的“威力”;而是期终考试不要求学生使用正式的微积分，但是可以测试学习物理所必须的微分和积分概念的知识。例如，要求学生知道，当已知位移—时间图的斜率时，就能求出瞬时速率;当能从力的曲线下的面积获得某一位置的函数时，就能求出不同力所做的功。

4.平衡： 课程内容的深度和广度

AP物理课程B的内容宽泛、容量巨大。

AP物理课程C就内容宽度来说是规模适度的物理课程(内容涵盖牛顿力学、电学和磁学)，在知识广度和深度上也是适度平衡的，但它对数学水平的要求并不适合所有学生。

5.来自真实世界(实验室)的经验

科学本质上人们知道并理解身边物理世界的过程。科学思维与其它思考方式的区别在于它靠物理世界的证据来判断假设、规则、理论的真实性。来自真实世界的经验以及观察现象来验证科学概念的方法应是AP物理课程的重要组成部分。参加高级物理课程的学生已经拥有大量来自物理学知识和实验技能方面的经验，因而AP 物理课程应该给学生提供额外的经验，如明确叙述他们自己的推测和解释的经验，把真实世界现象与科学共同体提出的概念、原理和理论相联系的经验等。

大纲如下：

内容

Physics B中所占比例

Physics C 力学中所占比例

Ⅰ. 牛顿机械力学

35%

100%

A. 运动学 (包括向量，向量代数，向量组成，平衡体系，位移，速率，加速度)

1.一维运动

2.二维运动，包括抛物运动

7%

18%

1. 牛顿力学定律

1.静力平衡(第一定律)

2.单一物体动力学(第二定律)

3.两物体或多物体体系(第三定律)

9%

20%

C.功，能量，功率

1.功，功与能量定理

2.力和势能

3.能量守恒定律

4.功率

5%

14%

D. 多物体体系，直线运动

1.质心

2.推动力和动力

3.直线运动定律;碰撞

4%

12%

E. 圆周运动和旋转

1.匀速圆周运动

2.转距和旋转静力学

3.旋转动力学

4.角度运动及其定理

4%

18%

F.振动和引力作用

1.简谐振动(动力和能量的关系)

2.弹簧质量

3.钟摆和其它振动

4.牛顿作用定律

5.行星和人造卫星的轨道

a.圆形的

b.普通的

6%

18%

Ⅱ.流体动力学和热物理

15%

1. 流体力学

2. 流体静力压力

3. 浮力

4. 流动连续性

5. 柏努利方程

6%

1. 温度和热

1.热动力学方程

2.热传导和热膨胀

2%

1. 动力学理论和热力学

1.理想气体

a.动力学模型

b.理想气体定律

2.热力学定律

a.第一定律(包括PV图上的过程)

b.第二定律(包括热机)

7%

Physics B中所占比例

Physics C 电学和磁学中所占比例

Ⅲ. 电学和磁学

25%

100%

A.静电学

1.电荷和库仑定律

2.电场和电势能(包括点电荷)

3.高斯定律

4.其它电荷分布状态的电场和电势

5%

30%

B.导体，电容器，绝缘体

1.导体静电学

2.电容器

a.电容

b.平行电板

c.球形的和圆柱形的

3.绝缘体

4%

14%

C.电路

1.电流，电阻，功率

2.只有电源和电阻的稳定电路

3.电路中的电容器

a.稳定状态

b.RC电路中的瞬时现象

7%

20%

D.磁场

1.磁场中移动电荷的推动力

2.磁场中运载电流的电线的推动力

3.运载电流的电线的磁场

4.Biot-Savart定律和Ampere定律

4%

20%

E.电磁学

1.电磁学归纳(包括法拉第定律和楞次定律)

2.感应系数(包括LR和LC电路)

3.麦克斯韦方程

5%

16%

Ⅳ.波和光学

15%

A.波动(包括声音)

1. 行进中的波

2. 波的传播

3. 静止的波

4. 波的叠加

5%

B.物理光学

1.干涉和衍射

2.光的散射和电磁波谱

5%

C.几何光学

1.光的反射和折射

2.镜子

3.透镜

5%

Ⅴ.原子和核物理

10%

1. 原子物理和量子效应

2. 光子，光电效应，康普顿分散，X射线

3. 原子能量基准

4. 波粒二向性

7%

B.核物理

1.核反应(包括质子数目和电荷守恒)

2.质能方程

3%

总体来说，AP项目是选修性的，在满足学生对物理某些特殊领域的同时，也给了他们提升进入大学就读的机会。