AP物理C：力学选择和使用课程资料 

教师将受益于广泛的材料，以帮助学生精通 对 AP 物理 C：力学中研究的关系、定律和现象有概念性理解所必需的科学实践和技能。 除了使用提供所需课程内容的大学水平的教科书外，学生还应该有定期创建和使用数据、表示和模型的机会。 丰富的实验研究是 AP 物理的基石，多样化的源材料使教师能够更灵活地设计学习活动的类型，这将有助于培养像物理学家一样思考的习惯。

教科书

虽然几乎所有大学水平的物理教科书都涉及 AP 物理 C：力学的七个单元，但教师必须确定其他类型的二手资源以相应地补充所选教科书，确保七个主题领域中的每一个，以及 科学实践，得到足够的重视。 AP Central 提供了一个示例教科书列表来帮助 确定文本是否被认为适合满足 AP 物理 C：力学课程审核资源要求。 教师也可以在本地选择教科书。

AP中的引导式查询物理C：力学

AP物理课程要求学生以多种方式处理数据。 定量信息的分析、解释和应用是 AP 物理 C：力学学生的重要技能。 本课程中的科学探究体验的设计和实施应增加学生的参与，以帮助加强探究性学习以及批判性思维和解决问题的发展 技巧和能力。 通常，AP 物理 C：力学课堂的调查水平应主要集中在引导式探究和开放式探究之间的连续统一体上。 然而，根据学生对某个主题的熟悉程度，给定的实验室体验可能包含一个涉及所有四个级别的探究（确认、结构化探究、引导式探究和开放式探究）的序列。

教学策略

AP物理C：力学课程框架概述了学生必须掌握的概念和技能 成功参加 AP 考试。 为了有效地处理这些概念和技能，教师应该将各种教学方法和最佳实践融入他们的日常课程和活动中。 教师可以通过让学生参与学习活动来帮助他们掌握技能，使他们能够应用所学知识 对课程概念的理解。 教师在计划教学时可以考虑以下策略。 请注意，它们是按字母顺序列出的，而不是按重要性或说明的顺序列出的。

战略

询问专家

定义

学生被指派为他们掌握的问题的“专家”。 小组轮流通过专家站来了解他们尚未掌握的问题。

目的

学生分享他们的知识，互相学习

例子

在旋转力学中，将学生分配为涉及不同求解技术的旋转问题的“专家”。 让学生分组通过车站，与车站专家合作，用相应的物理定律证明一组主张的合理性。

战略

条形图

定义

条形图任务具有一个或多个数量的直方图。 通常，在一些物理过程之前和之后给出直方图，并保留一个条形图。 要求学生通过提供缺失数量的值来完成条形图。 这是一种新的表示形式，要求学生在他们使用的任何其他表示形式和这个表示形式之间进行转换。 条形图任务通常在帮助学生理解意义方面非常有效。 这些项目可能特别有用，因为大多数学生似乎相对容易适应条形图表示。

目的

条形图任务通过要求他们在一些物理过程之前和之后进行翻译来帮助学生理解意义。

例子

这种策略可以与守恒定律一起使用。 要求学生定义系统，然后为某些事件之前和之后创建条形图。 例如，学生可能会为滚下斜坡的球创建能量条形图。 学生将识别系统，然后为斜坡顶部创建一组图表，为斜坡底部创建一组单独的图表。

战略

更改表示

定义

这些任务要求学生将一种表示（例如，电场图）转换为另一种（例如，等势曲线或曲面图）。 学生经常学习如何 在没有真正了解表示的作用和价值以及它们与解决问题的关系的情况下处理一种表示。 让他们走 在概念的不同表示之间/在不同表示之间来回切换有助于他们对每种表示建立更深入的理解。 在将采用的表示中包括数学关系，因此这项任务有时可以作为概念理解和传统问题解决之间的桥梁。

目的

学生创建图片、表格、图表、列表、方程式、模型和/或口头表达来解释文本或数据。 这有助于使用多种方式组织信息来呈现数据和回答问题或显示问题的解决方案。

例子

当学生了解节能，问他们 在不同的人之间移动申述。 例如， 对于特定的情况，涉及节能，学生 应该能够创建一个 已识别系统的草图， 一组能量守恒 方程组，能量棒组 潜力图表 能量，动能，总 能量，或组合的 以上陈述。

战略

面向概念的演示

定义

这些任务涉及实际演示，但学生尽可能多地进行描述、预测和解释。 虽然演示应该产生学生不期望的结果，但学生应该对将发生的事情做出预测感到自在。

目的

涉及实际演示，要求学生预测和解释。

例子

这个策略有助于帮助学生练习写作描述、预测和解释。 通常在进行实验时，数据收集需要最多的时间和最多的关注，因此学生错误地认为它是最重要的部分。 如果教师用面向概念的演示来补充他们较长的实验室实验，学生可以练习重要的实验室技能（描述、预测和解释），而无需花费大量课堂时间收集数据

战略

冲突的争论

定义

冲突的争论任务向学生展示了两三个在某种程度上不同意的陈述，学生决定他们同意哪个争论并解释原因。 这些任务对于将学生的替代概念陈述与实际接受的陈述进行对比非常有用。 这个过程在这些任务中得到了促进，因为它们可以被表述为“你同意哪个陈述以及为什么”，而不是询问哪个陈述是正确的或真实的。 这些任务补充了“如果有任何问题怎么办？” 任务。

目的

这些任务有助于将学生的替代概念陈述与实际接受的陈述进行对比。

例子

该策略适用于帮助学生开始了解如何编写完整的论据。 通过提供论据和有 学生确定好的主张 （以及不太好的声明）和良好的证据和推理 （和不太好的证据 和推理），教师可以帮助搭建实践很好的论证他们的学生。

战略

构造参数

定义

学生使用数学推理来提出关于数学情况的假设，用数学相关且准确的数据支持猜想，并提供理想的逻辑进展，从而得出有意义的结论。

目的

有助于发展推理能力并增强支持猜想和结论的沟通技巧。 该策略还有助于开发评估数学信息的过程。

例子

这种策略可以用于不适合立即应用公式或数学过程的应用题。 教师可以提供距离和速度图，在地图上代表驾车者通过几个城镇的行为，并要求学生在已知速度限制的情况下，构建一个数学论证，以捍卫或反对警察对超速的指控。

战略

创建计划

定义

学生分析问题中的任务，并通过查找所需信息、解释数据、选择解决问题的方式、交流结果和验证准确性来创建完成任务的过程

目的

协助将任务分解成更小的部分并确定完成整个任务所需的步骤。

例子

在为学生搭建如何设计实验的脚手架时，一个好的第一步是分配小组来分析设计实验所需的任务。 让学生通过收集和分析数据来确定回答问题所需的步骤。 本次讨论中包括如何处理收集到的数据的计划。

战略

汇报

定义

学生讨论理解 一个概念，以达成对其意义的共识。

目的

有助于澄清误解并加深对上下文的理解。

例子

辨别差异平均速度和瞬时速度，有学生将球滚下一个简单的坡道并测量距离 球会随着时间移动， 每秒持续 5 秒。 绘制位置与时间并画出最佳曲线适合，让学生讨论他们如何确定球的平均速度超过 5 秒，然后 的瞬时速度 球在几个点。 一种 学生讨论 解决之间的区别 两个球之间的速度 点及其速度 点将有助于澄清 概念和数学过程。

战略

桌面实验任务

定义

这些任务涉及学生在 他们的课桌（无论是在课堂上还是在家里），使用预测和解释的格式。 学生完成实验后，让他们根据发生的事情“重新制定”或重新考虑他们之前的解释。 桌面实验任务的范围很窄，通常是定性的，并且通常使用简单的设备。

目的

向学生展示一个小型桌面实验，并要求他们使用提供的设备来回答给定的问题。

例子

直接测量视频制作了出色的“桌面”实验，学生可以在课堂上或家庭作业中使用。 例如，桌面实验任务可以包括使用玩具车或弹簧秤的小型实验。

战略

讨论团体

定义

学生分组讨论内容，创建问题解决方案，并解释和证明解决方案

目的

通过分享想法、解释概念和分析问题场景来帮助理解。

例子

一旦学生学会了所有解决问题的方法，并且可以在特定情况下选择最合适的方法，让他们在小组中讨论（不写作）为什么应该使用特定方法而不是另一种方法。

战略

没有笔的朋友

定义

学生可以自由回答 问题、测验或挑战 问题。 “没有笔的朋友” 分两轮进行：第一轮 圆是定时的“朋友没有 钢笔”回合，学生在其中 聚集在一起，可以讨论—— 但不要写——这个问题。 最后，学生们 回到他们的办公桌上拿“笔” 没有朋友”回合，在哪里 他们处理任务 传统的、独立的感觉。

目的

如果正在向学生介绍一种新型作业或特别困难或具有挑战性的作业，这可能是一个脚手架工具AP级问题

例子

学生识别并与同龄人讨论充分的主张、证据和推理。 然后他们回到自己的办公桌前创建完整的论点。

战略

四方问题解决

定义

给学生一个情况， 也许来自 传统的即插即用 问题。 然后他们分一张纸 纸分成四个象限。 在 每个象限，学生放 什么是什么的一些表示 正在发生的问题。 可能的 表示包括运动 地图或图表，自由体图， 能量条形图，动量 条形图，数学模型 （带符号的方程），标记良好 图表或书面答复 （2-3 个有力、清晰的句子）。

目的

重新表达或重新表达数据是学生在本课程中取得成功所必需的一项关键技能。 这项任务的多个机会为学生养成创建和使用表示来提出主张和回答问题的习惯提供了必要的实践。

例子

在第 3 单元中，学生可以通过工作和能量问题定期和重复地解决四方问题。 他们可以画图或自由体图，写段落，解决数字和/或符号问题。

战略

图表和转变

定义

学生生成图表（或图表草图）来模拟某个函数，然后切换计算器（或论文）来查看彼此的解决方案。

目的

让学生练习创建不同的函数表示以及 对彼此的工作给予和接受反馈。

例子

当学生了解势能图时，他们可以绘制势能与位置以及力与位置的关系图。 让学生单独绘制图表并解释他们的图表如何支持主张并相互一致。 然后，他们与合作伙伴分享他们的步骤，并收到关于他们的图表、声明、证据和推理的反馈

战略

形象的组织者

定义

学生将信息整理成图表。

目的

通过以视觉形式表示信息来建立理解并促进讨论。

例子

为了组织物体在阻力影响下的位置、速度和加速度与时间的关系图，学生可以创建一个表格来帮助他们在思考不同的函数关系时跟踪他们的逻辑。 这些图表

战略

识别子任务

定义

学生将问题分解成更小的部分，结果导致解决方案。

目的

帮助组织碎片 一个复杂的问题，并达成一个完整的解决方案。

例子

另一种脚手架技术：当第一次让学生接触涉及推理和逻辑的几个步骤的 AP 级问题时，可以添加额外的问题来帮助引导学生找到最终的主张、证据和推理。 例如，要求学生画出自由体图、讨论系统和/或绘制能量条形图。 在最初的几个单元之后，学生应该能够（首先是分组，然后是单独）识别子任务（自由体图），开始思考主张、证据和推理

战略

标记文本

定义

学生突出显示、下划线和/或注释文本以专注于关键信息，以帮助理解文本或解决问题。

目的

帮助学生识别课文中的重要信息并在课文中做笔记 关于解释所需任务和应用概念以达成解决方案的文本。

例子

此策略可用于 AP 级别的问题以及来自文本或示例实验室程序的问题。学生通读问题、实验设计（或其他学生的实验设计）并在代词、设备、关键信息下划线，即汽车从静止开始） 等，以识别重要信息并能够提出澄清问题。

战略

有意义， 无意义的计算

定义

学生将看到一个未简化的表达式，用于计算描述物理情况的物理量。 他们必须决定计算是有意义的（即，它给出的值告诉我们有关物理情况的合法性）还是无意义的（即，表达式是对关系的完全不恰当的使用）。 这些计算不应该是毫无意义的，例如将错误的数值代入表达式。 当计算的数量符合学生的替代概念时，这些项目是最好的。

目的

向学生展示涉及数学关系的物理计算的未简化计算，学生 被问及计算是否有意义。

例子

这些计算可以有多种形式，但最有用的是那些“毫无意义”的计算说明了常见的学生误解。 可以要求学生写一个系统能量的表达式。 然后学生必须决定以下哪些表达式是有意义的（MgD、Mg/D、MD/g 和 1/MgD）。

战略

模型问题

定义

学生回答问题 发布了AP物理考试。

目的

提供具有挑战性的练习，并评估学生在内容上应用多种物理练习的能力，无论是选择题还是选择题 自由回答问题。

例子

模型问题可以是 美联社发布的问题或 AP级别的问题。 他们可以 以书面形式或脚手架形式给出 对于今年早些时候的学生 为他们提供支持。

战略

做笔记

定义

学生在阅读文本或听演讲者的同时创建信息记录。

目的

帮助组织想法和 过程 信息。

例子

让学生写下步骤的口头描述 需要解决一个问题，以便在以后的某个时间点可以参考这些过程的记录。

战略

预测和解释

定义

预测和解释任务描述了在某个事件即将发生时设置的物理情况。 学生预测并解释他们认为会发生什么。 这些任务必须涉及学生熟悉或有足够背景信息的情况，以使他们能够理解任务。 这很重要，因为否则学生通常不会感到舒适，无法尝试回答。

目的

通过要求学生根据结果中的证据做出、检查和纠正预测来激发思考。

例子

将绳子末端的物体放入 SHM 时，问学生如果质量增加、角度减小或绳子长度改变，周期会发生什么变化？

战略

定性的推理

定义

这些任务可以采取多种形式，它们的共同点是定性分析。 通常，学生会看到初始和最终情况，并询问某些数量或方面将如何变化。 定性比较（例如，数量增加、减少或保持不变）通常是合适的答案。 定性推理任务通常可以包含在其他一些任务格式中发现的元素（例如，不同的定性表示和预测或解释）。

目的

学生们会看到一个身体状况，并要求他们应用一个原则来定性地推理出会发生什么。 这些问题在其他多项选择题子类型中很常见。

例子

询问学生，如果轨道半径增加、轨道速度降低，或者地球质量或物体质量发生变化，绕地球轨道上的物体的角动量会发生什么变化。 其他问题可能包括：“随着上述物理特性的改变，系统的能量会发生什么变化？”

战略

快写

定义

学生写一个简短的，具体的 关于指定主题的时间量。

目的

帮助在短时间内产生想法。

例子

帮助综合概念 在学会了如何 计算导数，有 学生列出尽可能多的现实世界 尽可能在其中的情况 知道瞬间 函数的变化率是 有利。

战略

排行

定义

排名任务向学生展示了一组关于基本身体状况的变化——有时是三到四，但通常是六到八。 对于所涉及的变量，变量的值（数字或符号）不同，但也经常包括对任务不重要的变量。 学生的目标是根据指定的物理量对变化进行排序。 学生还必须解释他们的排名方案的原因，并评估他们对排名的信心。

目的

这些任务要求学生参与他们在传统问题解决中很少有机会进行的比较推理过程。

例子

给定六支不同的箭，从地面以不同的角度以不同的速度射出，让学生根据顶部的加速度最高、在空中的时间最长、顶部的速度最大对箭进行排序。

战略

分享和回应

定义

学生与对提出的问题解决方案做出反应的另一个人或一小群同龄人进行交流。

目的

让学生有机会与同龄人讨论他们的工作，提出改进他人工作的建议，和/或获得关于他们自己工作的适当和相关的反馈。

例子

将学生分组审查个人工作（图表、推导、问题解决方案、实验设计等）。 让小组进行任何必要的更正，并共同构建一个完整的解决方案。

战略

简化问题

定义

学生使用更友好的数字或函数来帮助解决问题。

目的

提供对问题的洞察力或解决问题所需的策略。

例子

让学生在最初分析旋转运动学时使用一维运动的类比。

战略

故障排除

定义

故障排除任务是“如果有任何问题怎么办？”的变体。 任务。 学生被明确告知在给定情况下存在错误。 他们的工作是确定错误是什么并解释如何纠正 它。 这些任务通常可以对学生的思维产生有趣的见解，因为他们有时会将情况的某些正确方面识别为错误的。 这有助于开发其他项目。

目的

允许学生通过关注他们自己执行相同程序时可能出现的问题来解决错误和误解。

例子

给学生一个推导或问题解决方案，并要求他们找出不正确的步骤。 学生不仅要识别，还要解释导致错误的错误或误解。 这也可以通过条形图、图表和其他表示来完成。

战略

给学生一个推导或问题解决方案，并要求他们找出不正确的步骤。 学生不仅要识别，还要解释导致错误的错误或误解。 这也可以通过条形图、图表和其他表示来完成。“如果 一切皆有 错误的？”

定义

要求学生分析陈述或图解的情况，以确定它是否正确。 如果一切正确，学生被要求解释陈述/情况以及它为什么如所描述的那样工作。 如果有什么不正确的，学生必须找出错误并解释如何纠正它。 这些是开放式练习，因此可以深入了解学生的想法，因为他们通常会有有趣的理由来接受不正确的情况和拒绝合理的情况。 通常，学生的回答会为其他项目提供想法。

目的

允许学生解决错误并专注于他们自己执行相同程序时可能出现的问题。

例子

给学生一张力图，上面可能有也可能没有不正确的力。 或者，给他们“匹配”的力和势能图，并要求他们确定这些图是否确实对应。 这种技术也可以用于推导和解决问题，学生得到“完整”的解决方案，并被要求验证它是否正确完成。

战略

写入和切换

定义

像图形和开关，但有写作。 学生进行观察、收集数据或提出主张，然后交换论文。

目的

允许学生练习写作以及对彼此的工作给予和接受反馈。

例子

当学生学习创建论点时，他们可以自己起草初始论点； 与合作伙伴分享他们的主张、证据和推理； 并收到关于他们的论点的反馈。

战略

在职的落后

定义

这个任务颠倒了顺序 问题步骤。 例如， 给定的信息可能是 具有特定值的方程 所有变量，或除一个变量之外的所有变量。 然后学生必须构建一个 给定的物理情况 等式将适用。 这样的工作 落后任务要求学生 取数值，包括 单位，并将它们翻译成 物理变量。 向后工作 问题也需要学生 关于这些情况的原因 不寻常的方式，他们经常允许 不止一种解决方案。

目的

提供另一种方法来检查可能的答案的准确性0

定义

提供另一种方法来检查可能的答案的准确性。

例子

给学生一个方程 m m 例如 4m=6 - 9 和 2 小号 要求学生从这个方程中创建另一个表示。 例如，该等式可以表示的书面场景可能包括位置与时间图、速度与时间图、运动图等。