一、alevel物理学什么
A-level物理分5大部分。
第 一部分:包括两个Topic
Topic1:分别为Mechanic(力学1)。力学部分的内容主要包括运动学(Kinematics)、力学(Mechanics)以及能量功率(Energy,Power)三部分内容。运动学在这里就是匀速直线运动(Uniform Velocity)、匀加速运动(Uniform acceleration)以及简单的抛体运动(Projectile Motion)。力学主要涉及了牛顿三定律(Newton’s Law)的学习以及在生活中的应用。能量部分则主要讨论了能量守恒(Conservation of Energy)以及能量转换问题。
Topic2:材料这部分内容主要包括流体(Fluid)以及固体(Solid):流体的学习主要涉及到了流体力学中的简单知识,比如层流(Laminar Flow)、涡流(Vortex)的定义、性质以及粘滞阻力(Viscous Vesistance)的相关内容;固体部分主要在胡克定律(Hooke’s Law)的基础上讨论了固体的形变,不同固体所具有的特点,并重点学习了杨氏模量(Young’s module)。
Topic2是国内高中物理中涉及很少的内容,即使有也是选修内容,而且此部分的专业单词较多,因此是国内学生在物理学习中会遇到的第 一个困难。
第二部分:包括三个Topic
Topic1:Waves(波)
波的学习涉及到了波的不同分类、波的叠加(Superposition),波的多种表现形式包括反射(Reflection)、折射(Refraction)、干涉(Interference)、衍射(Diffraction)、驻波(Stationary wave)、多普勒效应(Doppler effect)以及偏振(Polarization)。此部分在考试中多以解释题出现,对语言要求较高,所以学生应对每一种波的行为都要确切地了解其原理,从而才能应对考试中大量的解释题。
Topic2:DC circuit(直流电路)
电学部分的内容是Unit 2中相对简单的内容,其涉及到的直流电的内容,绝大部分学生在国内的物理学习中已经接触过。学习重点主要包括欧姆定律、串并联电路中各个物理量的特点、分压器、电阻随温度变化的原因、内阻、电动势以及用电器功率的计算
Topic3:Nature of light(光的本质)
光学部分的内容包括两部分:光电效应(Photoemission)以及光谱(Spectrum)。其中光电效应作为说明光具有波粒二象性的一个典型实例是本章节的学习重点。对于光谱部分,学生需要掌握连续光谱、吸收光谱、辐射光谱之间的关系,并能理解线状辐射光谱与原子能级的关系。
第三部分:包括三个Topic
Topic1:Further Mechanic(力学2)
Further Mechanic(力学2)部分是AS Topic 1的延伸学习,包括动量以及圆周运动两部分学习。动量的学习是在牛顿二、三定律的基础上进行的,包括了动量的定义、守恒、弹性非弹性碰撞。圆周运动部分学生需要了解向心力、向心加速度、角速度这些基本的物理量。
Topic2:Electric and magnetic fields(电磁场)
电磁场部分包括电场(Electric Field)、电容器(Capacitor)、磁场(Magnetic field)三部分内容。电场中学习了匀强电场、辐射状电场、以及相关的库仑定律、电场的加速偏转作用都是重点,并且与后面的学习密不可分。电容器作为一个储存电荷的特殊器件,其充放电过程的特点都是考试重点。磁场整体来说分为两部分,第 一部分讨论通电导线,运动电荷在磁场中感受到力,第二部分电磁感应式Unit 4中解释题目的重点。
Topic3:Particle physics(粒子物理)
粒子物理(Particle physics)是国内学生在高中学习中几乎没有接触到的一部分内容,对于绝大部分学生来说是Unit 4考试的难点。α粒子散射实验揭示原子核内部结构;线性、回旋以及同步加速器作为典型需要学生了解工作原理;物质的构成中学习了夸克、轻子、重子、强子、介子(Quarks,Leptons,Baryons,Hadrons,Mesons)等粒子以及他们的特性。
第四部分:包括四个Topic
Topic1:Thermal energy(热能)
热力学讨论了热量、温度以及理想气体(Ideal gas)。开尔文温度(Kelvin temperature)在这里第 一次提出,并在此基础上提出了温度与分子动能的关系。理想气体的三个基本定律以及相关实验也是这部分的一个重点。
Topic2:Nuclear decay(核衰变)
核物理介绍了核裂变以及核聚变反应(Nuclear fission and Fusion reactions),主要内容包括三种射线的基本性质、背底辐射,以及相关的一些运算,比如活性、半衰期等。
Topic3:oscillation(振动)
振动这一章节,学生需要了解简谐运动的基本性质,包括位移、速度、加速度与时间的关系、能量的转换,还需要了解受迫振动、阻尼振动、以及共振的基本性质。
Topic4:Astrophysics and cosmology(天体物理及宇宙学)
天体物理(Astrophysics)是整个物理学习中最难的一部分,主要包括万有引力场的介绍、恒星分类、恒星生命周期、测量到恒星的距离、哈勃定律的应用等多个方面。这部分每个知识点都有可能成为考试重点,而且此部分对课外知识的要求也想应较多,是真正体现学生学习能力的一个章节。
第五部分:包含两个实验Topic
Topic1:AS一和二部分所对应的实验
Topic2:A2三和四部分所对应的实验
学生需要自己设计完成一个实验,并说明实验过程中每一步所涉及到的知识点,比如,明确仪器名称、使用方法、测量对象,明确实验中误差产生的原因,了解如何能降低实验误差以及如何处理数据。
二、alevel的物理实验到底是怎么考
在AS阶段,学生要进行的是P1至P3的考试,在A2阶段要面临的是P4和P5的考试。
对于CIE A-level,在AS阶段有实验操作考试,在A2阶段有实验设计和评估考试。具体详情如下:
1、AS实验操作考试
考试要求学生在两个小时内完成两道操作题,每道题各为20分,所获得的成绩占整个AS阶段物理成绩的23%(其他的考题分别为选择题,占31%;计算和简答题,占46%)。
一般来说,A-level所考察的物理实验是无法从课本中找到的,相反,要求每个学生独立地通过提供的材料去研究简单的事例,这些事例虽然简单,但很多都和生活密切相关,可以看成生活中某些应用的雏形和思维萌芽。
2、A2实验笔试部分考试
在A2阶段的物理实验考察主要以实验设计,数据评估与处理为主,考试时间为75分钟,分为两道题,每题15分,实际得分的24%作为A2阶段实验考试得分计入总成绩。
三、alevel物理与中国物理课程的区别
不同国家的物理教学内容是大同小异的。
总的说来,各国高中物理课程都涵盖了力学、电磁、波、热学、光学、材料、基本粒子、相对论和量子物理等几大部分。
国内物理教育侧重力和电,其他部分有所涉及但不是重点,在力和电中又侧重力学。
原因很简单,因为力学能够出很难的题,中国学生通过大量地做题和反复的训练,以期达到对定理和公式的深入理解和运用。
西方物理教学涵盖内容比国内物理要广,各部分比例比较均衡,但难度会比较小,不过学生除了做计算题以外还要求背诵概念以及做许多简答题,以此来加深对物理原理的理解。
以上这些只是表面上的差别,其根源则来自于对科学教育的不同理解。
科学起源于西方,物理单位的选取支持了这个论断,物理单位取自人的姓名,但其中鲜见中国人的身影,而几乎被欧美人所瓜分。
换句话说科学是西方人发展起来的东西,他们对科学一步一步走到今天的发展历程很有自己的心得,于是他们的科学教育就有了一个很明确的指导思想,那就是要教给下一代人正确的研究问题的方法,一旦掌握了这些被证明行之有效的方法,离成功也就不远了。
对于中国人来说,科学则是舶来品,我们跨过了那些探索的过程,直接探触到了科学的顶点,这很大程度上左右了我们对科学教育的认知,那就是我们会更注重结果、不注重过程,更注重理论不注重实际,这种差别在考试中主要体现在对待实验的态度上。
国内物理考试的试卷中也有几道实验题,但那是用笔来答的,不是亲手做的,即便是实验题,关注的也是结果而不是探索。
Alevel物理考试专门有一份卷考实验,在考试中,学生亲自动手根据题目的要求做实验并获得数据,得出结论,这个过程充分模拟了人类在探索未知事物时所经历的历程。
这种实验考试试卷通常会围绕两个量之间的关系来展开,比如矿泉水瓶子的侧倒与倾斜角度之间的关系,比如弹簧的震动周期与弹簧体积的关系等等。在考试中,学生被要求根据自己的测量数据得出自己的结论,两个学生即便得出了完全相反的结论但都有可能得到分数。这体现了这种考试关注的是学生怎样做了而不是做出了什么。
不仅如此,考试还要求考生对该实验作出评判,比如要求考生写出这个实验的设计有哪些不足,有哪些地方需要改进等等。
这些问题在国内物理试卷上是不可能出现的,国内考试中,学生只要计算出正确结果就可以了,至于那些数据是怎样来的根本不必关心,甚至有时为了计算方便,所给出的数据都是设计好的,目的是为了算出整数结果,否则,学生会怀疑自己的解答出了问题。
久而久之,他们对事实本身和客观真相变得越来越不感兴趣,认为所谓真理就是书本上写的和老师说的,最终连怀疑的勇气都没有了。
中国学生的聪明程度是举世公认的,他们每年都拿物理奥林匹克奖,但就是没有一个人拿到科学的诺贝尔奖。这种结果与我们的科学教育理念是否有关联值得研究。