進階先修(Advanced Placement, AP)的物理課程讓所有高中階段學生在修習大學先修學分的同時,也能深入鑽研迷人的物理世界。
AP 物理有以下四種課程:AP Physics 1(物理1), AP Physics 2(物理2), AP Physics C: Mechanics(力學), 以及 AP Physics C: Electricity and Magnetism (E&M, 電磁學),而每一項課程涵蓋了不同的內容以及難易度。
在這篇文章中,將會分別介紹四項課程的內容以及推薦的修習順序。
➤AP Physics 1
AP Physics 1 介紹了基本的物理觀念和原理,其常被視為 AP Physics 的入門課程。課綱涵蓋力學當中的:Kinematics(運動學), Dynamics(動力學), Energy(能量), Momentum(動量)和 Rotational Motion(轉動運動)。
AP Physics 1著重於實際應用課程觀念,以發展學生思辨及解決問題之能力。
AP Physics 1 是許多學生踏進 AP Physics領域的入門磚,且這門課程高度重視觀念理解勝過於題目運算。有趣的是,AP Physics 1 卻是每年所有 AP 科目中最難拿到滿分五分的項目。
但這並不代表它是最難的(從內容上來看,它反而是最簡單的!),而其原因在上篇《AP Physics 1 – A Devil in Disguise 》的文章中已經討論過了。
➤AP Physics 2
在 AP Physics 1 的基礎之上,AP Physics 2 更深入探討了以下觀念:Fluid Dynamics(流體動力學), Thermodynamics(熱力學), Electric Circuits(電路學), Magnetism(磁學), Optics(光學)。
一些近代物理也在此範圍內,一如 Quantum Mechanics(量子力學)與 Nuclear Physics(原子核物理學)。
該課程相較於AP Physics 1,將探索更多複雜的情形與現象、注重更縝密嚴謹的多步驟運算。
在此要特別注意的是,部分AP Physics 1的章節(如:動力學、圓周運動…等)為進入 AP Physics 2 前的先備知識,有些學校並不會花費太多時間重新複習這些內容。
因此,強烈建議直接修習 AP Physics 2 的學生,必要的話,請在修課前花些時間複習這些單元。
➤AP Physics C
AP Physics C 由兩個獨立的 AP 課程組成。部分學生會在就學學校的一學年內修讀完 AP Physics C: Mechanics(力學)與 AP Physics C: Electricity and Magnetism(E&M, 電磁學),意即學生能夠在一學年內拿到兩個 AP 課程獎狀。
聽起來很吸引人,不過要特別注意的是,它也是惡名昭著的難、更有著「最難的 AP 考試科目」的稱號。一般而言,修習完成 AP Physics 1或 AP Physics 2 的學生才能夠進入任何 AP Physics C 課程。
想進入該課程,微積分是其一重要的先備科目。修習學生必須要完成微積分課程(強烈推薦)或是與 AP 課程同時進行,以順利完成 AP Physics C 課程。
➤AP Physics C: Mechanics
AP Physics C: Mechanics (力學)是一門以微積分為基礎、只專注於討論力學的課程(和 AP Physics 1 相似)。
它涵蓋的主題包括:Kinematics(動力學), Newtonian Mechanics(牛頓力學), Work(功), Energy(能量), Momentum(動量), Circular Motion(圓周運動), Simple Harmonic Motion(簡諧運動)。
該課程的深度和嚴謹度遠超 AP Physics 1 and 2,使其十分適合擁有強大數學實力、或是期望申請進入世界頂尖大學 STEM 相關科系的學生。
可以注意到 AP Physics C: Mechanics 與 AP Physics 1 的教學內容十分接近,不過最大的差異在於前者遽增的概念深度與複雜性,甚至有橫跨所有單元的計算。
另外,AP Physics C: Mechanics 每個單元也分別增加了富有挑戰性的微積分概念。
➤AP Physics C: Electricity and Magnetism (E&M)
AP Physics C: Mechanics 也是一門以微積分為基礎的課程,只不過聚焦在電磁學領域,深入探討相關章節。例如 Electrostatics(靜電), Electric Circuits(電路), Magnetism(磁學), Electromagnetic Induction(電磁感應), and Electromagnetic Waves(電磁波)等。
如同AP Physics C: Mechanics,該科目要求精熟的數學能力,且會教學更全面的電磁學原理(相較於 AP Physics 2 )。
➤相對難易度
在難易度方面,各項課程可以由易到難排列:AP Physics 1(物理1), AP Physics 2(物理2), AP Physics C: Mechanics(力學), 以及 AP Physics C: Electricity and Magnetism (E&M, 電磁學)。
由於有微積分修課要求、更複雜的數學計算、以及更專精的內容,Physics C 系列常被視為最具挑戰性的課程。
➤應該如何選擇 AP 課程?
適用於多數學生:
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先選修 AP Physics 1 ,它能建立學生深厚力學基礎,以便後續能夠完善銜接 AP Physics C。
如果是已經在高中修習完成高等物理、且受到學校老師推薦的學生,能夠直升進入 AP Physics 2。
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接下來選修 AP Physics 2(如果你尚未完成微積分課程),若你已修畢微積分課程(如:AP Calculus AB或 AP Calculus BC),則可以選擇直接進入 AP Physics C。
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最後進入 AP Physics C,取決於學校的課程安排,你能夠選擇在一學年裡完成其中一門 AP Physics C 或是一次性修畢兩門。
由於每間學校安排教學 Biology(生物), Chemistry(化學), Physics(物理)的順序不同,學生不一定能完成所有 AP Physics 的課程與考試:
如果你的學校在11年級教授普等/高等物理:
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在 12 年級選修 AP Physics 1。如果你已經修習完微積分課程,則直接進入 AP Physics C 也不失為一種選擇(不過請務必先與老師討論)。
如果你的學校在 9 年級教授普等/高等物理:
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在 10 年級選修 AP Physics 1
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在 11 年級選修 AP Physics 2
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在 11 年級選修 AP Physics C: Mechanics 和 AP Physics C: E&M
➤總結T-I-M-E!
總歸而言,AP Physics 課程提供學生範圍內的物理學習體驗。
AP Physics 1和 2 提供學生更廣泛的物理觀念、擁有不同程度的複雜性;反觀 AP Physics C: Mechanics 和 AP Physics C: E&M 提供學生更深入的學科知識、以及要求精熟的數學能力(微積分)。
針對課程的選擇,應該結合學生興趣、數理程度、以及未來的升學目標。
無論是未來想從事物理方面的專業工作,或是想更了解大自然的運作原理,這些課都提供了一趟探索廣大物理科學領域的精彩旅程。
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