藤校前面试官、诺美物理教师Horacio分享:进入美国顶尖大学理工科的秘籍——AP物理课

2022-08-01

上海诺美学校在建校初期就获得了全球最大的非政府、非营利性教育评估认证机构Cognia(AdvancED)的认证,围绕教学理念、课程设置、师资团队、教学管理和运营管理等60项标准的严格审核及评估,最终以348高分成为上海前十所获得Cognia认证的国际学校。高分通过Cognia认证也侧面反映了上海诺美学校的教育教学以及行政管理等各个方面都达到了一流学校的水平,并具备相当强的办学实力。更加直观的例子,依据美国U.S. News给出的全美最佳高中排名,排名前 10的高中均为Cognia认证!

 

不仅如此上海诺美学校自创校之初通过美国大学理事会(The College Board)的严格审查后获得CB正式授权,成为一所拥有AP资质的学校,这也意味着上海诺美学校正式成为可以官方提供AP标准课程教学的国际教育教学点。 更加直白来说,上海诺美学校提供AP课程,AP课程学分将计入毕业成绩单,以学校名义为学生统一申请AP考试,而且学校的教师将会通过College Board统一培训及审核评估。

 

目前诺美学校开设近20门AP课程,由拥有丰富的AP教学经验的中外籍专家承担教学任务,让高中学生提前进行美国大学的学分课程学习及考试,助力于顶尖大学的申请,并有机会获大学学分减免以及缩短大学学习时间。

 

本栏目将定期与大家分享上海诺美学校AP课程授课情况,并邀请AP课程授课教师及学生代表来与大家分享课堂的学习成果。

物理作为一门基础学科,是大学里理科和工科绝大多数专业的必修课,同时也是大多数文科和商科学生选修课的最佳选择对于申请美国大学理工科的同学来说,AP物理是一门含金量非常高的科目,今天我们就邀请到AP物理的授课教师HORACIO一起来聊聊AP物理的那些事儿。HORACIO老师不仅拥有丰富的教学经验,而且也曾是美国布朗大学的面试官,熟知美国顶尖名校对于申请学生的具体要求,所以在日常工作中,HORACIO老师不仅是我们学生最爱的授课老师之一,同时也是学校导师团队主要成员之一,助力学生的升学。此外,我们还邀请到了目前正在进行AP物理课程的学生,与我们一起来分享AP物理课的学习心得。

 

教师分享

HORACIO FERRANDIZ SOLIS

上海诺美学校科学教师

  • 布朗大学机械工程专业

  • 曾任布朗大学校友面试官

  • 正面管教教师认证

  • 瑜伽、正念(冥想)教师认证

 

与其他AP科学课程如AP生物和AP化学不同,AP物理分为AP物理1、2、C(力学)和C(电磁学)。AP物理1和2是为期一年的课程,它们涵盖了大学预备高中物理课程所需掌握的内容,AP物理1侧重于力学的学习(1维和2维运动学,能量,动量,重力和旋转运动),AP物理2则是侧重于其他章节(流体,波,光学,电,磁,热力学,核物理和量子物理);AP物理C分为两门课程,力学和电磁学。以上都是非常独特的高中物理课程的内容,在学习过程之中也需要一定的微积分基础,通过这些章节的学习,也为大学的后续知识学习提供了更坚实的基础。

 

AP物理课程的主要特点是该课程对批判性思维和沟通力的重视和培养。许多学生在学习AP物理之前,容易先入而主地认为物理是应用数学的相关课程,只需要把数字代入方程来解决问题,就能学好AP物理,其实并不然,AP物理要求学生对物理概念有透彻的理解,并学会清晰准确地表达他们的想法。

 

为了帮助学生发展批判性思维,我在AP物理课上主要使用的是探究式教学法,我鼓励学生自己通过探索去发现公式和物理定律,并对他们所接收到的信息以批判性思维去勇敢地提出质疑。我在课堂上用演示来引入每一个主题章节,并让学生思考该章节所涉及的物理概念。例如,当我们讨论抛物体运动时,我引入了“射击猴子”的问题(如下图所示),并问学生,如果猴子在掉下树的一瞬间,被枪瞄准射击,它是否能够避开子弹。在课堂讨论后,我们进行了现场演示,学生们可以看到在重力的作用下,猴子和子弹以相同的速度下落(即猴子无法逃脱子弹),这有助于他们理解抛物体运动的两个关键点:水平运动和垂直运动是独立的,水平运动加速度为零,而垂直运动在重力作用下不断向下加速。有了这两方面的见解,学生就可以通过将抛体运动分解为垂直和水平分量来找到抛物体运动的方程。

 
 

不仅如此,学生自己也会进行大量的实验,来探索那些在课程中涉及的定律和公式。之后,他们会通过练习逐渐熟悉并最终掌握运用。在实验中,我也会鼓励学生去主动熟悉实验设备操作方法,并要求他们按照科学写作的惯例来设计实验和写实验报告,这也对学生后续准备AP物理考试的实验设计部分有很大的助益,为后续深入物理学习打下更好的基础。

 

考试结束后,我们还会讨论一些课程之外,学生感兴趣且对学习物理有益的相关话题,比如相对论和天体物理学。我们也会把时间花在更大的项目上,比如科学展览和其他创造性的项目。今年,在网上教学阶段,学生们完成了几个很不错的项目,例如:关于声波的定格动画视频和关于声音的海报。

 

除了日常的作业之外,我会鼓励学生在College Board官网的AP课堂上进行练习和观看复习视频,并使用教材(从5步到AP满分)为考试进行更充分的准备工作。尽管有些学生试图更早地去学习更有挑战的内容,但我的建议是,首先要着手于眼前学习的内容,要深挖课堂上涉及的所有知识点,把所学的这些概念先吃透,而非急于去学习更高阶的内容。对此我推荐的一本书是《波维教授的困惑问题》,这本书目可以培养学生的物理思维,让他们对物理学习产生兴趣,通过相对浅显易懂的语言对我们相对熟悉的概念有更深层次的思考。

 

最后,我为所有进行AP物理课程学习的学生感到骄傲,尽管这门课程课程对学生的要求很高,但学生们表现得非常好,在课堂上,他们不仅展现了批判性思维、沟通技巧和科学知识的储备,而且通过AP物理课程的学习,他们也在不断地提升自己的学习技巧、时间管理和独立学习的能力。频繁在AP物理课堂上解决具有挑战性的问题还帮助他们增强了自信心,这正是学生在未来大学学习中不可或缺的一部分,让他们能勇敢地面对未来将会遇到的各种困难。

 

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For English Version:

Taking AP Physics and getting a good score on the exam not only shows the student’s readiness for higher education but also their passion for and commitment to their chosen field of study, in this case science and technology. Admission officers prioritize students who have tried to take advantage of all the opportunities their high school provides to study their preferred subject area and develop their skills, and so taking AP courses in general will give students an edge over the rest of the students on their college application. Besides, AP courses are equivalent to one semester college courses, and students can usually get college credit if they score 3, 4 or 5 on the AP exam (demanding on each university), which will allow them to take more courses in college, preparing them better and setting them even further ahead of other students when applying for internships, scholarships and jobs.

 

Unlike other AP science courses like AP Biology and AP Chemistry, AP Physics is subdivided into AP Physics 1, 2, C (Mechanics) and C (Electromagnetism). AP Physics 1 and 2 are one-year-long courses and together they cover the regular college preparatory high school Physics curriculum, with AP Physics 1 focusing on Mechanics only (Kinematics in 1 and 2 Dimensions, Linear and Circular Dynamics, Energy, Momentum, Gravity, and Rotational Motion), and AP Physics 2 focusing on the rest of topics (Fluids, Waves, Optics, Electricity, Magnetism, Thermodynamics, Nuclear Physics and Quantum Physics). AP Physics C is split into two courses, Mechanics and Electromagnetism. These are very unique high school Physics courses as they use Calculus to present the Physics topics, providing an even stronger foundation for college.

 

The main characteristic of the AP Physics courses is their strong focus on critical thinking and communication. Many students join AP Physics with the preconceived idea that Physics is applied math, and that they will just have to plug numbers into equations to solve problems, only to discover that in the AP Physics exams (especially in 1 and 2) only 4 or 5 points are awarded for solving equations. Instead, students are required to develop a thorough understanding of Physics concepts and learn to communicate their thinking clearly and accurately.

 

In order to help students develop their thinking I use an inquiry-based experiential approach in my AP Physics classes, where I encourage students to discover the formulas and the Physics laws on their own and to question everything they read and write. I use many demonstrations to introduce the topics to get students thinking about Physics concepts. For example, when we discuss projectile motion, I introduce the “shooting-the-monkey” problem (shown below – see in folder), and ask them if the monkey can avoid the bullet if it falls from the tree at the same time the gun that is pointing at it is shot. After having a class discussion, we perform the demonstration and students can see the monkey and the bullet fall at the same rate under the pull of gravity (meaning the monkey can’t escape the bullet), which helps them understand the two key points about projectile motion: the horizontal and vertical motions are independent, and while the horizontal motion has zero acceleration, the vertical motion is accelerated down constantly by gravity. Having these two insights, students then can proceed to find the equations for projectile motion by breaking it down into vertical and horizontal components.

Students also perform a lot of labs in order to discover the laws and formulas we cover in the course and to practice using them. For example, after we study projectile motion, students have to do a lab where they need to figure out the position a ball will fall on the floor after rolling down a ramp and off the table making the necessary measurements and applying the projectile motion equations. Since the AP Physics 1 and 2 exams always have a question on experimental design, it is important for students to become familiar with lab equipment and that is why they also have to design experiments and write lab reports following scientific writing conventions.

 

After the exam, we cover other topics not included in the curriculum but which are beneficial to learn like Relativity and Astrophysics. We also take that time to work on bigger projects like Science Fairs and other creative work. This year, during online teaching, students completed a stop-motion video about waves and a poster about sound. 

Students are encouraged to do practice problems and watch review videos on the AP Classroom on the college Board website, and to use the textbook (5 Steps to a 5) to gain extra practice for the exam. Even though some students try to learn more advanced material, my advice is to focus on mastering the concepts covering in the course by doing more challenging “thinking” problems, rather than trying to solve problems that require learning new concepts. One book I recommend for that is “Professor Povey’s Perplexing Problems.”

 

Even though all the AP Physics courses are very demanding, students are performing very well, and are not only gaining critical thinking, communication skills, and scientific knowledge, but are also growing as learners in general, developing their study techniques and time management and becoming more mature and independent students. Being able to tackle challenging problems in a class like AP Physics also gives students the confidence they will need to be successful in college in the future.

 

 

 

学生感言

Hanson Han

上海诺美学校十年级在读生

 

AP物理学包含了很多进阶的物理学概念,所以相比基础物理学课程更加复杂。但是每次经过Horacio老师仔细的讲解后,我会发现面前的问题迎刃而解。Horacio老师讲解课程内容是循序渐进的,老师会用ppt以及讲义在课堂上讲解物理的一些抽象概念,然后用实验来证明理论的正确性,让我们一次次地体会到物理的魅力,也让我们能够由浅入深地学习物理学的知识。除此之外,物理学实验不仅仅停留在操作层面上,我们也会通过写实验报告总结我们所学到的知识。

 

在我看来,Horacio老师的课堂是很有效率的,也十分有趣。Horacio老师对每个知识点都会详细地讲解,并且在我们掌握这些知识之后,会给我们一些相关测试或者是考试真题来检验我们对知识的掌握程度,最后对我们的疑惑做出回答。在周末的时候,Horacio老师也会给我们课后找一些相关内容的科普视频帮助我们加深理解。

 

课堂也不会都是枯燥的知识点,我们会通过实验的方式来探索每个抽象概念的特性以及规律。整个实验的过程是以小组为单位来完成的,不仅可以收获物理学知识,还可以锻炼小组合作的能力。Horacio老师一直鼓励我们通过实验去探索物理的规律,发现学习物理的乐趣。

 

我最满意的作业是学期末的Sound Poster。在这个作业中,我们通过海报的方式总结了我们在这个单元中学习到的各个知识点,通过图片和简洁的文字清晰地解释每一个概念。这个作业不仅帮助我进行全面的知识点复习,也同时让我锻炼了自己的表达能力。

 

在这门课程中,很多概念是非常抽象的,很难理解。遇到这些问题,我通常都会先翻阅老师发的资料,这些资料中通常会包含一些简单易懂的例子来帮助我们理解。如果看完资料还没能理解透彻的话,我会在课余时间找Horacio老师提出自己的疑问,老师会很耐心地给我们一一解答。

Robin Zhao

上海诺美学校十年级在读生

 

 

在我的印象里,Horacio老师的课堂一直很吸引人,他能把一个复杂的知识点解释得很透彻。在课堂上,Horacio老师会给我们提供很多实践的机会来接触生活中的物理,探索生活中的物理。比如说Horacio老师会经常带着我们做各种实验,我们可以从实验中接触到真实的物理,同时体会物理学习带来的快乐,还能通过自己的探索掌握基础的物理学概念。

 

因为疫情转为线上学习时,Horacio老师给我们提供了一个在线做实验的网站,让我们在家的时候也能做一些物理实验。而且Horacio老师会经常鼓励我们寻找身边的物理,当我们遇到了学习上的困难,他也会及时跟我们去沟通,给予我们最大的帮助,让我感觉跟在学校里上课一样。

 

在课堂上,Horacio老师也会鼓励我们去推导公式,而不是把结果直接告诉我们。每当Horacio老师在教我们新的物理学知识点的时候,他会带领我们逐步去推导,最后推理出答案。因此,在学习AP物理学课程的时候,我们能真正通过自己的探索获得知识,以及获得知识的快乐,而不是单纯地死记公式。

 

我觉得学完AP物理课程之后,我最大的收获是不仅仅是学到了物理学的知识,更多的是在课程中培养了对学习物理的坚持和热爱。学习物理这门课的时候会有大量的习题,而其过程也是相对艰难需要你付出相当的时间和精力。所以在经历过这个过程之后,我的物理学知识储备与面对具有挑战性内容的学习毅力都得到了提升。

 

另外我想对想要学习AP物理学的同学说:首先,学习这门课,你得有付出。作业习题相比较其他科目来说肯定是更多的。在学习AP物理学时,你需要全身心投入在其中,才能体会到物理的乐趣。有些同学只是看到了这门课有很多作业,把学习当成任务去做,那我只能说,没有付出,怎么可能会学到知识呢?总之不要怕作业,把每次的作业当成是锻炼自己的机会,多锻炼,才能提升自己。

 

 

的确,物理学的本意是关于自然的学问。它的研究对象几乎包含一切事物,具体的与抽象的,如今甚至衍生出社会物理学、金融物理学等应用学科来。我们衷心地希望通过AP物理课程的学习,不仅能为同学们带来知识和学分上的收获,也能帮助大家培养对探索世界的兴趣和对真知的好奇心,用批判性的眼光,辩证性的思维来看待整个世界。