从启蒙到竞赛：牛津博士后制定的物理学习四阶段规划
从启蒙到竞赛：牛津博士后制定的物理学习四阶段规划
物理学习是一个循序渐进的过程，从启蒙阶段到竞赛阶段需要系统性的规划和指导。本文将为您详细介绍由牛津大学物理系Andrea博士后制定的四阶段物理学习计划，帮助您更好地规划孩子的物理学习之路。
第一阶段：启蒙阶段（约1-5年级）
- 时长：20+小时
- 教材：根据美国加州教材自研
- 教学目的：提高物理专业英语词汇储备，提高科技英文阅读能力
以2019年AP Physics 1真题为例：
A 4 kilogram object moving to the left collides with and sticks to a 3 kilogram object moving to the right. Which of the following is true of the motion of the combined objects immediately after the collision?
(A) They must be moving to the left.
(B) They must be moving to the right.
(C) They must be at rest.
(D) The motion cannot be determined without knowing the speeds of the objects before the collision.
考察知识点：
- Conservation of Momentum
- Momentum in an isolated system in which a collision occurs is conserved
- A collision may be the result of physical contact between two objects
- “Contact” may also arise from the electrostatic interactions of the electrons in the surface atoms of the bodies
- An isolated system will have no external forces
- The principle of conservation of momentum states when no external forces act on a system consisting of two objects that collide with each other, the total momentum of the system remains constant in time
- Specifically, the total momentum before the collision will equal the total momentum after the collision
- Mathematically:
- Momentum is conserved for the system of objects
- The system includes all the objects interacting with each other
- Assumes only internal forces are acting during the collision
- Can be generalized to any number of objects
- Remember conservation of momentum applies to the system
- You must define the isolated system
在这个阶段，学生需要认识并理解物理专业词汇，如Momentum、objects、motion等。
第二阶段：基础阶段（约6-9年级）
- 时长：约120小时
- 教材：根据hot physics自研
- 教学目的：打好基础阶段。系统性学习力、热、光、电知识，为标准化考试和物理竞赛做准备。
主要学习内容包括：
Dynamics
Dimensional analysis
Kinetics
Dynamics
Fluid dynamics
Energy
Momentum
Rigid body rotation
Astrophysics
Vibration and wave
Electricity and Magnetism
Electric field
Electric potential
Gauss’s law
Electrical network
Conductor
Magnetic field
Lorentz force
Ampere force
Electromagnetic induction
Electromagnetic wave
Thermology and Optics
Ideal gas
Laws of thermodynamics
Kinetic theory of gases
Phases of matter
Geometric optics
Wave optics
Modern Physics
Quantum mechanics
Atomic physics
Special Relativity
在这个阶段，学生需要静下心来，系统性地学习每个章节的具体知识，这是所有标化考试和竞赛考试的基础。
第三阶段：重点突破阶段（约10-11年级）
- 时长：40+小时
- 教材：根据考生学习的是IB还是AP课程决定具体教材
- 教学目的：重点突破阶段。根据自己将要参加的标准化考试或国际竞赛进行针对性训练
以AP物理考试为例：
- 寒假一直到四月份（也就是考前一个月），老师结合AP课程进行辅导，要注意知识点的梳理，重点突破。
- 进行大量的练习，推荐使用Barron’s AP Physics 1、AP Physics 2、AP Physics C力学和AP Physics C电磁学等辅导书。
- 4月到考试前夕，要进行大量的真题练习，研究考试评分细则，最后查缺补漏。
第四阶段：考试竞赛阶段（约10-12年级）
- 时长：30+小时
- 具体项目阶段：考试竞赛。参加各类竞赛和考试，增加比赛经验
在这个阶段必须做到以下两点：
- 基本概念和公式——熟练掌握，无需参考公式表，也能形成快速反应。
- 典型物理模型（斜坡运动、轮滑体系、复合体系受力分析、驻波、光路图、平板电容、磁铁线圈体系、光电效应及电子能级图等）——深刻记忆与理解，深入挖掘每个体系能给出的相关物理结论。
这个阶段既是不断磨练比赛经验的阶段，也是锻炼孩子心理素质的阶段。
结语
由于每个孩子的抽象思维能力和逻辑思维能力不同，孩子们进阶到第四或者第三阶段的时间点会有差异。但是，如果孩子选择参加竞赛，建议在高二之前进阶到第四阶段，这样才能保证在升学中有一份漂亮申请材料。考虑到孩子在读高中时需要考的科目比较多，以及物理本身的难度也较大，建议家长早做准备。
从物理学习规划的第一阶段可以看出，国际学校小学一年级就可以开始物理学科的学习。这需要家长和教育者打开思路，找到适合孩子的方法。