加拿大安省高中G11和G12物理到底學什麽？

安省G11-12大綱物理學什麽(me) ？

安省有幾套物理課程大綱？

安省一共有三套物理課程大綱，對應三個(ge) 物理課程:

- G11物理：

Physics, Grade 11 University Preparation 

(course code: SPH3U)

- G12物理：

Physics, Grade 12 University Preparation 

(course code: SPH4U)

- C係列G12物理（用來申請college）：

Physics, Grade 12 College Preparation 

(course code: SPH4C)

三個(ge) 物理課程的主要內(nei) 容Major Topics如下。

我們(men) 今天在這裏重點討論前兩(liang) 個(ge) University Preparation（也就是用來申請大學）的G11和G12課程大綱學習(xi) 內(nei) 容。

G11物理課學什麽(me) ？

11年級的物理課包括以下單元內(nei) 容：

1. 運動學Kinematics

學會(hui) 如何定性、定量地描述勻速直線、勻加速直線運動問題，二維的拋物運動問題。

我們(men) 會(hui) 學到所有描述運動的物理量（距離、位置、位移、速率、速度、加速度）的定義(yi) 和計算，Vector Diagrams, 運動圖像 (x-t, v-t, a-t graphs) 的分析等。這個(ge) 部分考察的題目並不難，都是比較單一的知識點。

2. 不同種類的力Forces

包括區分生活中不同種類的力如摩擦力、重力、支持力，以及力對運動的影響。

能夠定性地陳述牛頓三定律，設計實驗驗證牛頓第二定律；運用受力分析Free-body Diagram、牛頓定律解決(jue) 一維動力學問題，比如自由落體(ti) Free Fall相關(guan) 問題。

這章也會(hui) 簡單的介紹引力場，定性定量地分析質量、引力場強度、引力之間的關(guan) 係。這部分內(nei) 容很重要，對高年級的物理學習(xi) 也有深遠影響。

3. 能量轉化Energy Transformations

研究能量守恒和能量轉換，了解功、功率、機械能Mechanical Energy（包括Kinetic Energy 和Potential Energy尤其是重力勢能）的基本定義(yi) ，描述不同形式的能量比如Thermal Energy，Nuclear Energy核能以及他們(men) 的用途。

這個(ge) 單元分三大部分，機械能、熱能、核能各位一個(ge) 章節，知識點比較瑣碎，單詞和術語也較多，對留學生比較有挑戰性。

4. 機械波和聲音的特性 Mechanical Waves and Sound

區分縱波、橫波。

機械波的主要要素，頻率（周期）、振幅、波速、波長。

討論波的疊加、相長幹涉、相消幹涉等知識點。

用波的特性解釋某些自然現象以及學習(xi) 波的應用，比如回聲定位，超聲波在醫療上的應用等。

5. 以及電學和磁學Electricity and Magnetism

電學側(ce) 重學習(xi) 電路，包括大家熟悉的串聯和並聯、歐姆定律，以及基爾霍夫定律。

磁學包括磁場的性質 Magnetic Field Line，怎麽(me) 用Right Hand Rule 判斷直線導線周圍磁場的方向，以及通過學習(xi) 電機原理（Electric Motor），學習(xi) 怎麽(me) 用右手定則判斷通電導線切割磁場線受力方向。

學習(xi) 法拉第電磁感應和楞次定律。這一章的計算並不難，特別是歐姆定律國內(nei) 初中就學過了。但是用兩(liang) 個(ge) RHR判斷磁場、力的方向上還是有一定難度，同學們(men) 碰到簡單一些的知識點不要掉以輕心。

G12物理課學什麽(me) ？

G12物理課程概念上和11年級有重合，但相同話題的隻是較G11年級難度有比較大的深入。

可以說內(nei) 容上，12年級把11年級的比較難的一些概念單獨拎出來，深入的探討、用同樣的概念去研究更複雜的係統，更注重培養(yang) 學生的Problem-solving Skills）。包含以下學習(xi) 內(nei) 容：

1. 動力學Dynamics

區分慣性和非慣性參照係；繼續展開力對運動的影響討論，重點研究二維運動的問題，包括拋物運動、相對運動（涉及到各種矢量的加減）、圓周運動；研究比11年級所學習(xi) 的更複雜、多個(ge) 物體(ti) 的係統（比如斜坡-滑輪-多物體(ti) 的係統，有摩擦力的情況）。

2. 能量和動量Energy and Momentum

運用功能關(guan) 係、動量和能量守恒去解決(jue) 一維、二維的問題，運動場景包括有摩擦力的斜坡上的物塊、過山車上的小車、彈簧振子、單擺、彈性、非彈性碰撞、爆炸等。

3. 場Gravitational, Electric and Magnetic Field

場可以說是物理學裏最簡潔又最抽象的概念，很多同學十一年級學習(xi) 了引力場、磁場，但還是對什麽(me) 是場沒有一個(ge) 清晰的概念。所以十二年級，我們(men) 通過對比引力場、電場、磁場的相似性，去更深刻的理解場。

去研究物體(ti) 在不同場中的受力情況和運動狀態，使用場線圖Field Diagrams解釋場源和方向的差異，包括但不限於(yu) 近地和遠距離場、平行板和點電荷、直線導體(ti) 和螺線管之間的差異。

4. 光波The Wave Nature of Light

我們(men) 在十年級學習(xi) 了幾何光學，十一年級學習(xi) 了機械波，十二年級通過類比學習(xi) 光波和機械波的相似性質，描述解釋水波、光波的衍射Diffraction和幹涉Inteference現象，學習(xi) 光波的折射、偏振、全反射等，討論波粒二象性。

5. 近現代物理Revolutions  in Modern Physics

量子力學、狹義(yi) 相對論。包括鍾慢尺縮、質能等價(jia) 性（即著名的方程式E=mC^2）、光電效應、康普頓效應和德布羅意物質波。通過參考量子力學和相對論，分析新的概念模型和理論如何影響、改變科學思想，並導致新技術的發展。

總的來說，十二年級物理難度較高，可以說是AP物理1&2的Equivalent Course，也就是大學物理的預備課難度。

安省物理的教學目標

物理課同安省其他科學課程一樣，有共同的三個(ge) 目標：

1. to relate science to technology, society, and the environment 

將科學與(yu) 技術、社會(hui) 和環境聯係起來

2. to develop the skills, strategies, and habits of mind required for scientific inquiry

發展進行科學探究所需的技能、策略和心智習(xi) 慣

3. to understand the basic concepts of science 

理解科學的基本概念

這些目標融合到每個(ge) 單元內(nei) 容中形成更具體(ti) 的單元目標，拿G11 Unit1運動學Kinematics舉(ju) 例：

1. 第一個(ge) 目標要求學生分析、調研應用運動學相關(guan) 概念的技術（比如體(ti) 育比賽中使用的測速裝置、火箭加速器、安全係統中的運動檢測傳(chuan) 感器、汽車速度計），並評估這些技術的社會(hui) 和環境影響。

2. 第二個(ge) 目標調查和溝通的技能，包括掌握相關(guan) 術語Terminology，分析和解釋一維運動的位置-時間圖（x-t graph）、速度-時間圖(v-t graph)、加速度-時間圖(a-t graph)，解釋圖中斜率、麵積的物理意義(yi) ，掌握用v-t 圖推導平均速度、位移的公式，完成圖形分析和代數方程之間的轉換，並解決(jue) 相關(guan) 問題。

3. 第三個(ge) 目標基本概念的理解，包括對平均速度、瞬時速度、平均加速度、瞬時加速度的區分和舉(ju) 例，對描述運動的基本物理量的定義(yi) ，對矢量和標量的區分和舉(ju) 例，以及對拋物運動水平和豎直方向的特征的描述。

教育局對學生的期待

安省科學課程共同的教學目標不僅(jin) 概述了學生應該發展的技能和知識，還闡述了學生需要培養(yang) 的態度，以便他們(men) 能負責地運用科學知識和技能。

安省G11&12的物理課程旨在培養(yang) 學生對物理學基本概念的理解。通過測試物理定理，增強學生的科學探究技能。此外，學生將分析物理學與(yu) 技術之間的相互關(guan) 係，並考慮物理學技術應用對社會(hui) 和環境的影響。

G11&12課程大綱裏包含的話題內(nei) 容非常全麵，可以給理工科專(zhuan) 業(ye) 方向的學生打下良好的物理基礎，為(wei) 學生未來從(cong) 事科學、工程相關(guan) 領域專(zhuan) 業(ye) 研究作準備。

當然，並不是每個(ge) 學習(xi) 物理的學生都會(hui) 成為(wei) 一名物理學家，但通過G11&12係統性的物理學習(xi) ，學生在保持對周圍世界的好奇心的同時，可以充分提高自己的科學素養(yang) 。

科學素養(yang) （Scientific Literacy）最基本的體(ti) 現就是能夠閱讀並理解常見的科學和技術媒體(ti) 報道，對所呈現的信息進行批判性評估，在涉及科學和技術的問題的討論上能自信地參與(yu) 討論和決(jue) 策。

即使學生畢業(ye) 後沒有從(cong) 事理工科相關(guan) 專(zhuan) 業(ye) 的工作， 一些知識點、內(nei) 容隨著時間的推移淡忘了，但在物理學習(xi) 過程中掌握的分析技能、思維方式以及較高的科學素養(yang) ，會(hui) 一直潛移默化地影響學生未來的工作和生活。

安省的G11-12物理課程的核心教學目標就是培養(yang) 學生的科學素養(yang) 和科學思維能力，使他們(men) 能夠成為(wei) 具有創新意識和實踐能力的現代化人才。