當學生們能透過建造某些東西來應用物理學原理和概念時，所有學生都會受益。有了與真實世界的聯繫，可以幫助更容易理解物理學。此外，它還可以增加學生的參與度。

在我教學高中物理和工程學的十年中，我與許多聰明、有才華的學生合作過，包括機器人隊的隊長。這位學生是控制硬體小組的一員，基本上負責製作機器人的大腦。它涉及很多接線和數學；你必須確定會需要多少電流，以及什麼樣的保險絲等等。他帶領這項工作且表現出色。

然而，當這位學生上我的進階物理課時，他遇到了困難。我很驚訝，因為他在製作機器人方面非常擅長，具有天生的工程能力。但是，當談到物理學時，其抽象性對他來說真的很難。我發現，動手做的專案幫助了這位學生，以及我其他所有的學生，將物理學概念與真實世界之間產生聯繫。

如果您正在尋找教學運動、力量和其他關鍵物理概念的方法，以下是我在課堂上使用的三個專案，以及一個額外的專案想法。

水火箭

水火箭由相對簡單的零件組成：一個兩公升的寶特瓶、一片紙板或保麗龍做的鼻錐和翼/鰭片，以及水。然而，它們是教學高中、國中甚至小學學生重要科學概念的優秀工具。在我的物理學和進階物理學課程中，我們會在學年的開始時建造水火箭，當我們正在學習運動、速度和加速度時。發射後，我的學生會分析火箭的速度和高度。

在我的概念物理課程中，在我們以進行科學方法之單元開始，我們會發射一個水火箭，並談論是什麼因素決定了它的最大高度。每個實驗小組會選擇調查一個變因，例如翼/鰭片數量、火箭燃料量或鼻錐重量。最終，他們可能會建造三到四個只在單一變因不同的火箭，以便使用科學方法確定造成差異的原因。

測量水火箭的運動可以簡單地使用碼表來確定它的總飛行時間，而Vernier Video Analysis^® 則可將水火箭專案提升到一個新的水平。使用這個應用程式，學生可以設計觀察，記錄影片，並分析運動。

老鼠夾賽車

想要讓力量、摩擦和牛頓運動定律活起來嗎？可以考慮讓學生進行老鼠夾賽車。這些小型車輛可以根據學生或團隊所選擇的設計而外觀不同。然而，它們都有一個共同點：只需一個老鼠夾即可驅動它們。

由於老鼠夾賽車比水火箭複雜，因此更適合高中課程使用。它們甚至可以在大學課程中使用。測量老鼠夾賽車的加速度是這個實驗計畫的關鍵部分。Go Direct® 線性運動感應器使用超聲波測量移動物體的位置、速度和加速度，是一個非常好的工具。

在我的課堂上，我總是有學生會製作進階的老鼠夾賽車，它們可以行駛比線性運動感應器可偵測範圍更遠的距離。在這些情況下，我們會就會使用光電閘來計算加速度，以測量賽車通過某些距離的時間。

橋梁載重

要教導學生如何平衡力量，橋梁建造專案是其中一個首選方法。在我的課堂上，我們也使用模型橋作為進入點，討論向量和三角形結構（即桁架）之物理學原理，解釋為什麼桁架如此堅固。

許多模型橋都是由巴爾莎木或椴木製成，例如國際橋梁建造大賽所使用的。但是您也可以像我在課堂上所做的那樣，使用吸管和迴紋針，讓此變得更加簡單。

Go Direct結構和材料測試儀是一種專門用於模型橋的優秀工具，可用於教學工程概念和設計過程，並幫助學生將物理概念與真實世界產生聯繫。使用此工具，學生可以通過測量施加負載和變形，並即時繪製結果數據圖，評估桁架、橋梁或其他結構的強度。此外，學生可以更輕鬆地應用工程設計來重新設計，因為測試儀可將使結構的最弱處失效，從而保留其餘部分的完好無損。

Kidwind

之後我接觸到KidWind，這是另一個讓學生參與動手做物理學習和探究綠色能源科學的好方法。例如，KidWind基礎風力實驗套件提供學生測試各種風力發電機葉片設計、產生電力和舉起重物的機會。在此過程中，學生探索不同的物理概念，如能量轉換和效率。

KidWind也適用於學習科學方法，風力發電機的放置方式可以輕鬆改變各種變因（如葉片數量、葉片的攻角和形狀），並獨立於其他變因。透過這種方式，學生可以研究改變單一變因如何影響他們的風力發電機。