每天，我的學生都要穿過我們高中外的 112 街——這是一條繁忙的四車道公路，限速 40 英里/小時，但感覺經常像 50 英里/小時。當我問我的學生們走路回家或過這條路時的感受時，他們大多數人的回答都差不多。

「我在這條路上看到過很多分心駕駛的司機，很多超速行駛的人，雖然我不在這條路上行走，但對於任何在這條路上行走的人來說，這條路似乎都很不安全，」傑克遜·H說。

「我步行回家過兩次，根據我的經驗，感覺並不安全。走在時速超過 40 英里的汽車旁邊感覺很危險，」Johana S. 說。

「我當時正從 112 街和 Parkland 街過馬路，差點被車撞到，因為一個司機在打電話，闖了紅燈，」Viset T. 說。

要點很明確：我們感到非常不安全。所以我說：「好，那就來證明這一點。讓我們量化這種感覺。」這個計畫就是從這裡開始的——學生指出一個實際存在的問題，並決定用數據來驗證它。

在我們學習一維運動的第一個單元中，我們一起提出了一個簡單的問題：汽車的行駛速度是否過快——我們能用物理學證明這一點嗎？然後，我們將這個問題與一個稍微複雜的問題連結起來：如果我們能夠證明這一點，我們該如何改變政策？

設計調查

為了回答這個問題，我們需要可靠的數據。首先，我們制定了一個方案，在東112街和東18大道交叉口附近的三個地點拍攝車輛。然後，我們將使用Vernier Video Analysis^®軟體分析車輛運動。

學生將每個影片片段導入影片分析軟體，該軟體允許他們逐幀追蹤汽車的運動軌跡。透過點擊每一幀中車輛的位置，他們可以直接從視訊素材中產生資料表和位置-時間圖。

為了確保準確性，學生們首先在每一幀畫面中設定一個已知距離——通常是我們事先準備好的捲尺測量參考距離。如果無法做到這一點，他們會尋找每輛車的品牌和型號，並以其長度作為參考測量值。設定好比例尺後，他們使用軟體的直線擬合工具，並以一條最佳擬合線對數據進行建模。該直線的斜率代表速度（ v = Δx / Δt ），他們使用轉換係數 1 m/s = 2.24 mph 將速度從米/秒轉換為英里/小時。

「收集資料很容易。Vernier 影片分析軟體很容易上手，我很快就掌握了使用方法，」Olive G.說。

「收集數據並指出超速行駛的人真的很有趣，」加布里埃爾·S補充道。

由於我們希望將研究結果作為證據，供學區和縣政府用於改善校園安全，因此我們必須認真對待實驗和數據：重複試驗、在參考距離出現偏差時重新校準，並記錄所有假設。但最重要的是學生思維方式的轉變——我們不僅僅是在做實驗，我們是在收集證據，以解決社區安全問題。

「運用物理學來倡導安全，這真是一次很酷的經歷，」Johana S.說。

身為教師，看到學生運用這些工具，讓數字在學術以外的現實世界中發揮意義，我深受鼓舞。他們不只是把資料敲進文檔，而是嘗試用資料改變現狀，取得實際成果。看著他們積極主動地運用數據，將個人經驗與實際應用連結起來，並建構出有意義的、基於數據的論證，我感到非常欣慰。

數據顯示了什麼

學生們分析了100輛車。平均速度為46.63英里/小時，其中51輛車超過了我們設定的「超速」閾值（46英里/小時以上），17輛車超過了50英里/小時，6輛車超過了60英里/小時，記錄到的最高速度為70英里/小時。在限速40英里/小時的路段，這些數據清楚地顯示了上學時段行人面臨的風險。

「我個人收集和分析數據的經歷很有趣，但也是一次可怕的經歷，因為很多人開車時都在玩手機，而且超速行駛，」Viset T.說。

學生們也繪製了相關地圖。從學校網球場向東行駛的車輛會匯入一段較窄的下坡路段，該路段沒有路肩——而這正是觀察到速度最快的地方。這種路況，再加上學校區域標識缺失或不一致，增加了學生步行經過該路段的風險。這確實會對學生和行人帶來危險。

「看到太窄的人行道、飛馳的汽車和缺乏標誌，我意識到這條路線對我和其他學生來說有多麼危險。」扎克E說。

「至少對我來說，這個計畫不僅僅是一個學校計畫。它是我們學生群體內部各種情緒衝突最終爆發的體現。這個計畫感覺不像是在做無用功，而更像是針對現實世界——我的社區——正在發生的一個真實問題採取真正的行動，」傑克遜H說。

從證據到公民參與

學生們手握圖表和帶有註釋的視頻片段，為我們學區安全委員會準備了一份報告和演示文稿——與此同時，我開始聯繫縣交通部門官員，商討標誌和速度監控方面的問題。我們很快就了解到，112號公路是一條縣級公路，要想取得進展，就必須堅持不懈。

深入了解地方政府的運作方式也成為了調查的一部分。我的學生研究了誰來決定和資助路標，州政府的哪些法規規定了學校區域的限速和「兒童在場時」的規定，以及哪些幹預措施（例如測速雷達標誌）可能降低像112街這樣的多車道道路上的中間限速。他們真正深入地探討如何解決實際問題。

「做這樣的事情很有趣，也讓我很有成就感，」德魯·T說。

學生如何推動科學發展

學生團隊自主制定了研究方法。他們選擇安全的拍攝角度，規範操作流程（例如避開黃燈或紅燈附近煞車的車輛），並討論閾值的選擇。如果某個小組錯誤測量了參考長度，他們會重新分析所有拍攝的素材。

「我的經歷有點挑戰性，因為我一直得到負數，但在同學們和沃特金斯先生的幫助下，我最終還是解決了這個問題，」薩尼亞琳·S說。

這些時刻引發了關於預期結果和數據品質的寶貴討論。 Vernier視訊分析軟體能夠提供即時回饋，但學生也意識到，數據的品質取決於他們自己的設定。他們學會了質疑意外結果，並找出設定中可能需要調整的問題。

談話不斷回到測量品質和基於證據的論證上——這與 NGSS 實踐（包括分析和解釋數據、構建解釋和參與基於證據的論證）自然契合。

同樣重要的是，學生將物理學知識與實際生活經驗連結起來。他們可以指著一段道路，解釋道路幾何形狀的重要性，並展示最佳擬合線如何轉化為行人在路邊感受到的車速。這正是完成作業和用資料進行公開論證之間的差異。

我們希望看到

我們的課程並沒有止步於分析。我們根據學生的報告和他們總結的研究成果，制定了一系列切實可行的建議，以改善第112街的行人安全：

• 在富蘭克林皮爾斯高中門前安裝測速雷達標誌，以降低中間車道速度，提高四車道 112 號公路沿線駕駛員的意識。
• 在進入較窄路段的東行車輛前方增設學校區域和行人穿越道標誌，並提前設置視線指示。
• 協調地區和縣在資金籌措和安裝方面的角色，使其符合州標準。

這個計畫讓我們明白，科學數據可以成為推動公民變革的強大槓桿——而政策制定需要耐心和堅持。我們正持續與當地官員和社區夥伴分享研究成果，希望這項研究至少能帶來一項實質的安全改善。即便只是一個簡單的標誌，它也代表著一項由學生主導、數據驅動、積極參與並融合物理學原理的變革。

尼克在華盛頓州塔科馬市的富蘭克林皮爾斯高中教授物理、地球科學和物理科學，同時也是Vernier Trendsetters社群的成員。他擁有十餘年的K-12科學教育經驗，並持有國家教師資格認證，致力於透過動手實踐激發學生探索物理世界的興趣。課餘時間，您可以在@PNWPhysics上找到他。