全般的な授業編成について
・順番をどうするか
・それぞれの項目をどうするか
・何を試験するか
・どのような（理解度・学習進捗に関わる）データを、どう収集するか
授業編成
ここでは、次のような編成で授業を進める前提です。
- 力を表示する
- フックの法則
- 力とは何か
- 慣性の法則
- 演習問題、小テスト
- s-tグラフ
- v-tグラフ
力学をどこから始めるか
○運動学を延々と展開する教科書
以前は運動学からはじめる教科書や、すぐ力から始める教科書など、様々でした。運動学から入る目的は少し運動学で助走をし、それから力学の本論に入っていこうということだろうと思います。ただこの入り方のデメリットは、投げ上げや投げ下ろしなど様々な運動の公式暗記が続き、これを物理と勘違いして物理に嫌気をさす生徒がでてしまうことです。この部分は、運動方程式を学んだ後に回せば、公式など暗記する必要がなく式はすぐ求められるようになります。大学や予備校では、この方法が自明として、運動方程式を微分方程式に置き換えて学習しますので、高校ー大学の学習にも溝ができずにスムーズに学習が進みます。浪人生が大学の授業を体験し、高校の冒頭の運動学の学習は全く無意味だ、とよく口にしますが、その通りです。物理の助走に運動学の時間をとるのは、むしろ物理を誤解させる無意味な策といった方がよいでしょう。
それが10年ほど前から、学習指導要領が変更され、どの教科書でも距離、変位、速度、相対速度、加速度のみならず、自由落下運動、投げ上げ・下げの運動、場合によっては放物運動まで運動学で処理するようになってしまいました。運動学は運動方程式の後に回し、力から物理を学んでいくすぐれた物理の展開をする教科書が皆無になってしまいました。
運動学からしか始められない物理の教科書
運動学は、必要になったとき、そのつど、「変位・速 度・加速度」などの道具を説明をすればすむ話です。そし て力、質量、重さ、運動の法則、運動方程式の学習が可能 になります。そして運動方程式がわかると、投げ上げや放 物運動など、すべての運動は、公式を暗記することなく、 たちどころに解析していけます。
何故、すべての教科書が、そういう方法をとらないで、運動学から延々と公式暗記の教え方をしているのでしょうか。これには、経産省が主導して992年に改正した計量法が原因なのです。これによって日本のものの売買は、「質量：kg」のみになり「重さ（＝力）：kgｗ」で行えば処罰されることになりました。使える「力や重さ」の単位はN（ニュートン）しかなくなりましたが、ニュートンは運動方程式を学習してはじめて理解可能になる単位です。ニュートンは商品売買には使用禁止の単位なので、生活と無縁の単位です。計量法改正後、市民には、生活で使える「重さ、力」の単位がなくなってしまいました。「そんなことはない、力や重さの単位はあるよ。kgだよ。」と、よく生徒が言いますが、「kgは、重さや力の単位ではなく、質量の単位」であることは、教科書に記載されているとおりです。経産省や産総研では、さすがに市民生活を「重さや力の単位」を使わないで、「質量」でのみでやれとは、言えなかったのでしょう。かれらの方策は、「kg」の単位は質量でなくとも良い、重さでも､重量でもーーーという一定の用語に規定しないという、驚異的なものでした。
「kg」が「重さや力」の単位であるというのは、経産省、産 総研の特殊な都合による主張であり、科学用語とは無関係な ので注意が必要です。
物理の道具としての運動学
このＷＥＢ力学の授業プランは、なにも新奇さをてらっている訳ではなく、自然に理性的に考えて、「力」から始めています。
物理を考えていく道具としての運動学は、必要になったときその都度学習し、また物理に戻ればよいというスタンスで構成しています。また、力の単位 1 kgw という今まで生活で当たり前に使ってきた重力単位を使っていきます。ニュートンの力、重さの単位は運動法方程式後まで使用しません。
