高校物理の現状問題点と考えること

私は現在東北大学の物理学科4年生です。物理学科ですが、実は高校の頃はとても物理がよくわからない科目という印象で、一番入試の時に引きずっていた科目でした。

それはなぜか。端的に言うと、「数学をきちんと用いた物理の勉強」をしていなかったからです。

それは私の実力不足というところもあったかもしれません。ですがこれには高校数学のカリキュラム上、どうしても難しいところがあるのです。

高校物理を「しっかりと」理解するためには、高校三年生で勉強する数学(微分積分学)がどうしても必要です。ということは、高校三年生という入試に焦る時期(学校の先生たちに焦らされる時期)にやっと数学の基礎づけが終わることになります。しかし、そこから今までの方法と異なる方法で物理を勉強し始めるような気合のある人はなかなかいないでしょう。

私もその一人で、現役の時は物理によって入試に落ち、浪人しました。某予備校に通い、「きちんとした物理」を勉強させていただき、いかに高校の時によくない物理の勉強になっていたかを理解しました。

その後は順調に物理の成績を伸ばして大学に合格しました。
さて、では「数学をきちんと用いないで勉強する物理」は何がいけないのでしょうかそれは、本当なら数学の計算で導出ができる式を「公式」として暗記するしかなくなってしまうからです。これにより、生徒たちは「公式」がどうして出てきたのかわからないままに式を用いることになり、どうしても暗記の数がどんどんとかさんでいくような気がします。しかし、実は暗記の数は物理は極限レベルに少ないです。なぜか?
それは以前の記事「物理学とは?」を読んでみるとわかります。実験をするうちに「ん?なんかこの数式が成り立つ??」というものが見つかり、それが法則になります。そしてどんどん集めていくと法則が溜まりに溜まってきます
それで終わりでいいかもしれませんが、最近の物理学は少し方針が違います。「少数の、(基本的に)数学の言葉で書かれた言葉」を「原理」として採用し、今まではびこっていたたくさんの法則たちを全て導出する(理解できる)状態にする方針でやっています。例えば、古典力学と呼ばれる高校物理でまずはじめに学ぶ物理学における原理はニュートンの運動の3法則と呼ばれています。ー慣性の法則・運動方程式・作用反作用の法則です。

これらは「原理」です。誰も必ず正しいということは証明はできません。しかし、間違っているということもできません。だから現状は正しいとして「考えてみよう」ということにしているのです。

ですから、もしもあなたが実験を繰り返しているうちにこのニュートンの運動の3法則が成り立たないことを確認し論文にし、世界の人たちをアッと言わせれば、それはノーベル賞物の発見になるのです!!(実はもうこのニュートンの運動の3法則は原子レベルの小さな小さな世界では成り立つとは言えないことが現在の物理学の認識であり、小さな世界を支配している「原理」は量子力学として発展しています。)
こうして、現在の物理学は「数学の言葉」を用いているのですから、数学を用いないでそもそも物理をすること自体が間違っているのです。

実際、高校3年生まで数学+α程度の数学をやるだけで、上のニュートンの運動の3法則を原理として「正しいのだ」と受け入れるだけで、(ほぼ)全ての公式が導出できます。もちろん、かといって全ての公式を毎回導出するわけにはいきませんから、最終的には頭に入れていくことにはなります。しかし、これを「ただ覚える」のと「一旦数学的に計算し導出した上で覚える」ことには雲泥の差があります。自分がきちんと理解しているという感覚も確実に出てくることでしょう。

ですから、私は高校生が物理を学ぶ際、ちょっと苦労してでも数学を先取りしてどんどん勉強し、物理を「きちんと学ぶ」ことが重要だと考えるのです。
そのために、私はこれから4月から順々に動画をあげていき(すでに少しあがっていますが)、中学生卒業レベルの知識がある人がこの動画を見続ければ、物理を暗記という科目に絶対に落とし込まずに勉強を自学で進めていけるようにします。

私は何十年も教育に従事してきた生粋のプロというわけでもないですから、私の動画が誰よりも優れているとは言いません。予備校の先生の方がもっと質のいい授業をしてくれると思う人もいるとは思います。ですが、誰でも無料である程度のレベルに引きあげることができるプラットフォームを作りたいと考えていました。それが私の願いです。物理は確かに数学を用いますし、たくさん計算もしなければなりませんし、正直勉強も大変です。しかし、それをきちんと自分の力でやると、恐ろしく物理が美しくシンプルに出来上がっている学問であるのかということを体得できるでしょう。さあ、物理の世界へ旅立ってみませんか?

コメントを残す

メールアドレスが公開されることはありません。 * が付いている欄は必須項目です

CAPTCHA