「物理科目」の算数化は進んでるの？

質問

私の大雑把なイメージでは、物理学は自然の出来事をできるだけ簡単な記号で表すことだと思っているんです。しかし、現在の教育の場ではそういう教えられ方がなされていないような気がするんです。
私は高校を卒業して約10年ですが、当時の「社会科目」は単なる暗記科目で、これだけが他の教科とは異質でした(大学に入って教養科目で歴史を学んだときは新鮮さを覚えました)。しかしながら、最近その波が「物理科目」の世界にも押し寄せているように思えてならないのです。すなわち、現象を表現した記号(数式)の意味などまるで理解しようとせずに公式のみを暗記し、数値代入で算数の問題を解く様な感覚を持っている人が、私より少し若い人でも少なからず見られるような気がするんです。もしかすると、私より少し歳上の人から見ても、やはり私も同類に見えるのかも知れませんね。思うに、「物理科目」の算数化は、ある現象と別の現象とのつながりを説明するに足る基礎知識をそれぞれ教えられていないために、それぞれ別の知識として簡単に記号化された公式を覚える(教える)しかなくなってしまったからじゃないでしょうか。

きっと、同様の危惧を持たれている方も多いだろうし、またこの問題は既に多く議論されていることと思います。そこで敢えて質問なんですが、
1. 物理学を深化させるという見地で、現在の「物理科目」の教育方針はこのままで十分でしょうか？もしくは不足でしょうか？
2. 「物理科目」の算数化の傾向が目立ったのはだいたいいつ頃でしょうか？また、このような傾向はまだ現在進行形なのでしょうか？
3. 上で私は勝手な説を述べていますが、物理科目の算数化についてご意見がありましたらお聞かせ下さい。

もしかすると教育全般に言える傾向なのかも知れませんが、とりあえず最近出る質問の中にもこのような傾向が端的に見られるこのカテゴリで質問させていただきます。よろしくお願いします。

回答No.1

siegmund · ベストアンサー

大学で物理の研究と教育をしています．

算数のレベルを超える公式もあるので，
算数化という言葉は適切ではないように思いますが，
まあそのまま使いましょう．
私としては，「公式代入主義」くらいがいいように思うんですが...

１．
高校の物理は「物理学を深化させるという見地」からは全くダメです．
少数の基本法則からいろいろな結果を導く，
あるいは逆にいろいろな現象を少数の基本法則に還元させる，が物理の本質です．
表現は違いますが， k-841 さんの書かれていることと同じでしょう．
高校の物理のテキストは，例えば力学なら，自由落下，ばねの話，円運動，...，
などがバラバラに書かれていて，統一的視点がない．
本来はニュートンの運動方程式 F=ma だけで済むはずなんですがね．
そういうわけで，自由落下だったらなんとかかんとか，
ばねだったらどうたらこうたら，と結局公式記憶代入主義になってしまう．
微分積分を使うな，という制約が原因でしょうね．
鶴亀算 etc. と連立方程式の関係と似たようなものでしょう．
連立方程式の視点からすると，鶴亀算 etc. は統一的に理解できますが，
その代わり文字式を扱う能力が要求されます．
面積，体積も同じようなものですかね．
積分という統一的視点からすると見通しがよいが，
そうでないと，円の面積は，周の長さは，球の体積表面積...
別々に覚えないといけない．

２．
高校の物理は昔から統一的視点を欠いていると思います．
大学の理工系基礎教育の物理は，最近急速に算数化したように感じます．
基礎学力がない上に大学に入って勉強しない学生が多いので，
統一的視点の議論についていけない．
仕方がないから学生は公式記憶に走る．
教官の方は一生懸命統一的視点から話をするのですが，
話の組み立てを全くわかってもらえない．
授業のアンケートを取ると
「面倒な話をしないで，どういうときにどの公式を当てはめるのかをマニュアル化して
教えて欲しい」のようなのが続出．
というわけで，算数化が進むのでしょう．

最近は，算数化どころか，公式を正しく適用できない学生が急速に増えたようです．
一口に公式と言っても，
定義もありますし(v = dx/dt の類)，
基本法則もあります(F = ma など)
特別な場合の式(U = mgh など)もあります．
今何の話をしているのかの認識がなく公式をテキトーに拾って来る学生がいっぱい．
例えば，ばねの位置エネルギーの話をしているのに，mgh なんて答が出てきます．
講義では，「これから○○の話をしますよ．」
「今までは○○の話でした．これから□□の話ですよ」
とやるんですが，今一つ(一つじゃないかもしれない)．
また，，授業の内容理解確認(兼出席票)を書かすときに，
「以下の公式はどういうときの話か」
とよくやっているのですが，なかなか効果が上がりません．
公式記憶主義をやめて中身理解主義にするために
試験をノート持ち込みにもしたりするんですが，
全く違う話の式が答案に書かれていたりします．

３．
学生には自分の頭でものを考えるようにしてもらわないといけません．
私は一生懸命そうしているつもりなんですが，
あまり熱心にそうやると学生が逃げてしまいます．
つまり，必修科目を減らして選択科目を多くした結果，
面倒な科目はやめて楽な科目に流れてしまうようです．
「あの siegmund って先生はいろいろうるさい．
学生を呼びだして，提出したレポート内容について説明させたりする．
もっと楽な授業を取ろう」でしょうか．

> 最近出る質問の中にもこのような傾向が端的に見られるこのカテゴリ
最近，明らかにレポート問題と思われるものの丸投げが多い．
ひどいのは連続して丸投げもありますねが，さすがに誰も回答しないようです．
そんなことテキストに書いてあるでしょう，講義でやったはずでしょう，
という内容の質問も多いですね．
やっぱり，自分で調べる考えるをしなくなっていると思います．
中には，努力してここまで考えましたが行き詰まりました，
というようなのもありますけれど．

回答なのか愚痴を書いているんだか，わからなくなってきました．

お礼

大変ご丁寧にご回答いただきありがとうございます。

ご指摘の通り、「算数化」という表現はちょっと乱暴でしたね(汗

なるほど、統一的視点を欠いた教育、ですか。
漠然と抱いていた疑問に対する一つのヒントになりますね。
今まではバラバラに教えられた事柄についても頭を使えばつながりがわかる、
しかし最近はバラバラに教えられるとつなげられない。
つまり、A∩B≠φ だったのが A∩B＝φ になってしまったんじゃないか
って思ってたんです。
つまり個々の事柄の情報量の問題だと感じ取っていたのですが、
そもそも構造自体からこうなるべくしてなったという理解がより適当ですね。

そして、そういう構造だからこそ、
「詰め込み式をやめよう」によって個々の事柄同士のリンクが弱くなり、
このため学生はよりエネルギーを節約すべく公式代入へと流れ、
これによってせっかくあるリンクも見落とすようになり理解力が低下し、
このためさらに個々の事柄についての教育内容がうすっぺらくなる・・・
といった悪循環に陥るんでしょうね。

私も、質問なのかお礼なのか愚痴を書いているんだか、わからなくなってきました。