第３回授業報告（2008.06.13）

授業の概要

ボールの運動は、運動の法則によって記述されており、通常の物理の授業では、法則から出発する。しかし、力と加速度の結びつきを、概念的に理解することは困難であり、ほとんどの場合、この概念の構築ができないまま、物理がきらいになるパターンが多い。法則にあてはめて、答えをだせばいいや、という思考におしいってしまった時、自然の現象をイメージする力は失われてしまうのである。

そこで、Event-driven sicence科学教育プログラムでは、速度の概念に構築に最初、数回の授業の重点をおいた。この小学校から当たり前につかっている速度でさえ、実はその理解が深いとはいい難い。速度はベクトル量であり、ベクトルの方向性に因果関係が存在しうることをイメージし、言葉で表現することが、力学の概念の構築の最初になによりも重要である。

授業の様子

今回の授業は、ビリヤードの玉が壁にぶつかって反射していく世界を予測しよう！というのが課題であった。今回の授業において、全員がこの課題をクリアした。

ボールがかべに衝突が起こった瞬間におこる、過去と未来をつなぐ式を、過去を表す右辺、未来を表す左辺で表すにはどのようにしたらいいのだろうか？という自然現象の因果関係を言葉でとらえ、プログラミング言語で表現できた。コンピュータシミュレーションは、逐次計算と条件分岐で行われるが、このもっとも基本的な論理構造を全員が身につけ始めた。

以上、「ボールが跳ね返るということは、どういうことか？」のアルゴリズムを繰り返し計算と条件分岐で構築した。

コンピュータお兄さんによるミニ講義

今回の授業では、東北学院大学情報科学科の３年生にTeaching assistantとして参加してもらった。ファイルの保存など、コンピュータの基本的な操作から学んでいる大学一年生と高校生を指導した。「コンピュータお兄さん」と呼ばれている。さらにボールの運動を画面上に描画するグラフィック関数の説明を全体に対して行った。

追記

今回の授業で、新たなメンバーが加わったので、一回目の授業も平行しておこなった。自然には絶対的な基準は存在せず、人間が自然に基準を持ち込むことで、はじめて自然科学の体系の構築が始まることを講義した。