物理学の基本概念

Learning Theory of Basic Physics Concep

全学共通科目

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環境人間学部／工学部／理学部

1年

IA9991GCA1

2単位

講義 (Lecture)

2024年度後期

(Fall semester)

庄司　善彦

非常勤講師

日本語

目標4／目標9／目標17

ユニバーサルパスポート内Q&Aで受け付ける

shojis2nd@yahoo.co.jp

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2-2◎／4-1◎／4-2◎

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自然科学の論理は社会科学の論理思考とは違う。特に物理学は、初等力学の段階から日常感覚に合わない場合があるため、日常体験と法則との不一致を論理的に可決しなければならない。この講義では、認知心理学や教育学が明らかにした深い理解に至るための方法論を実践し、それによって科学的論理能力と推論能力を養う。講義では物理学の基本概念を理解する以上に、論理理解に至る基本技術の体験を重視する。履修生は、自分自身で自然科学的思考を使った論理を構築する能力を得る。

物理学、概念理解、論理思考、理解への方法論、データサイエンス

【講義内容】
講義形式 パワーポイント講義だが、ワークシート、演示実験、グループ討論等の教育技術を多用するため、履修学生に主体的参加を求める。
内容は高校の物理基礎から大学初年次物理程度だが、対数や微分積分などの高校数学を使う。ただし、高校での履修は数学 I が前提で、数学基礎を物理現象に即して説明した上で使用する。

講義計画
1 オリエンテーション、単位の話
2 対数で理解する感染拡大
3 ベクトルと力の釣り合い
4 生活の中の微分と積分
5 運動学と微分 積分
6 作用と反作用
7 2次元の運動
8 慣性
9 円運動
10 圧力と浮力
11 気体の圧力
12 風船内部の気体の質量を図る（実験）
13 風船内部の気体の質量を図る（データ解析）
14 波の話1
15 波の話2：ペットボトルで虹を作ろう（実験）
履修生の要望や、演示実験の進行状況等によって、変更する可能性がある。

力学についてまとめた,短いテキストを配布.
振動波動についても，短いテキストを配布.

エドワード・F・レディッシュ著，日本物理教育学会監訳「科学をどう教えるか」(丸善 出版，2012)

講義内容及び講義後に提出する課題は動画、あるいはpdfで事前に公開する。これらを用いて事前の予習、及び事後の演習を行う。
所要時間は履修生によって異なるが、目安は事前学習30分、事後学習90分である。

ほぼ毎回、クリッカーを用いた個人の意見表明、さらにグループワークを課す。

【成績評価の基準】
講義目的・講義目標に記載する能力の到達度に基づき成績評価を行う。

【成績評価の方法】
各回の出席35%、課題提出35%、期末レポート20%、期末試験10%で評価。
出席時の回答と課題提出は、一部を除いて「内容評価せずに加点」する。講義の位置付けが能力のトレーニングであるため、積極的に講義に参加する姿勢が評価対象である。
能力評価は随時行う。評価に用いる講義および課題は、その都度能力評価の対象であることを伝える。

体調不良や交通事情による欠席者は、後日自宅で課題をこなし、提出することで出席点もつく。
自己責任による欠席でも、課題提出は受け付け、課題提出のみ点数となる。

【試験】
試験内容は、講義内に課題として回答を求めた問いの中から出題。
【課題】
毎回の講義後に課題への回答をUNIVERAL PASSPORTへ提出。課題の正解答もしくは模範解答は次回の講義開始までに掲示する。
課題へ提出された回答に対して、次の講義で全員を対象にフィードバックする。たとえば、多かった誤回答に対して、誤りの原因となったポイントの解説などである。

高校物理および物理基礎、数学IIの履修は前提としない。教育学に興味のある学生も歓迎する。物理への苦手意識を克服したい学生，問題は解けるが理解に不安がある学生、理系論理に興味がある文系学生、教育学に関心のある学生を対象とする。物理学の本質である科学論理の体験は、自身の常識を覆す「目からウロコ」となるだろう。

該当しない