物理学と科学的論理思考

授業科目名 （英文名） 物理学と科学的論理思考 科目区分 対象学生 ※ 単位数 2.00 開講年次・ 学期 １年次・前期 担当教員 庄司 善彦 所属 高度産業科学技術研究所 ｵﾌｨｽｱﾜｰ・場所 ※ 連絡先 ※ 講義目的及び到達目標 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論理が展開される不思議な学問である。そのため、日常体験に基 づく素朴な誤概念の克服が、物理教育の大きなテーマになっている。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.全物理領域をカバーする物理講義ではな く、知識としては力学と波動に限定される。しかし理工系学生でも深い理解に至って いない、物理学の本質に触れることができるだろう。 講義内容・授業計画 パワーポイント講義だが、ワークシート、演示実験等の教育技術を多用するため、履 修学生には主体的参加を求める.内容は高校の物理基礎から物理程度だが、ある程度高 校数学を使う.例えば簡単な微分積分を使うが、高校では未履修が前提である。物理現 象に即して基礎を説明した上で使用する。 講義計画 1 オリエンテーション / 2 誤解されている速度と加速度 / 3 グラフと方程式の解釈, 簡 単微分積分 / 4,5 作用反作用と運動量保存は同じ法則 / 6 物理用語の「仕事」は日常語 とは違う / 7 意外と納得してない遠隔力 / 8 中間テスト；単位の歴史/ 9 圧力と浮力 /1 0波って何? / 12 振動，波，音/ 13 音楽と物理学の深い関係 / 14 様々な波とその性質/ 15 物理教育学最前線と, アクティブ・ラーニング. 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。 テキスト 力学についてまとめた,短いテキストを配布. 振動波動についてまとめた，短いテキストを配布. http://www.lasti.u-hyogo.ac.jp/beam_physics/BeamPhysics/LECTURE/Physics.html（ 予定） 参考文献 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) 新田英雄「素朴概念の分類」物理教育，Vol.60, pp.17-22(2012) 成績評価の基準・方法 各回のワークシート提出80%と、中間試験20%で評価する。 疾病、交通事情等による欠席者は、後日自宅でワークシートに記入して提出すること で評価点となる。 履修上の注意・履修要件 高校物理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。 ・当授業は、原則全ての授業を対面で実施する予定ですが、履修者人数によって、あ るいはコロナウィルス感染状況等に応じて、新型コロナウィルス感染症対策として、 履修者を複数の教室に分けて教室間をオンラインで繋ぐ方法や、対面授業と自宅での オンライン授業を隔週実施する方法とする場合があり、自宅等でオンライン授業の受 講を視聴できる通信環境(PC・タブレット等の端末やWi-Fi環境)が必要となる場合があ ります。最終的な授業方法は履修登録後に決定・連絡します。 実践的教育 該当しない。 備考