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ここでは、中学理科第�喫�野の物理的分野の問題点について書きます。やや専門的な内容もありますが、なるべく分かりやすく書いていくつもりです。今の理科教育にとって重要な問題だと思いますので、お読み下されば幸いです。
定義不在の基本単位
ある量の単位をどのように定義するかということは、その量の本質を表すものであって、物理学にとっては命とも言えるほど、重要です。
たとえば、速さの単位（ｍ/秒）は、「一秒当たりに何ｍ進むか」ということを表しており、それだけで、その量の意味を明確に表現しています。
今の中学の理科は、単位の定義が不明確で、このことによって、大変分かりにくい内容になってしまっているのです。
力学についての基本的な単位を見ても、次のような問題点があります。
� ，修發修癲�定義がないもの
力の単位：Ｎ（ニュートン）
仕事とエネルギーの単位：Ｊ（ジュール）
�◆―妬Ｅ�な定義で、混乱を招くもの
Ｗ（ワット）：電力の単位として習い、同時に仕事率の単位でもあって、
本来の定義が不明確にされている
これらの問題点について、順に見ていこうと思います。
力の単位：Ｎ（ニュートン）
Ｎの本来の定義は、次の通りです。
物体に力を加えると、物体の運動の様子が変化します。つまり、速度が変化するといえます。物体の速度の変化率を「加速度」と呼びますが、これは、毎秒あたりに速さが何ｍ/秒増加するかを表すもので、単位は「ｍ/秒/秒」即ち、「ｍ/（秒の二乗）」です。
物体の加速度は、加えられた力の大きさに比例し、物体の質量に反比例します。つまり、物体に力を加えて加速させることを考えた場合、大きな力を加えるほど、また、質量が小さい物体ほど、短時間で加速するわけです。
このことを式で表すと、
物体に生じる加速度 ＝ （比例定数）×（加えた力）／（物体の質量）
となり、これを変形すると、
力 ＝ （比例定数’）×（物体の質量）×（物体に生じる加速度）
となります。これを「ニュートンの運動方程式」と呼んでいます。
ここで、質量の単位にｋｇ、加速度の単位にｍ/（秒の二乗）をとって、比例定数を１としたときの力の単位がＮ（ニュートン）なのです。
つまり、
１Ｎとは、質量１ｋｇの物体に働いて、1ｍ/（秒の2乗）の加速度を生じさせる力です。
なお、地球の表面上での、標準的な重力は、質量１ｋｇ物体に対して、約９．８Ｎの大きさとなります。つまり、１ｋｇの物体に働く重力が約９．８Ｎ（おおまかに言えば、約１０Ｎ）だということになりますね。
これらの内容を理解するには、まず、「ニュートンの運動方程式」を学ぶ必要があるのですが、それは、現在のカリキュラムでは、高校物理の内容なので、中学では、無理なのです。
中学での力の単位
それでは、中学の理科で、力の単位はどうなっているのでしょうか。
旧指導要領では、中学では力の単位としてＮではなく、「ｇ重・ｋｇ重」を使っていました。これは、質量１ｇの物体に働く重力の大きさを「１ｇ重」と定義したものです。
しかし、実際には、同じ１ｇの物体でも、場所によって働く重力の大きさは変わるので、厳密さに欠け、また、質量と力の単位が混同されやすいという欠点がありました。
それでも、定義は明瞭であって、分かりやすく、地球表面上での重力をほぼ一定とすれば、厳密さも、それほど問題にはなりません。
２００２年からの新指導要領では、単位を「ＭＫＳＡ単位系」に統一する、という国際的な流れのもとで、力の単位もＮになったのですが、ます、問題は、
理科の教科書に、Ｎ（ニュートン）の定義がない！
ということです。ただ、
『力の大きさを表す単位はＮ（ニュートン）です。』
『質量１ｋｇの物体に働く重力の大きさは約１０Ｎです。』
のように載っているだけで、そもそも、どのような力の大きさを１Ｎと決めたのか、そういうことは、まったく書いていません。
とりあえず、質量と重力との関係を、１ｋｇ→１０Ｎ、100ｇ→1Ｎのようにして教え、それを使って計算問題などを解いていくのですが、次のような問題点が出てきています。
（ア）本来のＮの定義なしで扱うので、機械的に「１ｋｇ＝１０Ｎ」、「100ｇ＝1Ｎ」のようになってしまって、質量と力の違いが全然理解されず、以前にも増して混同しやすい結果になっている。
（イ）約９．８Ｎとするべきところが１０Ｎでは、有効数字２桁さえも確保されておらず、これでは、まともな計算問題も、作りようがない。
このような教え方では、高校で物理を習うときに、かえって害をなすだけだと思うのですが、どうでしょうか。
（高校物理の様子はよく分かりませんが、どうなのでしょうか）
今のやり方は、中途半端に「単位のみ」を導入し、その定義や、背景にある概念や法則は教えない、という手法です。今の中学生にとって、Ｎ（ニュートン）は、まるで幽霊のような、実体のない単位なのです。
もし中学でＮ（ニュートン）を教えるというのなら、前述のような、力と質量・加速度の関係、つまり、ニュートンの運動方程式をきちんと教えるべきです。そのことによって初めて、１Ｎという単位が明確に定義され、実体をもった単位として理解され得るのだと思います。
また、中学では、まだニュートンの運動方程式は無理だ、というのであれば、旧指導要領のｇ重、ｋｇ重で十分のはずです。高校の物理できちんと教えればいいことです。
うわべだけ教えて、かんじんの中身がない、というのは、ある意味で、子供をばかにしたやり方とも言えます。
『力の単位にはＮ（ニュートン）がある。でも、詳しいことは君達には難しすぎるから、知らなくてもいいよ。』
と言っているようです。
わたしには、こんなふうにして作られた教科書で教わっている今の子供たちが不憫でなりません。
かのアイザック・ニュートンも嘆いているに違いありません。
現行の学習指導要領の制定時には、物理学をはじめ、多くの専門家が反対を表明しましたが、政府はその声を無視して強引に押し通しました。
このような教え方は、一刻も早く是正されるべきだと思いますが、どうでしょうか。
次は、仕事とエネルギーについて書きます。
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なるほど、中学校の理科の教科書にいろいろな欠陥があることがよくわかります。中以下の学力レベルの高校生のほとんどは、単位でつまずいているようです。
2006/10/23(月) 午後 3:10
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単位は、今は、数学でもほとんど扱わなくなっていて、これもまた、問題です。私は、単位というのは、抽象的な数学と、具体的な理科とをつなぐ役割をするものだと考えています。何事も単位を明確にすることによって具体性を帯び、その量が実体のあるものとして捉えられるのだと。
2006/10/23(月) 午後 11:52
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