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理科を勉強するうえで大切な2つのスタンス

私の考える中学生の理科を勉強するうえで大切な事をまとめてみました。

理科という科目

これは勉強するうえで大切なわけでもないのですが、知っておくと良いかなという点です。

まず、理科は「人為的でないもの」の学問ですね。
「生物」「物理学」「化学」「地学」等で構成されています。
これらをより学んでいくために必要となる知識と、日常生活で知っておくべき知識の二種類が混ざっていると思います。
中学生の理科ではこれらすべてが1科目になっているので分野の広さが特徴の1つになります。

「知識」なので暗記することで多くの問題は解くことができます。
しかし、その知識を使って正しい考え方に基づいて計算する問題も出題されます。
問題の出題形式も特徴の1つになります。

相反するスタンス

「人為的でないもの」という特徴から、理屈がわかるものとわからないものとあります。
疑う事」と「受け入れる事」を使い分ける能力が必要なのだと思います。

疑う事

「地球は丸い」という事を私は事実であろうと信じつつも、懐疑的な目で見ています
実際丸いという事を宇宙から見たら受け入れられると思います。
もしくは何らかの測量と計算によって求めても受け入れられると思います。
まだ「自分の手で」確認できていないんです。

「百聞は一見に如かず」と言いますね。
自分で体験したほうが理解できると、私は信じています。
なので、疑問を持ったら自分で確かめてみてください。
確かめる方法は中々思い浮かばないものです。
「こうしたら確認できるかな?」
等と調べることでさらに知識が増え、興味もわきます。

理科の実験は、そうやって生まれた疑問を解消する手段として行ってほしいですね。
疑問も持っていないのに実験しても、暗記になっちゃいますからね。
「実験の目的って何だっけ?」
「ああ、○○を確認するためか」
「なんでこの実験で確認できるんだっけ?」
「○○だからか」
「確かにやってみないとわからないから実験しないと!」
という流れですね。

とは言えすべてを実験で確かめることはできないですよね。
私の地球は丸いのかという疑問の様に、
「これは未解決!」
という認識だけ持っていて、いつか確認すればいいと思います。
「こうやって確かめればいいだろう」
「誰かの実験ではこうなっているらしい」
というところまで調べたら、既に自分の知識として定着できていると思いますので。

疑問を持つことが人為的でない物事を探求するきっかけになると思います。

素直に受け入れる事

「疑う事」と言っておきながら真逆の「受け入れる事」も大切です。

例えば「万有引力」がなぜ働くのか、という事をご存知の方はおられるでしょうか?
何故両者の質量に比例するのか、何故両者の距離の二乗に反比例するのか。
ちなみに私は知りません。
そういうものかと理解しています

先の実験の話もそうです。
実験の結果はなぜそうなるのかも大切ですが、結果を受け入れることも大切です。
「目の前でこうなったのだから、これはこういう事なのだ」
「誰かがやった結果こうなったそうだから、とりあえずはそうなのだろう」
と受け入れましょう。
でもどうしても疑わしいときは、ちゃんと調べてみてください。
何かとてつもない発見があるかもしれません

疑問を持って探求し始めると時間がいくらあっても足りません
人類の歴史の中で歴代の天才たちが解明してきた事と、まだ解明できていないことなのですから。
受け入れられる素直さが必要です。

勉強するとき

おまけ程度ですが一応触れておきたいと思います。
授業中、上記のように疑いながら受け入れながら理解しておくことが一番の近道です。

基本は暗記科目

用語を答える問題や選択する問題が多くなりますので、基本的には暗記科目の勉強方法が良いでしょう。
ワークの問題と解答の組み合わせを理解しながら覚えるような方法で良いと思います。
大体理科の勉強方法はこの形がおすすめされていますが、無難なやり方だと思います。

ちなみに暗記ってそう簡単じゃないと思いますよ。
本気出して覚えようと思ってすぐに覚えられたら楽ですけどね。
何度も何度も繰り返し思い出そうとして覚え直してを繰り返して、
それでも覚えられなくてどうやったら覚えられるだろうと工夫するから、
ようやく暗記できるものだと思います。

テスト前だけでやろうとしても、そうそう覚えられない量になってると思います。
日頃から少しずつやっておけば楽できるのにと思います。

暗記だけではない

計算問題関連は暗記できませんね。
原理を理解したうえで、計算するにも知識が必要になったりするので、高難易度になりやすいです。
「仕組みの理解」と「使う知識の暗記」の両方を欠かすことなく行いましょう
仕組みは疑問を持つことから始めましょう。
知識は基本的にははなから受け入れましょう。

ワークの問題等を答えを見ずに正解できて、解答の考え方を読んでも間違っていなければ良いでしょう。
ただ、知識面で問題がカバーできていない可能性はあります。
知識面で問題が不足していれば、オリジナルで知識を問う問題を作ってしまえると良いですね。

例えば

光という単元を中学生が学ぶことを考えてみます。
前提として光はかなり難しい物理現象の対象だと思います。
光の速度と時間に関する事、波である事と媒質がなんである事、正直私は正しく説明する事が出来ないと思います。
ただ問題は解くことができると思いますし、それなりの理解はしているつもりです。
光の性質等を1つ1つ見ていきましょう。

  • 光は直進、屈折、反射をする
  • これはそういうものだと思って3種類ある事と、それがどのようなときに起こるのかを覚えておきましょう。
    ポイントは「空気中から水中に出入りするとき」、「空気中からレンズ中に出入りするとき」に屈折する点だと思います。

  • 入射角、反射角、屈折角とその関係
  • それぞれの言葉がどういうものであるかを理解しましょう。
    これは言葉の定義ですので、難しく考えることなく、そういうものだと思って頂ければよいです。
    光の道筋は向きによらず同じ軌道をたどるという点も覚えておきましょう。

    次にそれぞれの関係式を理解しましょう。
    反射では「入射角=反射角」を覚えておけばよいでしょう。
    ここでもポイントは屈折で、空気中から水中に入るときの屈折は「入射角>反射角」で、逆に水中から空気中に入るときの屈折は「入射角<反射角」になる事です。
    ここでなぜそうなるのか疑っておくと理解が深まります。

    空気中から水中に光が入射角a、屈折角bで進んだとすると、逆に水中から空気中に光が入射角bで進むと屈折角がaになります。
    先の空気中から水中に入るときの屈折は「入射角>反射角」の関係は「a>b」を意味します。
    先の水中から空気中に入るときの屈折は「入射角<反射角」の関係は「b全反射、乱反射

    これも言葉の定義ですから、それぞれの言葉がどういうものであるか理解しておけばよいでしょう。

  • 凸レンズと焦点
  • これはあまり教科書に説明がないと思うのですが、凸レンズは入射角0度の光を一つの焦点に集まるように屈折させる装置です。
    「何故焦点があるのか?」というよりも、焦点ができるように作ってるんですね。
    ですので、あまり難しく考えず、「入射角0度で光は一つの焦点に集まる」という性質を覚えればよいです。
    凸レンズが出てきたらこの性質を使えるようになっておきましょう。
    もう一つだけ覚えておくべき点は「中心を通る光は直進する」という事です。

  • 実像と虚像
  • これは先の凸レンズの性質を理解したうえで作図できるようにしておきましょう。
    抑えるべきポイントは2点です。
    物体から出る光を「レンズに垂直な光」と「中心をとおる光」の2種類で考える事です。
    ここは覚えましょう。

    後は凸レンズと焦点の話をもとに光の道筋を作ります。
    ここから先は疑って自分で確かめる事が肝心です。
    物体(光源)が焦点よりも遠くの上側にあれば、垂直な光は焦点を通り、中心をとおる光は焦点よりも下を通ります。
    つまり、焦点よりも先で二つの光がぶつかり、これが実像となります。
    物体が焦点の距離の二倍の地点で考えると、ちょうど同じ焦点の二倍の地点で二つの光が交わり、実像は物体と同じ大きさになります。
    物体が焦点の距離の二倍の地点よりも近ければ、焦点の距離の二倍の地点よりも遠い所で交わり、実像は物体より大きくなります。
    物体が焦点の距離の二倍の地点よりも遠ければ、焦点の距離の二倍の地点よりも近い所で交わり、実像は物体より小さくなります。
    これはしっかり疑って、自分で作図して確かめてみましょう。
    作図すると上下左右逆になる事も確かめられます。

    虚像は物体が焦点よりも近い位置にあるときに起こります。
    物体を焦点にあるときに作図すると「レンズに垂直な光」と「中心をとおる光」が平行になり、像ができません。
    さらに物体を焦点よりも近づけると「レンズに垂直な光」と「中心をとおる光」はレンズを通った後、遠ざかっていくような線になります。
    一方、レンズを通る前の線として更に伸ばしていくと物体のある側で光の線がぶつかります。
    これが虚像です。
    作図すると上下左右逆にならないことが確認できます。

  • まとめ
  • 覚えなければならない事はそれほど多くは無いと思います。
    しかし、最低限覚えなければならない事は覚えましょう。
    覚えたうえでそれを確かめて理解につなげておくことをしておくと良いと思います。
    特に作図できるかどうかは得点に影響します。
    また、上下左右逆になるのは実像なのか虚像なのか等二者択一の問題はただ覚えるだけでは間違いやすいものですが、理解しておけると間違いません。

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