中学生への教え方。

質問

凸レンズに真正面から平行な光を当てると光は１点に集まりますが、それはなぜかと疑問に持った子。　
磁石はしりぞけあったり、引き合ったりするのはなぜかと疑問に持った子に納得させるにはどうしたらいいでしょうか？

回答No.5

tiaki7

凸レンズは光が集る様に先人が作った物であり
レンズ作りの技術やレンズの欠点、種類、利用法などを教えるべきだと思います。
磁石は（も）疑問は残したまま　利用法や現象を話て疑問をたくさん持って高校や大学へ送るべきだと思います

回答No.4

foobar

私が教えるとしたら、実験と理屈の両方を使うでしょうね。で、理屈の部分では＃２さん同様、指導要綱にとらわれずに、1ステップ上の説明をして良いと思います。

凸レンズの場合
レンズを小さな複数のプリズムに分けて考えて、光がレンズに入る位置によって屈折する角度が変わり、一点に集光する理屈を説明して、やっぱり実験で後追いするでしょう。

磁石の場合
これ、難しいです。よく説明で使うのは、磁力線を仮定して、
1. 磁力線相互は反発する（広がろうとする）
2. 一本一本の磁力線はゴムひものように短くなろうとする
という性質があるとして、、、

違う極の場合、NからSに磁力線が走って、2番目の性質で引き合う。
同じ極の場合、S同士から出た磁力線は、相手に入れないので横向きに走る。で、1番目の性質で反発する
ってやるんですが、、、　
a. なんで、磁力線にはそういう性質があるのか、
b. なんで磁力線はNからSに走るのか
と聞かれると困ってしまいます。

（高校生相手だと、ポテンシャルとエネルギーの話に持ち込むこともあるんですが、、、）

実験と理論
時々,物理実験の一般公開(なんちゃら科学館みたいなところでの展示)を手伝いますが、やっぱり実際に実験してみるってのは一味違うようです。
で、実際に実験してみると次の疑問が当然出てきます。それについても、順次（できれば子供と一緒に）理屈を調べて、実験確認方法を調べて,次の実験を、、てなことになるかと。（結構大変ですが。）
なぜ、なに　と興味を持つ子供なら、かなり高いレベルでの理屈、実験にもついて来れるかと思います。

実験をする理由の一つ。大抵の理屈では、話を単純化するためにある一定の仮定をおきます。この仮定が曲者で、うっかり仮定があることを忘れて、結果だけ憶えているととんでもない間違った結果を導くことがあります。実験と併用することで、理屈から導かれる結果が妥当であることを確認すると同時に、食い違いがでたら、それ自体が、何処に問題があるかを確認する　良い教材　になります。

回答No.3

apple-man

>磁石はしりぞけあったり、引き合ったりするのはなぜかと疑問に持った子に納得させるにはどうしたらいいでしょうか？

結論から言うとその疑問に対する確固たる回答が
どこにもないので、他の方の回答も曖昧なんですね。

　ただ電気も磁気もとりあえず使っている
理論があるわけで、その理論が出来る過程での
これまでの解釈はあるのでそれを説明すればいいと
思います。

　１９世紀には全ての現象は、水や空気のような
流れの考え方で説明がつくと考えられていたんです。
つまり熱や電気や磁気は、何かが流れている結果だと
いうことです。今でも高校生の物理あたりまでは
電流という言葉が生きていますよね。昔は
熱流、磁流という考えもあった。

＞磁石はしりぞけあったり、引き合ったりするのはなぜかと

　つまり磁石と力の関係ですよね。

今でも工学系の大学で使うような電磁気学の
本には、水や空気の流れの理論である
流体力学の式や用語が出てきます。
　湧き出しとか吸い込みとかいった
言葉が出てきて、最初なんでかなーって思い
ましたが。

　つまり１９世紀の考え方で言うとこうです。
磁石のN極からは何かが流れ出ていて（湧き出して
いて）、S極ではその何かを吸い込んでいる。
だから引き合う。
　N極同士だとお互いに噴出しあっているので
しりぞけあう力が働く。
　これ、単なるイメージ的説明ではなく、
１９世紀にはそうゆうものだと考えられて
いたわけで、それが今の電磁気学といった
理論に残っているんですね。
　ただこれだと、吸い込み同士のS極は何で
しりぞけ合ってるんだということになり
確かに矛盾は残るわけです。この考えでは
完全な問題解決にはなっていないということです。

　この話、さらに２０世紀から今世紀にかけての
展開がるのですが、長くなりますので
とりあえずこの辺で・・・
そそ、中学生にはこの湧き出し、吸い込みの
話をしておけばとりあえずいいんじゃないでしょうか？
但し、それは昔の考えでまだ先があるという事を
付け加えるのをお忘れなく。

回答No.2

fibula

私は違います。　大学で実験しているならともかく
＞理科を教える場合、実際に「見せる」「観察させる」事が大切だと思います。
予想と違った結果が出た時、「何故？」を教えられないなら意味がありません。不完全燃焼の気持ちだけが残ります。
「自分なりの答えを見つけ出す。」がいいのなら「見えない妖精さんの悪戯」もありです。

kazukazu19さんが教師なら指導要綱からの逸脱は難しいですが、そうじゃないなら逸脱しましょう。　高校物理・数学をなめさせてあげましょう。

後はできの良い写真を見せましょう。

実際に「見せる」「やらさせる」事は幾何学の証明だけで十分です。

参考URL：

http://www.google.co.jp/search?num=100&hl=ja&ie=UTF-8&oe=UTF-8&q=%E3%82%B9%E3%83%8D%E3%83%AB%E3%81%AE%E6%B3%95%E5%89%87

回答No.1

se-ichi06

磁石に関する質問は、こんなページが見つかりました。
http://www.max.hi-ho.ne.jp/lylle/jikai1.html

レンズの質問は、このようなページがありました。
http://www.asahi-net.or.jp/~nr8y-ktu/lens.htm

他力本願ですので、私の回答を書いておきますね。

理科を教える場合、実際に「見せる」「観察させる」事が大切だと思います。

凸レンズの場合、水を張った水槽と光源、スリットに黒板を用意して実験してみてください。
光源の角度を変えていくと、全反射や屈折の様子が分かります。
この原理を応用しているのがレンズです。

磁石の場合、棒磁石と鉄粉を用意して磁力線の様子を見せてあげてください。
磁力線の向きは必ずＮ極から出てＳ極に入るという決まりごとがあります。
引き合ったり、退け合ったりするのは、この向きが関係しています。
Ｎ極、Ｓ極がどうして決まるのか・・・
これは、原子の話になってきます。
陽子の周りを回る電子のスピンの方向によって決まります。（確か・・・自信ないです

「実際にやって確かめること」で自分なりの答えを見つけ出す。
理科の本質はこれだと思います。

疑問を持った子には、本人が納得がいくまで実験させてみましょう。
先生がいちいち答えを教える必要は無いと思います。

お礼

ご回答ありがとうございます。やはり、実験なんですか・・・。