高1・高2物理｜公式暗記に頼らない「考えて解く力」をつくる

概要・特徴

本講座は、高校1年生・高校2年生を中心に、中高一貫校などで高校物理を先取りしている中学生を含め、物理基礎・物理を学び始めた方を対象としています。

特に、

「公式は覚えたのに、問題になると使えない」

「解説を読めば分かるけれど、自分では式が立てられない」

「最初から公式暗記ではない学び方を身につけたい」

という方のための講座です。

物理を学び始めると、

「公式は覚えたのに、問題になると使えない」

「どの公式を使えばよいのか分からない」

「解説を読めば分かるけれど、自分では最初の式が立てられない」

という状態になることがあります。

物理は、公式をたくさん暗記して、問題ごとに当てはめる科目ではありません。

大切なのは、何が起きているのかを図に描き、

「どこに注目すれば、物理法則を式にできるのか」を考えることです。

本講座では、物理を学び始めた段階から、問題を基本的に次の「2つの視点」で整理します。

1．「ある瞬間」に注目する

その瞬間に物体がどのような状態にあり、どのような力や物理量の関係が成り立っているのかを考えます。

力学であれば、まず物体に働く力を図に描き、必要に応じて運動方程式を立てます。

「この問題だから、この公式」と覚えるのではありません。

「その瞬間に何が起きているのか」を整理して式にします。

2．「変化の前後」に注目する

途中の動きをすべて追いかけるのではなく、「はじめ」と「おわり」を比べます。

力学的エネルギーや運動量など、高校物理ではさまざまな場面で、変化の前後を結びつけて考えます。

一見すると違う問題でも、

「ある瞬間を見るのか」

「変化の前後を見るのか」

と考えることで、どこから式を立てればよいのかが整理しやすくなります。

物理を学び始めた段階だからこそ大切にしたいこと

高校物理では、最初に学ぶ力学だけでも、

• 速度

• 加速度

• 力

• 運動方程式

• 仕事

• エネルギー

など、多くの新しい考え方が短い期間に登場します。

ここで公式だけを覚えて進んでしまうと、問題の設定が少し変わっただけで、

「どの公式を使えばいいのだろう？」

と手が止まりやすくなります。

一方で、最初から

問題文を読む

→ 状況を図にする

→ 何が分かっていて、何を求めるのか整理する

→ どこに注目するか決める

→ 式にする

という手順を身につけておけば、学ぶ内容が増えても同じ考え方に戻ることができます。

本講座では、問題をたくさん解いて解法パターンを覚えることよりも、

一問一問で「なぜ、その式を立てるのか」を理解すること

を重視します。

なぜ「2つの視点」なのか

大学で物理や工学を学ぶと、現象を記述するために微分方程式や積分を使います。

高校物理では、その数学を全面的に使って問題を解くわけではありません。しかし、背景にある物理の考え方そのものは変わりません。

「ある瞬間」の状態を記述する考え方は、運動方程式などにつながります。

一方、「変化の前後」を結ぶ考え方は、エネルギーや運動量などの保存則につながります。

本講座では、この構造を中学生・高校生でも使える形に整理します。

問題ごとに公式を覚えるのではなく、物理全体に共通する考え方を身につける。

それが「2つの視点」を使う理由です。

私自身も、この考え方で物理が変わりました

私自身、高校時代は物理や数学が得意ではありませんでした。

浪人時代に、物理を「ある瞬間」と「変化の前後」という視点から整理して考える指導に出会い、それまでばらばらに見えていた物理の問題が、少しずつ一つの体系として見えるようになりました。

その後、名古屋大学大学院工学研究科で航空宇宙工学を学び、2005年に博士（工学）を取得しました。

予備校・高校・高専・大学で物理や工学を教え、航空機設計や航空宇宙工学の研究にも携わる中で、この考え方を自分なりに整理し、現在の指導法へと発展させてきました。

物理を学ぶために、最初から特別なセンスが必要なわけではありません。

大切なのは、

現象を整理する

→ 図にする

→ どこを見るかを決める

→ 式にする

という手順を、一つずつ身につけることです。

「どの公式を使う？」から卒業する

授業では、答えが合っているかどうかだけではなく、

• なぜその図を描いたのか

• どの物体に注目したのか

• なぜその力を描いたのか

• なぜその式を立てたのか

• 別の考え方ではどうなるのか

まで一緒に確認します。

目指すのは、

「この問題では、どの公式を使うの？」

から、

「この状況では、何が成り立っているの？」

への変化です。

公式を先に思い出して、問題に当てはめることを目指すのではありません。

状況を正しく図にできれば、物体に何が起きているのか、どの物理量がどのように関係しているのかが見えてきます。

自分で描いた図を見れば、必要な式が自然に立つ。

そこまで物理の考え方を身につけることを目指します。

この講座で目指すこと

まず目指すのは、教科書から標準的な問題について、

問題文を読む

→ 自分で図を描く

→ 状況を整理する

→ 必要な式を立てる

という流れを、自分の力で進められるようになることです。

自分で描いた図を見れば、必要な式が自然に立つ。

その状態を、物理を学び始めた段階から少しずつつくっていきます。

学校の進度や現在の理解度によって、そこまでの時間は一人ひとり異なります。しかし、この土台ができれば、その後の共通テストや大学入試の初見問題にもつながっていきます。

学校の授業・定期テストにもつなげます

中学生・高校1年生・高校2年生では、まず学校で学んでいる内容をきちんと理解することも重要です。

現在の学校の進度を確認しながら、

「学校で習った内容が、問題の中でどのように使われるのか」

を丁寧につなげていきます。

必要に応じて、

• 教科書

• 学校指定の問題集

• 市販の問題集

などを使用します。

定期テストのために答え方だけを覚えるのではありません。

定期テストの勉強そのものを、将来の大学受験まで使える物理の土台づくりにつなげます。

先取りにも、つまずき直しにも対応します

本講座は、すでに物理を習い始めて、つまずきや苦手を感じている方だけを対象にしたものではありません。

中高一貫校などで高校物理を先取りしている方や、

「学校で本格的に進む前に、正しい考え方を身につけておきたい」

という方にも対応します。

学校より少し先を進む場合でも、公式だけを先に覚えていくことはしません。

理解できているかを確認しながら、

図を描く → 状況を整理する → 式を立てる

という基本を大切にして進めます。

一方、すでにつまずいている場合には、現在の単元だけを見るのではなく、必要に応じてその前の内容まで戻ります。

分からなくなった場所からではなく、分からなくなった原因から直します。

これは、一人ひとりの理解の状態を見ながら進められる個別指導だからこそできることだと考えています。

中高生のうちに「受験物理の土台」をつくる

高校3年生になってから、

「公式は知っているけれど、自分では立式できない」

という状態を一から直すには、どうしても時間がかかります。

だからこそ、中学生・高校1年生・高校2年生の段階で、

問題文を読む

→ 図を描く

→ 状況を整理する

→ 物理法則を式にする

という習慣を身につけておくことには大きな意味があります。

最初は基本的な問題でも構いません。

一つ一つの問題について考え方を積み重ねていけば、将来、共通テストや国公立大学の二次試験など、初めて見る問題に取り組むときにも戻ってこられる土台になります。

今の定期テストだけではなく、数年後の大学受験にもつながる学び方を身につける。

それが本講座の目標です。

高校物理は、大学や工学にもつながっています

現在、私は大学で航空宇宙工学の教育・研究に携わっています。

また、航空機メーカーでの設計業務や、ボーイング787の主翼構造設計に携わった経験もあります。

航空機の設計や大学での研究でも、複雑な現象をそのまま眺めて答えを出すわけではありません。

必要なのは、

現象を整理する

→ 必要な部分を取り出す

→ 数式で表す

という考え方です。

高校で学ぶ力学、波動、熱、電磁気などは、その入口にあります。

授業では必要に応じて、

「今学んでいる物理が、実際の航空機や工学ではどのようにつながっているのか」

という話も交えながら、公式だけでは見えにくい物理の面白さも伝えていきます。

授業の進め方

本講座は、1対1のオンライン個別指導で、1回90分・月4回です。

学校の進度、現在の理解度、今後の進路などを確認したうえで、一人ひとりに合わせて授業を進めます。

使用する教材を一律には指定しません。

学校の進度、現在の理解度、今後の進路などを確認したうえで、学校教材や市販教材などから相談して決めます。

すでに理解できているところを、最初からすべてやり直す必要はありません。

一方で、現在の問題が解けない原因が、その前の単元にある場合には、必要なところまで戻って確認します。さらに、物理を理解するために必要な数学でつまずいている場合には、必要な範囲をその場で確認しながら進めます。

また、

「学校より少し先を学んで、余裕を持って授業を受けたい」

という方には、無理のない範囲で先取りにも対応します。

難しい問題をたくさん解くことや、問題数をこなすことそのものを目的にはしません。

一問から何を理解し、その考え方を次の問題でどう使うか。

そこを一緒に確認しながら、

公式暗記に頼らず、自分で考えて物理を解ける土台

をつくっていきます。