第3章仕事とエネルギー28(反省)

1.テストを採点して

・4年前よりも問題自体を簡単にしたが, 45点/50点以上の生徒が思ったよりも少なかった。
・計算力が不足している。また,単位についての 認識が甘い。
・第1問目は,動滑車と斜面を使った時の仕事を問うた。 これが一番正答率が低かった。 導出過程を求めていなかったのでわからない部分があるが, @斜面での力の分解ができない
A仕事の原理について理解できていない
B問題演習不足(問題冊子を生徒には配布し,宿題を課していたが, 仕事については分量が少なかった)
・垂直の仕事が0であることは理解できていたが, 力と移動方向が反対向きのときにマイナスになることは 浸透し切れていなかった。
・それとも関係があるが,振り子の力学的エネルギーが 保存する理由を,「垂直」「仕事」という言葉を必ず入れて 答えよという問いについては,
@糸の張力を「垂直抗力」と書く
A「張力の仕事が移動方向と垂直」というように, 仕事がベクトル量として考えている?
という誤答が多くあった(それでも4年前よりは書けている)。
・振り子で,はじめの高さに対する速さのグラフを 選択させたが,あれほどグラフを考えさせたのに 正答率は思ったほどでなかった。
・ばねに関しては文字式で答えさせたが, やはりできなかった。
・摩擦のある斜面に関しては2名を除き, エネルギーの原理で説明していた。 問題冊子と同じ問題であるので, 予想よりは正解していた。 その割にははじめのマイナスの仕事があっていない。 やはり問題の解法を単に覚えているのか?
・エネルギー変換に関しては,スピーカーと光合成を選ばせる 問題にしたが,思ったよりも正答率は低かった。
・最後は2015年のセンター物理基礎の問題で, 斜面上の同じ高さから,斜面上方向に速さv, 下方向に速さv,速さ0で運動させ, 同じ高さだけ下がったときの速さの比較を選択させる問題を出した。 それに説明を付けさせたが,思ったよりは 正答率が高かったものの,
@力で考えようとする
Aそれもvで動かすための力
Bvで登ったあとの高さで比較する
などの間違った説明が見られた。
・全体として,理解できた者と出来なかった者 で大きな差が開いた。抽象的なエネルギーという概念であるために 仕方がないのか?

2.3学期(仕事とエネルギー)の反省点

・仕事に関しては実験もしたが,それが理解につながっていない と感じた。テストでできていない。
・マイナスの仕事はあとにまわしたが,その効果もはっきりとは 感じられなかった。意味としては後に回した方がよいのだろうが, 前半で学習した知識を否定するデメリットと相殺している。
・エネルギーに関しては,問題でバーチャートを導入する方がよい。 はじめから理解させようとしても無理で, 視覚的に理解し,使い慣れてから本質的な理解を求める方が よいのであろう。
・運動エネルギーや位置エネルギーの実験は難しい。 その理由は,@衝突が入ること(何が仕事をした?された?), Aエネルギーと移動距離の関係が不明確であること, Bグラフが多数出てきて生徒が混乱することがあげられる。 運動エネルギーの実験と位置エネルギーの実験は, 力学的エネルギーの布石もかねて, 同じ滑走路を用いて行ったが生徒には違いが分かったのだろうか? 前回同様に運動エネルギーはデコピン実験でもよかったのではないか?
・という意味では,はじめは「そういうものだ」として, 運動エネルギーや位置エネルギーを導入し, 力学的エネルギーと仕事の関係を導入し, 練習問題をした上で,確認実験として扱うのもよいか?
・保存力,非保存力という名前を導入しなくてもよかったか? 成績がよい生徒でもその名前で混乱していた(何が保存するの?)。 単純に「重力・弾性力以外の仕事」としても良い気がする。
・はやめに山場を迎えたことは良かった点だ (エネルギー学習の特性を考えれば,もっと早くてもよい)。
・エネルギーの変換についてはもう少ししっかりやってよい (高校1年のはじめが電気なのだから,仕事率もやってよかった?)。

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