核融合発電ができれば戦争は激減する
物理の教材を作っていて日々思うことがあります。水素を利用した核融合発電ができるようになれば戦争はほとんどなくなると。これは国立の研究所や大学で盛んに研究されています。民間企業では浜松ホトニクスなんかが盛んに研究しています。水素は水という形で海に大量にあります。薬品などを作るときの製造過程でも副産物として水素は大量に生成されています。その水素をうまく使えば二酸化炭素、窒素酸化物などを出さないクリーンなエネルギーを取り出すことができます。
ウランやプルトニウムのように重たい原子は核分裂をする際に高エネルギーを放出する性質があります。そのエネルギーで水を温め、タービンを回して発電しているのが今の原子力発電です。
一方水素のような軽い原子は融合して高エネルギーを放出する性質があります。例えば水素原子2つがうまく融合するとヘリウム（希ガスなので無害）になります。この際高エネルギーを放出します。これが未来の原発です。
あの有名なI〇（イス〇ミック〇テート）も石油の密輸で資金を得ていると聞きました。原油の産油国である某大国も非常に悪だくみが多いですし、某大陸では地球資源の取り合いが原因で戦争になったりします。つまり地球の資源は悪だくみをする輩の資金源になり得るのです。
しかし核融合発電さえできれば、原油の需要は大幅に減り、価格も暴落するはずです。こうなると原油輸出国は、地球資源で勝負できなくなり、日本のように頭を使って勝負せざるを得なくなります。これは世界が大幅に平和に近づくことを意味します。
核融合発電の開発成功者は間違いなくノーベル賞をとり、その名は未来永劫語り継がれていくことでしょう。どうかそれは日本人であってほしいですものです。
順位付き成績表は学習のモチベーションになり得る
先日各中学校に当方作成のエクセル汎用成績管理シート（成績管理ソフト）の案内をいたしましたが、反応はいまいちです。DMにはうんざりしているのか、見ないで捨てるケースも多いようです。 成績表は子供たちの学習意欲に関わることですから大変重要な案内なわけですが、全く興味を示さない、調べようともしないというのは、教育者としては失格でしょう。本当に情けない話です。
勉強においてもやみくもに競争をあおることはよくないと思いますが、自分が全体の中でどの位置にいるのかわからないというのは大変問題です。ですので当ソフトは、点数を入力するだけで、全体順位、クラス順位、点数、順位の推移などを自動で出力するように設計し、価格も相当安く提供しているわけです。教師にとっても手間が大幅に省け、生徒にとっても価値ある情報が得られるわけですから、サンプルを確認していない先生は直ちにダウンロードして確認してください。
最後に一つ申し上げておきます。民間の社会に出れば、常に激しい状況にさらされます。（公務員はこれが実感できていないから困りものです）競争させないように配慮すすれば、子供がナマぬるい大人になり、教育としてはむしろ逆効果になることを知ってください。
素人教員と素人役所職員のおかげで日本経済は世界に負ける
小中学校・高校の教員は教育については素人ではないが、社会人としては素人です。その証拠にほとんどの学校教員は大学を出た後、民間での社会経験を積むことなく、教員として採用されています。果たして民間での社会経験がほぼない人の教育を受けて、いい社会人が育つでしょうか。また、役所の教員を指導する部署の人間で、果たして教職経験者がどれだけいるかです。もしほとんどいないとするなら、教育現場を改善できるわけがありません。ひょっとして校長OBを教育長とするような教育委員会を設置しているので問題ないとでも思っているのでしょうか。
私に言わせれば、そんな組織の委員に払う税金は無駄です。時代は常に変化し続けています。校長OBのご老体がその変化に対応できるかといえば、ほとんどの場合難しいでしょう。民間人を委員に採用していてもだめでしょう。社会人としては優秀でも、教育については素人だからです。
ではどうすればいいか。まず、役所の担当者は最低10年教壇に立つべきです。また、教員候補者は民間での社会経験を最低10年積むべきです。そして、教員が校長や教育長にビビッて何もできないような状況を改善し、教員と役所担当者が協力して現場を改善していくシステムが必要です。これをやらなければ今後大した社会人は育たず、日本経済は世界に負けていきます。
かつての私もテストで結果を出せば評価されるというシステムの中にいたわけですが、いざ社会人になったら死ぬほど苦労しました。評価の基準はそのようなものとはかけ離れているかです。社会人として最も重要だと言われるのがコミュニケーション能力ですが、それを養う訓練は学校ではやってくれなかったし、私の場合はそのような能力が必要だということも知らなかったので、自分で養おうとも思わなかったのです。教師側も民間での社会経験がないので教えようがなく、どうしようもがないのが今の日本の教育システムです。
このような状況ですから、若者に引きこもり、ニート、犯罪者が増え続け、日本は世界に負けていくのです。引きこもり、ニート、犯罪者の幼少期、学生時代を見てください。ほとんどが親や教師から正しい教育を受けそこなっているのです。
ところで、教員をどのように評価するかということもよく話題になります。海外では指導能力がない教員は首になるような評価制度もあるようですが、そういうシステムは日本には向かないでしょう。そうではなく教員自身が成長でき、やる気が出るような新しいシステムが日本には必要です。そのシステムを作るのが役所担当者の役割なわけです。だから、役所の担当者が教育現場に立って経験を積む必要があるのです。
物理教員のための導出物理の使い方
導出物理の原稿を作成している当時は、ネットで見る動画授業を作成するつもりでいました。しかしすでに大手が数多くネット授業は手掛けていましたので、販売には難しい状況にありました。そこで考えました。高校の先生が私の教材で授業をしてもらうのが最も効率が良いと。
しかしまだまだ授業で導出物理を使っている先生は少ないようです。採用いただいている高校でも、自宅学習用の補助教材として使っている場合が多いようです。残念ながらこれでは効果が半減以下です。
何度も述べているように、演習を多くすることが平均点を上げるための最大の近道です。ですから、導出物理の説明内容をまず生徒に読ませ、板書などはほとんどせず、注意点などを指摘した後、すぐに隣の問題を解かせてください。そして先生はその生徒の解く様子をじっくり観察してください。
生徒は教師が予想もつかないような勘違い、思い違いをすることがよくわかるでしょう。しっかり理解させたつもりでも、ほとんど理解できていないということも実によくわかります。この観察の蓄積が教師には大事なのです。この蓄積が多くなると、解説の段階で先回りして勘違いしやすい部分や理解しにくい部分を指摘することができるからです。
定期テストの平均点が30~40点程度の成果しか出せていないというのであれば、その蓄積が全く足りていない証拠です。実際に演習中心の授業をやってみればわかります。授業の内容がいかに伝わっていないか、いかに基礎が定着していないかということが、ものの見事に思い知らされます。もしそういう思いをする機会があったのなら、十分反省して、導出物理を採用いただき、言われた通りにやってみてください。
早くそのように改善しなければ、のちのち生徒から恨まれますよ。私がかつての教師や教材の著者、出版社を恨んでいるのと同じように。導出物理はその恨みの集大成なのです。
エクセルのマクロで成績管理ソフトを作りました
学校の先生や予備校、塾向けの画期的な成績管理ソフトを作りました。多くのソフトはエクセルからデータを取り込むという面倒な作業が出てくるのですが、そもそもエクセル自体にプログラム（マクロ）を組み込んでしまえばそんな必要はなくなります。作ったソフトはテストの点数を入力すれば、あとはほぼクリックだけで次のことができます。
・成績表の出力、番号範囲指定による連続印刷
・全体平均点、クラス別平均点，全校ランキング、クラス内ランキングの集計
成績表は平均点、クラス内平均点、全校ランキング、クラス内ランキング、平均点と得点の棒グラフ、過去の得点、順位の推移など豊富な情報を載せております。
月額固定費、年会費などは不要で、原本をコピーしてすべての先生が使うことができます。共有設定にもしましたので、当ソフト（エクセルファイル）をサーバーに保存して、複数の先生が同時にアクセスし、点数入力をすることもできます。そうすることで、先生同士のデータのやり取りがなくなり、さらに効率的になります。
このソフト（エクセルファイル）を採用いただかないと本当に膨大な時間を無駄にします。機能制限付きサンプルファイルがダウンロードできますので、まずはそちらを使ってご検討ください。
理系科目の教師がとるべき方針
教師に必要な力とは1.演技力，2.計画力，3教材力と申し上げました。理系科目の教師に特に必要なのは計画力と教材力です。
先日あるニュースを見ました。某自治体の中学での数学の授業では、講義を少なくして、問題プリント多く与え、生徒同士で教え合うようにさせていました。つまり、早く練習問題が終わってしまった子は、なかなかできない子のところに行って教えてあげるというものです。そして教師は、全員が分かるまでみんなで協力するよう、ある意味連帯責任を持たせるようにしていました。これによって、その生徒たちの数学の成績は他の自治体よりもよくなったそうです。
そのような１つの授業計画で大きく変わります。ただし、私に言わせればそんなこと当たり前のことです。民間ではそれに似たようなことはすでにやっています。さすがに民間では生徒同士で教え合うということはないでしょうが、いわゆる自習型の塾というのは多く存在します。生徒はやりたい教材を塾に持っていき、それを塾で自習します。わからなかったときは待機している先生に質問します。やっていることはそれだけです。待機している先生は、生徒が何を勉強しているのかを管理する程度です。これで確実に成果を出しているのです。
何故そのようなことができるか。そのような自習型の塾はたいがい学校の予習をせず、復習しかしないのです。要するに学校で教えることを塾で教えるのは2度手間という考え方です。ですから講義の必要がないのです。実に合理的です。
私自身も似ています。私の場合は完全に予習をしてしまいます。何故それができるかといえば、教材で板書すべきことをすべて掲載して、講義の時間を大幅に省けるように工夫しているからです。
このように授業の計画性と教材の工夫によって、授業効率は大幅に変わります。何度も言いますが、理系科目の場合は特に、演習中心の授業でなければ非効率で、たいして成果はでません。早く多くの先生にそのことに気が付いてほしいです。
生徒・部下を叱りたくなるときほどユーモアで返せ
教師とは裏切られ続けるものです。苦労をして様々な授業の準備をしても生徒はなかなか努力をしようとしませんから。いったい自分の苦労は何だったんだと思うことがほとんどでしょう。そんなことが続くとつい生徒を叱りたくもなります。
しかしそこで生徒を責めるようであれば教師の負けです。前述した通り叱られることがやる気を出す動機には到底ならないからです。欧米では日本で言う根性論的な、非合理な指導はしません。何故結果が出ないのか、何故やる気を出さないのか、生徒を冷静に分析して指摘をしていきます。もちろん自分の指導の何がいけなかったのか、教材の何がいけなかったのか、合理的に考えていくことも大事でしょう。
叱らないまでも、教師のイライラした念を出されるもの生徒としては本当にうざいです。「何でこいつはできないんだ？」「何でこんなことが分からないんだ」という念は当然表情や行動に出ますので、それも本当に生徒のやる気を削ぎます。私が生徒であれば、「結局こいつは教える気がない」「指導の仕方を工夫する気がない」と思いますし、神経質な子の場合は「結局自分たちはダメ人間なんだ」と自信をなくします。
したがって叱りたくなるときほど、ユーモアを交えて諭す器の大きさが教師には必要です。私の場合、最近では生徒が宿題をやってこなくても叱るようなことは全くなくなりました。宿題をやってこなければ授業で宿題の範囲からやればいいだけですし、そんなことを叱らなくてもみんなテストである程度結果を出してきていますので、感情的に叱るなんてほぼ無意味なんです。
教師に限らず、上司が部下を指導する場合においても、叱責するような指導はほとんどの場合うまく行きません。私もかつては会社勤めの社会人で、そんな上司も数多く、本当に嫌な思いをしてきました。叱られて仕事ができるようになったかというと、むしろ逆でした。常にびくびくするようになり、それで判断力が鈍って再び失敗をするという悪循環に陥ったのです。
とにかく叱責する指導というのは、時と場合にもよるでしょうが、多くの場合は逆効果であり、それを主とする指導というのは時代遅れです。これからは欧米のような冷静で合理的な指導法が日本には必要です。
運動方程式は何故成り立つのか
少し定性的に考えてみましょう。ばねばかりにおもりをつるします。そのばねばかりを地上10mの位置と地上1mの位置で計ったとき、ばねばかりの値は変わるでしょうか？厳密にいえば変わりますけど、ほぼ変わらないと見なすことができますよね？つまり、おもりにはたらく重力は、地球上であればどこでもほぼ変わらないことになります。
次にそのおもりを静かに落下させます。すると速さは毎秒約9.8m/sずつ増加します。つまりはたらく重力が一定なら、一定の加速度が生じます。同じ実験を月や木星などでやってみると、はたらく重力が異なるので、生じる加速度の大きさも異なり、一般に強い重力が生じているときほど大きい加速度が生じると考えられます。
さらにばねばかりに同じおもりを2個、3個と追加して吊るすと、ばねの伸びも大きくなります。このとき静止しているおもりの加速度は0です。ということは生じている加速度が一定なら、質量が大きいほど強い重力がはたらくと考えられます。
ここで質量mの物体にはたらく重力をF、生じる加速度をaとすると、重力の大きさは次の式で定義してもよさそうだ、ということになります。
F＝ma
式の意味は、おもりの質量が一定なら、生じる加速度とはたらく力は比例し、はたらく力が一定なら、おもりの質量と生じる加速度は反比例するということになります。
実はその比例と反比例の関係が成り立つことは実験で示すことができます。その実験はそれほど難しくはありませんが、結構長くなりますので「導出物理」を参照ください。その実験により下線部が成り立つことが示され、この下線部は「運動の法則」と呼ばれています。そしてこの法則が破られる実験は未だに確認されていないので、その法則はたぶん正しいだろうということになります。
ということで、運動方程式は何故成り立つのか、ということですが、それは運動の法則が成り立つからであって、力の大きさはその法則をもとに定義されていると理解すればいいでしょう。
高校数学で導出できない物理の公式(3)
万有引力や静電気力がはたらくベクトル場において、力学的エネルギー保存則を正確に導出することも不可能です。何故ならば、万有引力や静電気力が、「保存力」であるとことを明確に証明することができないからです。それには大学で習う数学の知識が必要ですが、とりあえず高校の範囲では万有引力や静電気力が保存力であることを暗記し、エネルギー保存則の公式を覚えるしかありません。大学で数学と物理を学べばそのあたりは非常にすっきりしますので、お楽しみはとっておきましょう。
ただし重力がはたらく場であれば、それほど難しくはありません。重力は必ず鉛直下向きで、なおかつ位置によらず一定の大きさだからです。したがって導出物理（改訂版）では「運動エネルギー＋重力による位置エネルギー＝一定」となることを高校で習う微積を用いて一応導出しましたけど、万有引力や静電気力は位置によって大きさや向きが変化してしまいますので、単純にはできません。
では「保存力」とはそもそもどう理解すればいいか。
例えば、静電気力がはたらく場において、物体がA点からB点に移動したとします。その経路が直線であろうと、遠回りしようと、静電気力がする仕事は変わりません。また、物体がA点からB点を通り、別の経路をたどって再びA点に戻ったとします。このとき、静電気力がする仕事はトータルで必ず0になります。静電気力はもちろん経路の過程で仕事をするわけですが、もとの位置に戻ってくるまでの合計を計算すると0になってしまうのです。そのような性質を持つ力を「保存力」と呼んでいます。
大学の数学では、曲線に沿って積分したときに、その積分値が経路によらず初めの位置と後の位置だけで決まるようなベクトル場が存在することが証明されます。そのことを物理で定義されている力と仕事に応用すると、結局次のようなシンプルな結果が得られます。
保存力がする仕事＝（初めの位置エネルギー）－（後の位置エネルギー）
また、運動方程式を積分計算することで、次の結果も得られます。
外力がする仕事＝（後の運動エネルギー）－（初めの運動エネルギー）
物体にはたらく外力が保存力のみだとすると、上記の式はそれぞれ等しいので、
＝（後の運動エネルギー）－（初めの運動エネルギー）
となり、
（初めの位置エネルギー）＋（初めの運動エネルギー）
＝（後の運動エネルギー）＋（後の位置エネルギー）
つまり、力学的エネルギー保存則の公式が得られます。
保存力は重力、万有引力、静電気力の他にも、浮力やばねの弾性力がありますが、保存力がはたらく場において、外から保存力以外の力がはたらかないときは、必ず「運動エネルギー＋位置エネルギー＝一定」という公式をつくることができます。
導出物理の評価は？
先日ですが、導出物理を採用いただいている塾長先生からご意見をいただきました。その先生は有名国立大学出身のたいへん優秀な先生ですが、高校生当時は物理に様々な疑問点を感じ、苦しんだそう。しかし、導出物理はその解決になるとして、喜んでいただきました。一部抜粋ですが次のようにおっしゃられておりました。
「円運動の加速度を高校レベルできちんと数式で導いてあるのはこの書籍しかしりません。たいていは、何となく腑に落ちないベクトルで説明するか、それとは対照的に、座標軸が回転することを難解な数式で解説したりしてましたね。」また、「数学３をしっかり使って公式を導出しているのは導出物理だけ」ともいっていただきました。
私自身は個人塾の運営者でもあるので、物理の市販教材、塾教材、学校教材のほとんど目を通しております。そして高校数学も教えますので、カリキュラムについても熟知しています。その上で最高の物理教材を目指して、あらゆる配慮しました。何といっても順番通り問題を解いていけば自然と物理が身につくように、問題のレベル、順序、分量には十分注意しております。ですのでどうか安心して使っていただきたいです。
ただ使い方には若干の注意が必要です。大まかにいえば，
・解説は隅々まで熟読すること
・導出過程が十分理解できなくても、あまり気にしないこと
・「暗記」とかかれているところは必ず「暗記」すること
・わからないところだけをかいつまんでやらないこと
・基本的な問題は短時間で解けるまで何度も反復して解くこと
・自分の受ける大学にあまり出題されない分野は理解程度にして、よく出る分野の問題を完璧に解けるようにすること。
と、基本的にはこんなところです。
物理についてはやはり質問が多いです。私は「テキストのここに書いてあるだろ！なんでちゃんと読まないんだ」と言いたいのをぐっとこらえて、丁寧に答えておりますが、ほとんどの場合は「導出物理の解説を熟読していない」「前に習った基本問題をよく練習していない」と感じることが多いです。
もちろんこちらの解説の不備もなくはありませんので、そのときは微風出版WEBサイトのお問い合わせからメールでご意見いただければと思います。
