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物理

「現象が見えること」が物理攻略の鍵。

必要な3つの段階とそれぞれの学習法。

Ⅰ 起こっている事の理解・式の理解

 数学に比べると物理で登場する公式の数は半分以下で、丸暗記しようとすれば出来てしまうだろう。しかし、それではどの問題に、どの公式を使うべきなのかの判断がつかない。物理の公式は実際に起こっている現象を数式で表している。そのため起こっている様子も合わせて公式を理解することで、暗記量も減り、問題へのアプローチもずっと容易になる。ここが物理習得の1つ目の分岐点となる。

【学習法】

 Ⅰー1 参考書で予習する 

 Ⅰ-2 授業を聞く 

 Ⅰ-3 問題集を解く

 という順番で学習を進めてもらう。

<Ⅰ-1 参考書での予習>

 公式がただ並べてある教材よりも、物理の仕組みから理解できる参考書を使うことをオススメする。具体的には「漆原の参考書」「橋元の参考書」 これを授業前に1度読むことで、その後の理解の助けとなる。しかし、この時点では、わからない言葉や数式があっても気にしないで欲しい。「今からこういうことをやるんだ」「こういう式を使うのか」ということが、少しでも分かれば良い。細かい話は授業でしていく。

<Ⅰ-2 授業>

 授業では主に

 Ⅰー2-① 公式の説明 

 Ⅰー2ー②「何が起きているのか?」の説明

 この2点の説明をしていく。

Ⅰ-2-①:公式の説明

 (1) それぞれの公式には、どのような意味があるのか

 (2)どのように公式が導かれたのか

 (3)覚えるべき公式と覚えなくてよい公式の区別

 の3点の説明をしていく。イーズの方針として基本的には公式の丸暗記はさせないようにしている。

【その理由】

 後述の典型問題演習・入試問題演習において、様々な装置や設定の問題を扱っていく。そこでは、初めて見るような問題であっても、問題文の情報、図の情報、問題の設問情報から使うべき公式が何かを判断し、それらを正しく組み合わせることが求められる。つまり、公式の理解がおろそかだと、使うべき公式の判断が正しくできず「テキトーに式を組み合わせてみる」ことになる。その結果、答えにたどりつけないか、たどりつくために多くの時間がかかってしまうのだ。

 

Ⅰ-2-②:何が起きているか?の説明

 イーズオリジナルの「等価モデル」を使って説明していく。特に電磁気で威力を発揮し、

目に見えない現象を目に見える身近なものに例えながらその単元のイメージを作っていく。

<Ⅰ-3 問題集>

 この段階で問題集を使う意義は2つ

 ・1つ目:授業で学んだ式の意味や導出を使う練習をすること

 ・2つ目:セミナー例題程度の基本問題を解けるようにすること

 この段階での問題集は、難易度が高い問題集(重要問題集・名問の森など)を使わない方が良い。ここでは、網羅系の問題集をオススメする。例えば「セミナー物理」「リードアルファ」「らくらくマスター」など、公式の練習や基本問題が充実した問題集を演習用自習教材として使っていく。

【番外編】問題集の特徴

 ★セミナー物理、リードα

 ・特徴

 公式練習から入試問題までトータルのレベルをカバーできる問題集。

 さらに、各単元でステップアップ形式になっていて、ドリル→基本例題→基本問題→応用問題→総合問題とスムーズにレベルアップができる。問題数は非常に多いが、抜けなく知識を網羅することができることが良い。しかし、解説はいたって普通で簡潔なので、人によってはわかりにくいと感じるかもしれない。

 ・購入方法

 学校専売なので基本的には学校から配布されている。

(*裏話:メルカリなどのフリマで購入可能)

 ★らくらくマスター

 ・特徴

 端的にいうとセミナー物理の問題数を少なくした教材。網羅性は必要最低限というところ。

 時間がない人や、短期間で要点をつかみたい人はこちらの教材をおすすめする。

 ・購入方法

 一般的な本屋、アマゾンなどのネット本屋で購入可能

 

 典型問題演習

 

 典型問題とは「どのような問題集でも扱われているもので、お決まりの流れで解く問題」のことである。市販の教材では「基礎問題精講」で扱っている問題がそれに該当する。

<典型問題の具体例>

 力学:「定滑車・動滑車を組み合わせた問題」「モンキーハンティング」「親亀・子亀の問題」

 波動:「ヤングの実験」「回折格子」「ニュートンリング」「反射波の変位を求める問題」

 上の例のような、各単元に代表される典型問題を理解して解くことである。

【学習法】

 いきなり「この典型問題を解け」と言われても解くことは難しい。そのため、次のような流れで物理の典型問題を習得していく。

Ⅱー1 授業の中で講師が典型問題を実際に解いてみせる。演習問題を同じ手順で解く。

Ⅱー2 授業で扱った問題の類題(似たような問題)を宿題で解く。宿題で解いた問題の解答の確認。

Ⅱー3【自習】問題集での演習

という順番で学習を進めてもらうことで、最短ルートで、典型問題を網羅でき、身につけることが可能である。

<Ⅱ-1 授業>

授業では主に3点の説明をしていく。

Ⅱー1ー①:問題の物理現象

Ⅱー1-②:問題を解く上での常識

Ⅱ-1ー③:解法の発想プロセス

Ⅱ-1-①:問題の物理現象

 ここで言う現象とは、力学を例にすると「この問題では物体がどのような動きをするのか」という動きを想像できるようにすること。電磁気では「この問題では電荷がどのように動くことが自然か」という電荷などの挙動を想像できるようにすること。先にも述べた通り、物理は現象から数式が導き出されたものである。そのため、物理では現象が命と言ってもいい。現象がわからないのに、数式だけを追って解くやり方はイーズでは禁止している。

【理由】

 普段から現象を理解する癖がないと、以下の2つの場合に苦労することになる。

1つ目:2次試験のグラフ選択問題やセンター物理グラフの選択問題は東北大・その他旧帝大・センター物理で出題され、問題解答時間に大きな差がつく問題である。現象を理解できていない人は、すべてを数式で処理してから、グラフを選ぶことになるから、時間がかかってしまう。一方、現象を理解できている人は、物理の仕組みを考えると、「このグラフしかない!」と、わずかな時間で正しい答えを選択できるんだ。この差は時間に換算して倍以上である。

2つ目:解答の吟味

その問題の現象がわからないと、答えが出たときに果たしてその答えが正しいのか?明らかに不自然な答えが出ているのに気づかないことになる。例えば、物体Aは現象から考えると「明らかに右向きに進む」のに、出した答えが「左向き」になっていても気づけないと言うことである。

Ⅱ-1-②:問題を解く上での常識

 物理問題を解く上では、次のことが常識となっている。これを知らないと、ヘンテコな答えを出してしまったり、大きな失点につながっていく。

<問題文の言い換え>

 ・「静かに離した」=初速度を与えないように

 ・「軽いひも」=質量が0のひものことで、どの場所でも張力が等しい

 ・「質点」=大きさが無視できるものでモーメントを考えなくて良い、など

 

<物理表現と対応する意味>

 ・「最高点に達した」=鉛直上向きの速度成分が0

 ・「地面から離れた」=垂直抗力が0になった

 ・「電荷が無限遠まで離れた」=電荷の位置エネルギーが0になった

 ・「十分に時間が経った」=電荷の移動がなくなった、熱の移動がなくなった、など

<答えに関するもの>

 ・問題文に書いてある文字は、解答に使用して良い。

  当然、自分で定義した文字は解答に使えない。

 ・次元チェック

  答えの単位を計算し、求めたい物理量の単位と一致しているかを確認する
 

Ⅱ−1−③:解法の思考プロセス

 典型問題を講師が目の前で解く段階では、

 「なぜこのタイミングでこの式を使えたのか」

 「この問題で前問と同じ解法が使えない理由」

 「何を目標に式を立てているのか」

 「どこの部分から関係式を立てたか」

 などのプロセスを説明しながら問題を解いていく。

【理由】

 公式数が少ない物理が難しい理由は、正しいタイミングで正しい式を使うという判断が難しいからである。経験から学ぶというやり方もあるが、これは時間がかかる。1年しかない高卒生にとっては時間は大変貴重である。そのため、物理をマスターしている講師から、発想方法や考え方を学んだ方が、短期間で物理を習得できるからだ。例えば一人で勉強しているとき5問解いて、発想や考え方を学んだとしよう。講師が1問解いて同じことを教えた方が5倍の速さで習得できるということである。

 

<Ⅱ-2 授業の宿題>

 この段階での宿題は、講師が典型問題を目の前で解いたのと同じ考え方、思考で解けるようにすることを目標とする。具体的には、授業で扱った問題の解き直しと類題の練習の2つである。まずは思い出せる範囲で解答を再現してみよう。その後板書を見直して、同じ発想で問題が解けたのかのチェックをする。解けていなければ板書を見直して、発想を確認して頭に入れておこう。これを繰り返して次の授業までに前の授業の問題が解けるようにすることが宿題である。

【この段階の宿題・演習を効果的にすすめるたった1つのコツ】

 「わからなかったら素直に質問しよう」これだけである。宿題をやっていたり、演習しているとき、ペンが進まなくなったり、考えてわからなければすぐに先生に質問しよう。1時間も2時間も悩み続けることは止めよう。

【理由】

 この段階で悩むということは、①授業の理解不足  ②思考するための道具不足の2つに分類される。これらは自ら解決することは難しいからである。そのため、物理の先生に自分の解答を見せて、知識を教えてもらった方が早く、効率的なやり方である。

 

<Ⅱ-3【自習】問題集での演習>

 この段階でのおすすめの問題集はこの1冊である。

 「基礎問題精講」

【特徴】

 THE典型問題がコンパクトにまとまった問題集で無駄がない。解説も丁寧でポイントも整理されている。しかし、解説では問題の発想などは説明されていないため、予備知識がないと使いにくい教材でもある。だからこそ、この段階の授業を受けた後に行う問題集として利用することをオススメする。

【使い方】

 1週間の授業で進んだ問題パターン(6問程度)を授業のない土・日で解くことがオススメである。意識してほしいことは授業と同じやり方、発想でできたかどうかである。それができていなければ、板書や授業テキストを見ながら解き直すことをするか、前の段階に戻ってやり直す必要がある。

【次のステップへの移行タイミング】

 もう一段階上のレベルの問題集(重要問題集・名問の森など)へ移行するタイミングはシンプルである。それは基礎問題精講の問題が、すべて解けるようになってからである。

 

Ⅲ 入試問題演習

 

 典型問題が完璧に解けても、入試問題だと手がつかないこともある。入試物理を解くために必要なことは、実際の入試問題を使いながら、誘導問題の解き方、時間内に解くテクニックを学んでいくことである。イーズでは様々なタイプの問題を100題扱い、どんなタイプの問題が出題されても対応できるようにしていく。

【学習法】

 Ⅲ-1 授業の予習  

 Ⅲ-2 授業の解説

 Ⅲー3 復習

<Ⅲ-1:授業の予習>

 厳選した入試問題をまずは自分の力で解いていく。それぞれの問題で目標時間を設定し時間を測りながら予習してもらう。扱う入試問題は以下のように分類をしている。

<入試問題の分類>

①基礎基本・原理原則をいかに理解できているかを試す問題

(東大・千葉大)

②誘導で高度な物理現象を解かせる問題

(大阪大・京都大・東北大(力学・波動))

③典型問題を組み合わせた問題

(筑波大)

④新しい設定の問題を解かせる問題

(大阪大・東大・京都大)

<Ⅲ-2.授業の解説>

 以下の3点について重点的に教えていく。

(1)問題の現象説明

 扱う入試問題は複雑な設定や見たこともない問題も扱う。問題設定や装置の仕組みから「この物体はどのように動くことが自然か」「どのように電荷が動くことが予想できるか」などの現象説明をしていく。現象をわかることで動きが想像でき、立式をしやすくできるんだ。

 

(2)要点説明

 入試問題は様々な典型パターンを複雑に組み合わせた問題が多い。そのため、今まで扱ってきた典型問題の中で、どの問題と類似しているかということを説明していく。今までのどの問題パターンに帰着すれば解けたのかということがわかる。さらに理解不足を感じた時は、その典型問題まで遡り、復習していく。

(3)早く解くためのテクニック

 時間内に問題を解き切るためのテクニックを教えていく。

 

例1:運動量保存則=重心速度一定を使って重心の変位を追っていく。

例2:「慣性質量」を使って2物体をバネで繋げた時の周期を出せる。

例3:斜行平面波の問題ではx方向とy方向に波を分けることで、動きが見やすくなり解くスピードが上がる

<Ⅲ-3、復習>

 この段階では、授業で扱った問題を解き直す必要はない。その代わりに、問題ごとに要点・テクニックをまとめることを実践して欲しい。授業を聞いた後、それぞれの問題で必要だったテクニック・知識・解釈を自分で取った板書を元にまとめていく。