学校教育での電磁気学の扱い

前回(id:ameni:20060504#1146674239)のつづき。

(3)高等学校での学習内容

現行課程では電磁気分野は、理科基礎、理科総合A、物理I、物理IIでそれぞれ扱います。
やはりここでも*1天文学と同様、理系生徒でもこの分野を全く学習しないということがあります。理科基礎では、科学史学習や自由研究のような学習方法で理科を学び、理科総合Aでは、電磁気学はエネルギーとの関連でふれられています。
 
■電気エネルギー
現行課程では理科基礎、理科総合A、物理Iで扱います。理科基礎では、電池や電熱線、モーターのしくみをとおして、エネルギー変換について学習します。中学校で学習した回路、電力、電磁誘導の範囲とかなり重複しますが、電力量とジュール熱、レンツの法則など、中学校では扱わない内容についてもここでは触れられています。また、理科総合Aでは、電力量と電気エネルギーについて学習します。物理Iでは、電磁誘導とモーター・発電、放電現象、直流・交流、電波の性質、ジュール熱による電気と熱のエネルギー変換を中心に学習します。現行課程では、この分野で科目間の内容の重複が多いですが、これは、いずれの科目間にも履修の前後関係がなく単独で履修されるという事情によります。
旧課程では総合理科、物理IAで扱います。総合理科では発電のしくみをとおして電気エネルギーについて学習し、物理IAでは回路や電力とエネルギー、直流・交流について学習します。
旧々課程では、高等学校で電気エネルギーについて単独で触れる項目はありません。理論的内容が中学校で既習であるのと、生活の中の電気という学習目標を強く掲げてはいないためです。
 
■電界
現行課程では物理IIで、電界と電気容量について学習します。旧課程では物理IBで、電界と電気容量、電荷とジュール熱について学習します。旧々課程では物理で、電界と電気容量、自由電子と抵抗・仕事について学習します。
いずれの課程でも、数式を使用した理論的内容になっており、学習範囲の差もあまりありません。
 
■磁界
現行課程・旧課程では物理II、旧々課程では物理で、電流による磁界、ローレンツ力について学習します。
この内容も、課程による内容の差異は少ないです。
 
■電磁誘導と電磁波
現行課程・旧課程では物理IIで、旧々課程では物理で、電磁誘導と誘導起電力、交流回路、電磁波の性質について学習します。
この分野でも、共振回路や交流の扱いを除き、課程間の差異は比較的少ないです。
 
■指導要領についての検討
高等学校の物理は、「電気エネルギー」と「電界と磁界・電磁誘導と電磁波」の2つの分野に大別されます。前者については中学校の学習内容と重複する内容も多く、また特に現行課程では、科目間での内容重複が多いです。旧々課程の理科I以来、総合理科の内容については試行錯誤が重ねられてきました。電磁気学についていえば、現行課程の内容に特に問題はないと思います。ただ、物理Iについては、生活と電気の側面に重きを置きすぎて、物理IIへの導入の役割がうまく果たせていないようです。電磁気学だけの問題ではないですが、身の回りの電気の側面はいわゆる総合的理科*2にもっと委ねて、物理Iではもう少し理論的な内容も取り入れるとよいと思います。
後者の「電界と磁界・電磁誘導と電磁波」については、課程間の差異が少ないところです。物理IIの内容的過密はひろく指摘されているところですが、特に電磁気では少ない時間で広い範囲を学習することになっています。内容は高等学校の物理として必要なものですから削除するわけにもいきませんから、考えられる解決方法はやはり、この内容の一部を物理Iに下ろすことでしょう。
 
■学習に際して
まず物理IIを選択しない場合は、早目にサブノートや初級参考書(講義形式のもの)などでアウトラインを把握して、典型問題に取り組むことが必要です。教科書を何度読んでも(記述が平易なので何度でもすぐ読めます)センターレベルの問題が解けるようにはならないので、練習問題の数をこなすことが必要です。
物理IIを選択する場合でも基本的な流れは同じです。市販の参考書・問題集にはそれほど当たり外れはなく、あとは相性の問題です。解法を多くマスターすることが大切です。東大・京大志望でなおかつこの分野で点数を稼ぎたい、というような場合でもない限り、難系は不要です。
 
■受験に際して
電磁気学は頻出分野であり、また問題のパターンも限られていますから、典型問題は確実に解けるようにする必要があります。できれば「この分野で点数を落とすことが考えられない」というレベルにまで達することを目標にするとよいかもしれません。先に力学をマスターしていれば、ですけれども。

*1:必修は「理科基礎」「理科総合A」「理科総合B」から1つ以上。

*2:「理科基礎」「理科総合A」「理科総合B」をあわせて指す。