著者

森川 鉄朗 室谷 利夫

出版者

上越教育大学

雑誌

上越教育大学研究紀要 (ISSN:09158162)

巻号頁・発行日

vol.19, no.1, pp.67-81, 1999

被引用文献数

1

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現代の物理や化学では,2N,10m,2g/cm^3のような,表現(数字列)(空白)(単位記号)が使われている。本稿では,この表現を処理する場合,分解して数字列の代数演算をするならば日本算数方式とよび,まとめてそのままあつかうならば国際方式とよぶ。日本の中等物理化学教科書には,日本算数方式の伝統があり,国際方式は国際文書や英語圏の教科書などを含めて,世界で広く採用されている。両者のあつかい方を分析し,相違の四論点として,「(数字列)(空白)(単位記号)は物理量(の表現)」「数字列は数でない」「空白はかけ算」「単位は物理量」を抽出した。このとき,国際方式の判定条件として,複数の表現を直接的に乗除算していること,を採用した。また,「単位は物理量」とはっきりと意識しているか否かは,ケルビンとセルシウス度との間の換算式をみて判定した。国際方式は,歴史的地理的に温度差はあるけれども,これらの四論点を肯定する方向に進んでいるように思われる。日本算数方式による物理化学教科書では,物理量の意識がきわめて薄いことがわかる。そこで,日本の中等物理化学教育では,どのような順序で四論点を肯定的に導入するべきかを論じた。さらに,物理量間の演算では,代数演算で利用される比例式や方程式に替えて,常に物理的に意味のある表現を逐次たどるべきであるとした。Expressions (string of Arabic numerals)(space)(symbol of units), such as 2 N, 10 m and 2 g/cm^3, appear in the physical and/or chemical literature. There are two methods of operating such expressions; hereafter, one is called an arithmetical method which deals with all expressions under the rules of arithmetic; the other is called an international method in which every expression obeys the rules of quantity calculus. The former is adopted in many textbooks of Japan, and the latter is of world-wide use in international documents and textbooks in English. The present note makes four points of the argument clear such that: The expression stands for a physical quantity; the string of Arabic numerals is not a number but a numerical value; the space means a mark of multiplication; and the symbol of units denotes a physical quantity. Then a given method of operation can be regarded as international when the expressions are multiplied and/or divided directly by themselves. Whether the unit is a physical quantity or not in textbooks, is judged in terms of conversion relationships between degrees in Kelvin and Celsius. It seems that the international method has been developing gradually according to the direction of the four points, and that there is little sense of physical quantities in physical/chemical textbooks which make use of the arithmetical method. The present note hence discusses a course for teaching the four points in the physical/chemical education of the junior/senior high schools of Japan, and suggests that every physical/chemical problem should be solved step by step by use of the physical expressions.

著者

森川 鉄朗 西山 保子

出版者

上越教育大学

雑誌

上越教育大学研究紀要 (ISSN:09158162)

巻号頁・発行日

vol.17, no.1, pp.365-375, 1997

被引用文献数

1

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日本の科学教科書における物理量の計算法は,中等教育と高等教育において,全く違う考え方に立っている。以下,前者を日本の高等学校の教科書に典型的に見られる方法なので日本式とよび,後者を国際単位系や英語圏の教科書に採用されている方法なので国際式とよぶ。日本式の計算法では,単位は数値のわきに置く記号と考えて,数値間で式をたて演算し,単位はあとで調整付加する。国際式の計算法では,物理量は数値と単位の積に等しいと考えて,物理量を単位とは無関係に記号であらわし,単位つきのまま物理量間で直接演算する。本稿では両者の相違を,物理量の分類,物理量の関数,量の計算法の古典などにさかのぼって議論し,さらに日本の中等教科書にみられる問題点を,いくつかの例を参照しながら検討する。未知の量として数値ではなくて物理量を選び,式をたてる,計算法を採用するとよい。日本の中等教育と高等教育との間にある上記の不連続性は,早急に解消されるべきである。There are two different ways of calculating physical quantities in the science education of Japan; the one, called the Japanese method hereafter, has been introducing to high-school students; the other, called the international method, has been adopted by the International System of Units (SI) and by textbooks for English-speaking people. The Japanese method interprets a physical unit as being only a symbol, and is concerned with the arithmetic operations of numbers. The international method considers a physical quantity to be equal to the product of a numerical value and a unit, and multiplies and/or divides one physical quantity by another directly. This paper discusses both difference between Japanese and international methods and many problems awaiting solution in the high-school textbooks of Japan. The discontinuity above-mentioned in quantity calculus should be dissolved to form a better organization.

著者

森川 鉄朗 西山 保子

出版者

上越教育大学

雑誌

上越教育大学研究紀要 (ISSN:09158162)

巻号頁・発行日

vol.16, no.2, pp.651-659, 1997

被引用文献数

2

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現行の高等学校教科書や最近の教育誌では,物質量の単位モルを個数としてあつかうとか,アボガドロ定数(測定値にすぎない)に相当する原子や分子の集団を1モルの物質量と定義している。これらは,国際単位系(SI)からみると,混乱あるいは誤解と思われる。そこで,本稿ではSIを肯定する立場で,物質量という物理量やその単位であるモルを,さらに,モルを用いる物質量の測定法などを考察し,問題点を明らかにする。それらの結果をもとに,科学教育におけるモルの新しい導入法を提案する。この導入法の特徴は,単位(モル)は基準として選ばれた物理量であるとし,さらに,物質量測定法の原理は異種の要素粒子間の一対一対応にあるとして,いろいろな物質の縦横展開図を用いる点にある。In high-school textbooks and education journals there are descriptions of the concept of mole such that the amount of substance is treated as a numerical value and such that one mole is defined by use of the Avogadro constant. It seems that such statements are confusions and/or misunderstandings from the point of view of the International System of Units (SI). This paper discusses what the amount of substance as a physical quantity is and how the amount of substance is measured in terms of the mole. We propose an arrangement of chemical symbols, called a sheet of substance, written in rows and columns, in which every elementary entity for one standard substance (i.e., carbon-12 in SI) is aligned in row form, and each elementary entity for another substance has one-to-one correspondence to the carbon-12 atom. This sheet of substance would become a useful tool for us to teach students physical quantities (mole, molar mass, Avogadro constant, Faraday constant, relative mass, etc.) and the principle of measurement of the amount of substance.