このページは、Mr.Taka による中学校理科の授業記録　物理学　です。

１　物理単位とは何か？
　物理学で使う単位を「物理単位」といいます。では、物理とは単位とは何でしょう？　ごく簡単に説明すると、物理は「自然現象」、単位は「ある量を測定するためのもの（基準量）」です。

中学で学習する物理・自然現象、単位

物理・自然現象		単　位 （中学生に適した単位） （国際単位系の単位）
静力学	・重力、フック法則、浮力	ｇ重、Ｎ（ニュートン）
	・仕事、仕事の原理	ｇ重m、Ｎm
	・仕事率	ｇ重m/秒、Ｎm/s
	・圧力（水圧、大気圧）	ｇ重/cm2、Ｎ/m2
動力学	・速さ	m/秒
	・加速度（自由落下運動） ・ニュートンの運動の３法則	なし、m/秒2
	・力学的エネルギー	なし、Ｊ（ジュール）
音	・周波数（音の三要素の１つ）	Hz（ヘルツ、回/秒）
光	・光の直進性、反射の法則、凸レンズ	なし
電　気	・電子の流れ（陰極線） ・キルヒホッフの法則、オームの法則 ・合成抵抗	Ｖ（ボルト） Ａ（アんペア） Ω（オーム）
電界と磁界	・静電気、磁石がつくる磁界、電流がつくる磁界 ・右手の法則、フレミングの左手の法則、誘導電流	なし
熱エネルギー	・熱エネルギーの３つの法則	cal（カロリー）、Ｊ（ジュール）

２　同じ物理量でも、いろいろな単位がある
　ある１つの物理量を測定するための単位は、いろいろあります。例えば、「圧力」という物理量を測定する単位として、血圧はmmHgミリメートル水銀柱、大気圧はhPaヘクトパスカル、スキューバダイビングの水圧は気圧きあつを使います。これらは、日常生活が便利になることを目的としています。単位を統一することもできますが、日常生活が不便になることには賛成できません。より良い生活を目指すことが人類共通の目的だと思うからです。
　→　授業記録『速さについて復習しよう！3年（2009年）』

３　子どもに適した力の単位「ｇ重グラムじゅう」を選ぶ
　中学校の先生に求められることは、子どもの発達段階に適した単位を選ぶことです。中学で力（地球の重力に支配される力、圧力、浮力）を学習するときは、ｇ重を使うべきです。地球上で重さを測定したとき、質量１gは１g重、質量15kgは15kg重になります。ｇ重という単位は聞き慣れないと思いますが、ｇ重という新しい単位を１つ教えることで、重力と力を簡単に理解できます。

　ここで国際単位系にこだわると、子どもの大多数が理科嫌いになります。地球の重力加速度を考える必要が生じるからです。国際単位系の単位Ｎ（ニュートン）の場合、質量1gは0.01Ｎ、質量15kgは150Ｎになりますが、Ｎは感覚的に理解できない単位です。私は長年にわたり、中学３年生で重力加速度を教えようと試行錯誤してきました。自由落下運動の生徒実験やデータ処理方法を工夫し、「加速度」の理解に努めました。しかし、現在の私の指導技術、および、子どもを取り巻く環境では不可能です。2013年現在、ニュートンの自由落下運動の実験結果を理解するための微積分は「高校数学２」で学習することになっています。

　近い将来、中学校で「加速度（速さを時間で割ったもの）」を教えることができるようになると思いますが、その時代になっても、ｇ重を使うことは必要です。はじめに、ｇ重を使って「質量と重力の違い」を教えます。次に、ｇ重を使って「重力以外の力」を教えます。次に、ｇ重を使って「圧力（固体を押す）」を教えます。次に、ｇ重を使って「水圧（液体の中ではたらく圧力）」を教えます。次に、ｇ重を使って「気圧（気体の中ではたらく圧力）」を教えます。次に、ｇ重を使って「水圧と気圧を同じ物理現象（流体の中ではたらく圧力）として考えることができること」を教えます。以上のステップを踏むことは容易で、ここで初めて物理学の面白さに目覚める子どもが生まれます。私の授業実践は、目からウロコが落ちる新鮮な発見をする子どもが多数いることを示しています。

　なお、浮力は「水圧と気圧が同じ物理現象として考えることができること」を理解した後に、ｇ重を使って教えます。もし、どうしてもＮ（ニュートン）を教えたいなら、この単元の最終授業で、「質量100gの物体にはたらく地球の重力を１Ｎという」と紹介しましょう。くり返しますが、Ｎを使うことで「力と圧力の統一的な理解」ができなく子どもが増えるなら、それは教育上の誤りです。Ｎの本質は地球の平均加速度＝9.80665 m/s2 の理解であり、中学生で教えるべき内容ではありません。

４　単位の接頭語
　次に、『単位の接頭語』をお読みください。