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【名古屋】生徒の知的好奇心をくすぐるティーチング・アシスタントミニ授業Part2
~世にも奇妙な量子世界~

 

名古屋キャンパスでは、自由選択(自分が取り組みたい学習に充てられる時間)などの時間などを活用して、ティーチング・アシスタント(以下、TA)によるミニ授業を実施しています。前回の名古屋キャンパスのブログでは、TAによるさまざまなミニ授業の様子をお伝えしました。

 

今回はそのうちのひとつ、TAの辻先生によるミニ授業「物理小噺(こばなし)」について紹介します。

物理小噺は、その名の通り物理学の話題を提供する時間です。過去には、「走ると、体重が増える? 相対性理論の不思議」「天才たちを魅了した、美しい数学の世界」と題した授業をお届けしてきました。

 

実際に生徒たちが体験したミニ授業の紹介を通じて、キャンパスの雰囲気や生徒の様子を感じ取ってもらえたら嬉しいです。

 

今回、物理小噺で取り上げたのは、目には見えないほど小さなところにある「量子力学」という奇妙なルールが支配する世界のお話。

この量子力学というものを理解しやすい逸話に「シュレディンガーの猫」というものがあります。その内容を見ていきましょう。

(これは思考実験ですので、皆さんも頭の中で考えてみてくださいね!)

 

1. 箱の中に、猫と毒薬の入った装置をいれます。

2. 装置には5分後に1/2の確率で毒が噴射されます。

3. 5分後に箱の中の猫はどうなっているでしょうか?(生きているのか、死んでいるのか)

 

みなさんはどちらだと思いますか?

 

実は量子力学の世界では、箱を開けてみる(観測する)までは、猫は「生きているし、死んでいる」という、常識ではあり得ない状態で存在すると認めているのです。

 

これは1935年にオーストリアの物理学者であるエルヴィン・シュレディンガーが発表した思考実験ですので、シュレディンガーが実際に猫を箱に入れて実験したわけではありませんので、ご安心ください。

 

この思考実験の本懐は「量子力学の世界のルールを我々が普段生活している世界に置き換えてみると、こんなにも不思議な話になってしまうんだよ!」という量子力学に対する皮肉だったようです。話のインパクトと分かりやすさから、今では量子力学を学ぶ上での導入として広く知られています。

 

最初はうまく飲み込めていない様子だった生徒たち。物理的に証明されていくことを噛み砕いて説くうちに、目に見えない世界の不思議に引き込まれていきました。その一方で、「なんで普段は気づくことができないの?」などと謎が深まっていく生徒も。

 

少し難しい話ではありますが、人間の目には見えないほど小さい世界では、我々が普段生活する上での常識が通用しません。

この事実が発見された当初も賛否両論が巻き起こったそうです。

 

しかし常識にとらわれない柔軟な発想が、小さな世界の奇妙な法則の発見につながったのです。

この話を基に、生徒たちには「常識にとらわれず柔軟な発想をもって、普段の生活で起こる問題に取り組むことが、世紀の大発見の一歩目になる可能性がある」と伝えました。

 

こうした考えは、「21世紀型スキル学習」で学ぶ創造的思考などの思考法にも通じるものがあると考えています。

 

生徒からは「めちゃくちゃ面白かった、量子の世界不思議すぎ!」「普段見たり感じたりできない現象で世界が成り立っていると思うとより不思議に感じた」「量子の世界についてもっと詳しく知りたい」などの感想が寄せられました。

 

 

今後、物理小噺では「なんでリンゴは赤いの? あなたは答えられますか? 光の仕組み」、「世にも奇妙な電気の話〜実は電気ってカタツムリより遅いてほんと??〜」と題したミニ授業をお届けする予定です。さまざま観点から物事を捉えるキッカケになればと思ってます。

 

みなさんも「常識で考えるとあり得ない」と思ったら、その常識を疑ってみると面白い発見に出会えるかもしれません。ぜひ頭を捻ってみてくださいね!

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