パンデミック中の悪い学習習慣を断ち切る時が来た

私はルイジアナ州ハモンドにあるサウスイースタン・ルイジアナ大学の物理学科教員として、20年以上学問に携わってきました。ここの学科は規模が小さいので、全員が授業を分担して受けることができます。これはとてもありがたいことで、物理科学（理系以外の学生向け）から量子力学まで、幅広い科目を担当する機会に恵まれています。

パンデミックが始まった最初の数年間、教育関係者全員が状況に適応する必要があり、ほとんどの活動は理想的な環境で行われていませんでした。私の学校では、まずGoogle Meetを使ってすべての授業をオンラインに移行しました。（あまり楽しいものではありませんでした。）これを補う形で、短い講義動画も追加しました。（実は、動画を作るのは楽しかったのです。）次に、一部の生徒が教室で、一部の生徒がオンラインで受講するハイブリッドモデルを導入しました。（これはひどい状況でした。）

遠隔学習にはメリットもありますが、教師としてここ数年で、私たち全員が悪い習慣を身につけてしまったことに気づきました。休暇の後、普段よりたくさん食べながらサッカーを観過ぎてしまうと、いつもの体力レベルに戻らないことに気づいたことはありませんか？学習でも同じことが起こり得ます。

運動に関しては、休暇の後はジムに通ったり外に出たりして体調を整え、世界に立ち向かう準備を整えなければならないことはご存じでしょう。学習に関しては、リモートワークを支えてくれたテクノロジーに頼るのではなく、それを建設的に活用する方法を考えることが重要だと思います。

スマートフォン

私たちが常に持ち歩いているパワーに気づくと、驚くかもしれません。スマートフォンは非常に強力なコンピューターであるだけでなく、高性能なカメラやその他多数のセンサーも搭載しています。

スマートフォンは学校でも活用されることが多く、データの収集と分析に活用できます。実験では、スマートフォンの加速度計を使ってエレベーターの移動距離を測定できます。あるいは、長時間露光で撮影した写真を使って国際宇宙ステーションの速度を測定するのはどうでしょうか？スマートフォン上でPythonコードを作成して物理の問題を解いたり、内蔵のLIDARを使って部屋の3Dマップを作成したりすることも可能です。

大規模な講義形式の授業では、クラスディスカッションの第一歩として、学生たちにスマートフォンを使って概念的な質問への回答を投票してもらいます。（私のお気に入りの一つは、トスしたボールが最高点に到達した際の加速度に関するものです。よくある答えは、速度がゼロなので加速度もゼロだということですが、これは正しくありません。実際、最高点において速度もゼロで加速度もゼロであれば、ボールは魔法のように静止しているように見えるはずです。）

しかし、授業中の生徒たちの携帯電話の使い方の中に、必ずしも良いアイデアとは言えない方法が一つあります。それは、あらゆるものを写真に撮ってしまうことです。（もちろん、これはしばらく前から続いていることなので、パンデミックに限ったことではありません。）誤解しないでください。私もよく写真を撮ります。写真は愛犬の思い出を捉える素晴らしい方法であるだけでなく、買い物リストの写真を撮るなど、やらなければならないことを思い出すためのリマインダーとしても役立ちます。では、生徒が授業中に物理学の解法や方程式の導出を写真に撮ることに、一体何が問題があるのでしょうか？

実例を挙げましょう。私が担当している物理学の入門講座で、練習問題を解いています。効果的な問題解決の戦略をモデルとして示し、生徒が全体のプロセスを理解できるようにすることが効果的だと感じています。もちろん、私が解答例を示している間、生徒は質問する機会があります。また、生徒が各パートを実際に試してから次のパートに進むように、何度か間を置いています。最後まで解けば問題は解決し、少なくとも解答の一部は黒板に書き込まれます（時々、一部が消されることもあります）。すると、あっという間にスマホが飛び出します。パチッ！

なぜそれが悪いのでしょうか？ 生徒たちは物理の問題をポケモンGOのように、できるだけ多くの解を見つけるゲームのように考えてしまうのではないでしょうか。しかし、それは違います。重要なのは解ではなく、プロセスなのです。

生徒が結果を思い出すために写真を撮って、後で自分で全部解こうとしているのであれば、私は気にしません。それは悪い考えではありません。しかし、あまりにも多くの生徒が、解答がゴールだと考えているのではないかと心配しています。答えを知っていることと、理解していることは同じではないのです。

あるいは、教室中に設置されたプレゼンテーションボードを使って、生徒がペアになって問題に取り組む例を考えてみましょう。5分間作業した後、生徒はそれぞれ別のボードに移動し、別の生徒とさらに5分間作業します。ほとんどのペアが解けるまで、これを3～4ラウンド繰り返します。（このアイデアは物理の先生から教わりました。「ホワイトボード・スピードデート」と呼ばれています。）

スピードデートの問題は時々少し難しいです。生徒は始めることさえ難しいと感じることがあります。誰も間違えたくないので、間違っているかもしれないことを黒板に書くのをためらいます。何も書かずに待った方がいいのではないでしょうか？だって、きっとアラン先生（私です）がいつか解答を説明して、ドカン！ってスマホで写真撮られるじゃないですか！

こういうことが起こったとき、私はクラスに次のような非常に重要な考えを伝えます。「正しいことを見るよりも、間違ったことを行う方が良い。」

こうした間違いは学習過程の一部です。学習中に常に全てがうまくいくとは期待できません。バスケットボールの練習に行っても、外すかもしれないという恐怖からシュートを打たないようなものです。確かに、外すこともあります。ゴールを外すことで、シュートが上手くなります。物理学やあらゆる学習においても同じことが言えます。

結局、生徒たちに写真を撮ることを許可しました。写真を実際に活用してくれる可能性があるからです。また、携帯電話を禁止すると、携帯電話を使った授業活動が一切できなくなり、「私がすべての答えを持っていて、生徒たちは努力して答えを得なければならない」という誤ったメッセージを送ってしまう可能性があります。実際には、答えは氷山の一角に過ぎません。

しかし、もし1月に新学期を迎える生徒で、先生が授業中に携帯電話の使用を許可しているなら、黒板に書かれた内容を保存する必要がある場合は、写真を撮ることをお勧めします。しかし、それだけでは終わりません。写真を見返して、問題点や解決策をじっくり考えてみましょう。写真は学習プロセスの終わりではなく、始まりだと捉えてください。

オンライン回答

学生が学習プロセスではなく、答えにばかり気を取られていることが、もう一つはっきりと見て取れることがあります。それは、物理の問題の解答を提供するウェブサイトです。パンデミックの間、学生はこうしたウェブサイトをより頻繁に利用しました。なぜなら、多くの評価がオンライン形式に移行し、カンニングが容易になったからです。そして、こうしたサイトの人気が高まったため、今では数が増えています。これは残念なことです。問題は、学生が解答を理解せずにそのまま書き写してしまうことであり、実際に多くの場合、まさにこのような事態が起きていることは明らかです。

ほぼすべての物理学の教科書で扱われている、非常に一般的な投射運動の問題を考えてみましょう。床から1.2メートルの高さにあるテーブルからボールが水平に発射され、開始点から1.7メートルの地点に到達します。このボールの発射速度はいくらでしょうか？

この問題は通常、水平方向と垂直方向の動きを別々に考察することで解けます。（これが投射物の運動の面白いところです。）ほぼすべての教科書では、水平方向の速度をv _x、垂直方向の速度をv _yと表記しています。そのため、生徒が水平方向の速度にu、垂直方向の速度にu'（uプライムと呼ばれます）を使った解答を提出すると、奇妙に見えます。なぜ変数にそのような記号を使うのでしょうか？理由はお分かりでしょう。答えはオンラインで見つけたからです。

教師がユニークな物理の問題を出せば、生徒たちは実際に独自の解答を作成するだろうと思うかもしれません。しかし、そうはいきません。物理の問題に対して、私が奇妙な（そして正直言ってかなり面白い）解答を作成しても、生徒たちは数時間でそれをオンラインに投稿してしまいます。学習にそれほど悪影響がなければ、むしろ面白いでしょう。さらに悪いことに、こうしたオンライン解答は、多くの場合、サービスへの加入を義務付けているため、誰かが多額の利益を上げています。

オンラインの解答を利用したいという誘惑にかられる学生の方は、行き詰まっている問題の部分を解くため、または問題を正しく理解したかを再確認するためにのみ、オンラインの解答を利用することを強くお勧めします。

授業に参加する

最近、学生が問題を抱えていることがもう一つあります。それは授業に行くことです。

オンライン学習は必ずしも悪いわけではありません。実際、一部の学習者にとっては、これまでなかった機会を提供しています。動画は、生徒が授業についていくのに役立ちます（もちろん、実際に視聴すればの話ですが）。また、少し分かりにくかった教材を復習する機会にもなります。リモート学習は、インフルエンザにかかったり、タイヤがパンクしたりといった実生活で起こる様々な出来事を、生徒にある程度柔軟にカバーする時間を与えてくれます。人生には予期せぬ出来事があり、学校を休むのはもったいないことです。ルイジアナ州では、オンライン学習は大きなメリットにもなります。ハリケーンで授業を中止せざるを得なくなった場合（もちろん、そういうことはあります）、オンライン授業に切り替えるだけで済むので、授業時間を大幅に減らすことができるのです。

しかし、対面授業には、オンライン環境では再現が難しい何かがあります。物理学の授業は、学習者のコミュニティだと考えています。学生は仲間と交流することで、教える側と学ぶ側の両方の役割を果たすことができます。（そして、授業にはもう一人の学習者、つまり講師の存在も忘れてはいけません。たとえ入門レベルの物理学の授業であっても、教えるたびに新しい発見があり、それが物理学をとても愛している理由です。）

教師であれば、授業時間中に講義以外にもできることはたくさんあります。生徒に問題を解かせたり、さらには問題の解答の誤り​​を見つけさせたりすることもできます。他の生徒が解けるような問題を作らせたりすることも可能です。正直なところ、可能性は無限大です。もっと多くのアイデア（少なくとも物理の分野で）をお探しの方は、アメリカ物理教師協会のリソースサイト（Compadre.org）をご覧ください。

学生の方は、できるだけ授業に出席するようにしてください。映画館で大量の解答を見ているような感覚ではなく、授業時間を活用して、あらゆる学習機会に積極的に参加しましょう。

結局のところ、目標は練習することであり、すべてを正しく解くことではありません。宿題に取り組む時は、行き詰まってしまうことを許容しましょう。もうどうしたらいいのか分からなくなるまで問題を解いてみましょう。行き詰まることは、行き詰まりから抜け出すための第一歩ですよね？結局のところ、物理の問題で全く苦労しないということは、すでに理解しているか、そもそもそれほど難しい問題ではなかったかのどちらかです。