松森 靖夫 (2007) 学びなおしの天文学 基礎編

  • 松森 靖夫, 2007: 学びなおしの天文学 基礎編。恒星社厚生閣, 193 pp. ISBN 978-4-7699-1054-1.

2017年1月に出た本。わたしは、2018年3月、4月から担当する地学概論の授業の実習課題を考えようとしていたときに、教員養成課程をもつ大学に近い町の本屋の(理科教育ではなく)宇宙・地球科学の棚で見つけた。2冊もので、天文らしい話題は「応用編」のほうにあるのだが(たとえば、球に一方から光があたるとどう見えるかは基礎編に出てくるが、「月の満ち欠け」は応用編の話題なのだ)、わたしがいちばんやりたい地球上の季節ができるしくみの理解が基礎編の到達点になっているので、基礎編だけを買って読んだ。

本の趣旨は、小学校・中学校の理科の天文分野を学びなおすことだ。ただし、著者は大学の教員養成課程の理科(地学)教育の教員であり、本書は直接には教員志望の大学生向けの授業の教材として書かれたのだろうと思う。

演習課題がおもになる形で構成されている。演習課題には2つの部類があり、「クイック・ラボ」のほうは受講生が何かものを動かして観察することを期待している。「チャレンジ」のほうは頭で考える課題が多いが、計算する課題もある。

「クイック・ラボ」では受講生が簡単な道具を作って動かすことになる。

  • そのうち、数量を理解するための「数のものさし」「距離のものさし」は、(その概念を知っている人にとっては)対数目盛りなのだが、10の整数乗に限ることによって、対数の議論を避けている。
  • 視点の移動と方位の関係を2次元で考えるためには、「Mr. VIP」(VIPはviewpointだそうだ)という人形を動かしてみる。
  • 太陽や恒星を含む天体の位置を、天球の概念を使って表現する。その作業のためには、透明半球を用意し、そこにペン(「水性マジック」)でしるしをつける。著者によれば透明半球は100円ショップで売っているので100円+消費税で買えるそうだ。(しかし、わたしが行ってみた100円ショップのうちでは大型の店では見つからなかった。どんな商店が扱っているかから調べないといけない。[この部分2018-04-09改訂])

議論は、ふつうのおとなが考え落とすところにも注意して組み立てられていると思う。しかし、たまたま、わたしは気づいたが本書ではとばされている論点もある。

そのひとつは、水平面での4方位(東西南北)を考えるところで、地図のように上から見た図が使われているのだが、そのことが明記されていないことだ。地理の話題ならばそれでよいのかもしれないが、天体の話題では、人が空を見上げたときの配置を想定することもありうる。そうすると本書の演習課題の解釈が変わってしまうのだ。([別ブログ記事「時計の身になってみたら時計の針は時計まわりなのか」]参照)。この点について、ひとこと注意が必要だと思う。

もうひとつ、夏が冬より暑い理由のところは、エネルギー保存の法則に踏みこむのをさけたせいか、おおざっぱな議論になっているけれども、「単位面積当たりの光の量(日ざしの強さ)」を比較する、という、わたしから見てももっともな議論がされている。ただし、その「面積」が地表面(地面・海面)またはそれに平行な面での面積であることが明示されていない。もし太陽光に垂直な面の面積あたりの光の量をとるならば、夏も冬もほとんどちがわないのだ。この点もひとこと注意が必要だと思う。

折り返しのあとに詳しい目次をつける。

== 目次 ==
はじめに
目次
ステップ1. 大きなスケールの空間に慣れよう
– 1. “マクロなスケールの空間” って何?
– 2. 地球の大きさや形を実感しよう — “平らな地面” と “丸い地球” —
– – (1) 地球の形に関するミニ歴史
– – (2) それでも地面は平ら?
– – (3) “平らな地面” と “丸い地球” とを結びつけて実感しよう!
ステップ2. 大きな数字に慣れよう
– 1. 大きな数を実感することは難しい?
– 2. “数のものさし” って何?
– 3. 漢字表記と算用数字を一緒に用いた数字を、算用数字だけで表そう
– 4. 算用数字を、漢字表記と算用数字を一緒に用いて表そう
ステップ3. 大きな距離に慣れよう
– 1. 距離単位の換算は難しい? — “距離のものさし” の活用 —
– 2. 大きな単位から小さな単位への換算
– 3. 小さな単位から大きな単位への換算
– 4. 太陽までの距離と、太陽の大きさを比べてみよう!
ステップ4. 比例計算に慣れよう
– 1. 比を求めてみよう! — 距離アは距離イの何倍に当たるか —
– 2. 比例式に慣れよう! — 図に縮小して表す —
ステップ5. 角度に慣れよう
– 1. わずかな角度と大きな距離
– 2. 大きな距離とわずかな角度
– 3. 回るモノの動きを、角度で表そう!
– 4. 回るモノの速さを、角度で表そう!
ステップ6. “光年” という単位に慣れよう
– 1. “光年” って何?
– 2. “新・距離のものさし” をつくろう!
– 3. “新・距離のものさし” を使ってみよう!
– – (1) “新・距離のものさし” の試運転
– – (2) 光年の単位を使って考えよう
ステップ7. 視点を変えて眺めてみよう
– 1. “視点移動能力” って何?
– 2. 4種類の視点移動
– – (1) 視点移動ア — 実際に “行って眺める” —
– – (2) 視点移動イ — 実際に “動かして、眺める” —
– – (3) 視点移動ウ — 頭の中で “行って、眺める” —
– – (4) 視点移動エ — 頭の中で “動かして、眺める” —
– – (5) “具体的な視点移動” と “心的な視点移動”
– – (6) 天文現象の理解の鍵になる心的な視点移動能力
ステップ8. 心的な視点移動能力を身につけよう
– 1. “Mr. VIP” って何?
– 2. Mr. VIPを使ってみよう
– 3. Mr. VIPを活用しよう
ステップ9. 視点移動によって方位を使いこなそう
– 1. 4種類の四方位
– 2. 視点移動アによる四方位の理解
– 3. 視点移動イによる四方位の理解
– 4. 心的な視点移動ウ・エによる四方位の理解
ステップ10. なぜ、星は見えるのか
– 1. “物体が見える” って、どういうこと?
– 2. 星が見える理由を考えよう!
– – (1) 夜の場合
– – (2) 昼の場合
– 3. 2種類の天体の見え方
ステップ11. “かげ” って何?
– 1. かげ踏み遊びで、かげは踏めるか
– 2. それでも、かげは踏める?
– 3. “かげ” って何?
– 4. 日影は、なぜ見えるのか
ステップ12. 球の影を眺めよう
– 1. 球に光を当ててみよう!
– 2. 光が当たっている球を、いろいろな位置から眺めよう!
– 3. いろいろな位置から光を当てて、球を眺めよう!
ステップ13. 四方位の枠組を覚えよう!
– 1. なぜ、いつも “東” か “西” か、迷うのか?
– 2. 四方位を覚えるための6つの方法
– – (1) 4つの方位の位置関係による覚え方
– – (2) 体を中心とした方向による覚え方
– – (3) 太陽の見える方向による覚え方
– – (4) 地理や地形による覚え方
– – (5) 生活場面による覚え方
– – (6) パターン認識による覚え方
– 3. 四方位から八方位へ
– 4. 西と東、一体どっちにあるの?
ステップ14. 鉄棒の影を眺めよう
– 1. 地球に届く日光によってできる影を書いてみよう!
– 2. “日光は平行だ” とは言うものの….
ステップ15. “重力” って何?
– 1. コマみたいに回る地球
– 2. 地球が回るのに、なぜ目は回らないのか
– 3. 重力の秘密 — 自転する地球から、なぜ振り落とされないのか
– 4. 地球のいろんな場所から、ボールを落とそう
ステップ16. “空” って、どんな形?
– 1. “空” の形を観察しよう!
– 2. 空に星々を貼り付けて表そう! — 透明半球 —
– – (1) “すべての星が同じ距離にある” と見なすと….
– – (2) 透明半球のトリックを見破ろう!
– 3. もう1つの空の形 — 透明半球から天球へ —
– – (1) 2個の透明半球を合体しよう
– – (2) 天球のトリックを見破ろう!
ステップ17. 星の見かけの位置を表そう
– 1. 星の見かけの位置を言い表してみよう
– 2. 星の見かけの位置を示す練習
– – (1) 透明半球上の星の位置を読みとろう
– – (2) 透明半球上の正しい位置に星を置こう
ステップ18. 太陽の1日の動きをとらえよう (1)
– 1. 太陽の見かけの位置を安全に記録するために
– – (1) 透明半球2個と方位磁石を用意しよう!
– – (2) 太陽の見かけの位置を表す方法
– 2. 太陽の見かけの位置や動きを記録しよう
– 3. 太陽は1時間に何度動くように見える?
ステップ19. 太陽の1日の動きをとらえよう (2)
– 1. 昼間の太陽の動き ~記録した点をつないでみよう~
– 2. 日の出・日の入りの時刻を求めよう
ステップ20. 太陽の1日の動きをとらえよう (3)
– 1. 地球の裏側で、太陽はどのように動くだろう ~お天道様は西から昇る?~
– 2. 東・西・南・北の空を眺め、太陽の見かけの動きをとらえよう!
ステップ21. 季節変化の原因を考える (1)
– 1. 自分なりの考えをしっかり持とう!
ステップ22. 季節変化の原因を考える (2)
– 1. ストーブと同じで、夏に太陽が近づくから暑い?
– 2. 夏頃と冬頃の太陽までの距離を実感しよう
ステップ23. 季節変化の原因を考える (3)
– 1. “見える軸” と “見えない軸”
– 2. 地球が回転する軸
– 3. 地球の首振り運動の速さをとらえよう
ステップ24. 季節変化の原因を考える (4)
– 1. 地軸の傾き分、近づいたり遠くなったりするのか
– 2. 天文学的な距離をバランスよく表現すると….
ステップ25. 季節変化の原因を考える (5)
– 1. 夏と冬、昼の長さはなぜ違う?
– 2. 夏と冬、日の出・日の入りの時刻はなぜ違う?
ステップ26. 季節変化の原因を考える (6)
– 1. 太陽高度の違いで、季節変化を説明しよう!
– 2. 本当に太陽は夏高く、冬低い位置に見えるのか
– 3. 夏の太陽の南中高度は大きく、冬は小さいのはなぜか
– 4. 太陽の南中高度が大きくなると、日差しが強くなるのはなぜか
– 5. 日差しが強くなると、暑くなるのはなぜか
ステップ27. 季節変化の原因を考える (7)
– 1. 日なたが多いのが夏? 日かげが多いのが冬?
– 2. 季節変化のまとめ
文献

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