고교 물리 과목을 어떻게 개선해야 하나?

고교 물리교육 위기의 원인

 입시 위주의 물리교육

학생에게 외면당하는 물리

 물리는 어렵고 따분하다.

 물리는 자신의 삶과 사회현상에 아무런 관계가 없다.

 물리는 머리 좋고 사회성이 결여된 소수의 사람들만 관심을 갖는다.

재미있는 물리 - 대책

 보조 자료의 활용

 데모 실험

 컴퓨터 시뮬레이션 실험

 멀티미디어 강의

 교육 내용의 개선

 생활 속의 물리

 상황 물리

 몸 물리

교양물리를 어떻게 가르치나?

 물리학을 시작부터 현재까지 하나의 줄거리로 엮어서 소개한다.

 인간의 감명 깊은 성공 스토리 중의 하나

예시 멀티미디어 물리와의 비교

 물리학의 시작

 중세동안 과학은 없었지만 기술은 발전

 중세에는 지구를 중심으로 천제가 움직이는 천동설로 천체 운동 설명

 코페르니쿠스 – 천동설에 대항하여 간단히 천체 운동을 설명할 수 있는 태양 중심의 행성 운동 주장

 티코 브라헤 – 행성의 궤도를 자세히 관찰하고 기록

 케플러 – 브라헤의 방대한 자료로부터 행성의 운동 법칙을 찾아낸 후에야 사람들은 지동설을 진지하게 받아드림

 운동에 관한 갈릴레이 생각은 뉴턴에 의해 계승되어 고전역학이 완성됨

교양물리에서 물리학의 시작

 고대 그리스시대 – 천상 법칙과 지상 법칙으로 구분

    천상법칙 – 신들의 세계에서는 완전한 운동인 원운동

    지상법칙 – 불완전한 인간의 세계에서는 결국 정지

 코페르니쿠스 – 천상의 원운동을 굳게 믿음

    행성들이 원운동 하도록 지동설을 주장

    사람들은 결코 믿지 못함

 브라헤 – 지동설을 반박하기 위해 행성 관측하고 기록

 케플러 – 행성들이 타원 궤도를 회전한다고 확인

    브라헤의 자료에 근거한 것이기 때문에 사람들도 의심 안 함

 뉴턴 – 천상과 지상을 통합하는 하나의 자연법칙 제안

     만유인력 법칙 – 첫번째 기본힘

     운동 법칙 – 힘이 위치 변경의 원인에서 속도 변경의 

                      원인으로 바뀜

멀티미디어 물리  역학

 운동학의 본질 – 등속도와 가속도 운동

 자유낙하 운동, 포물선 운동,  원운동,  상대운동

 만유인력과 원운동

       만유인력 법칙 설명

 케플러 법칙

      케플러의 제1, 2, 3 법칙 설명

교양물리 역학

 운동 법칙 : F=ma

      단 하나의 기본 법칙 

      문제에 따라 새로운 물리량을 도입하여 표현

 일정한 힘이 작용할 때 – F=ma 에서 가속도 구함

 힘이 바뀔 때 – 운동 법칙의 양변을 적분

       일과 운동에너지 정의 – 일과 에너지 정리

 힘이 보존력 일 때 

       위치 에너지 정의 – 역학적 에너지 보존법칙

 여러 입자들의 운동을 다룰 때 

       – 여러 입자의 뉴턴의 운동 법칙을 모두 더함

       - 질량 중심과 선 운동량 정의 – 선운동량 보존 법칙