「数学」という教科にどのような印象を持ちますか? 得意、苦手、答えが明解…など様々なこたえが返ってきそうです。海城中学・高等学校のHPでは数学科が以下のように教科紹介されています。
数学が得意な生徒にとっても、難しくてなかなか解けない問題は存在します。そういった難しい問題に出会ったとき、興味をもって粘り強く考えていけるような、いわば“意欲の源”を育むことが大切であると私どもは考えます。
ときに、意欲の落ちた生徒から、「数学をなぜ学ぶのですか?」という問いかけを耳にすることがあります。これに対し、各担当者が明確に自己の意見と信念を述べつつ、お互いに考えた上で、質問者が納得し、意欲を再び取り戻せることを指導の目標の一つとしております。
元来、数学はその存在自体に価値があり、美しいものでもあります。言うなれば、数学の“崇高なる美”を感じる心を中学・高校において育みたい、そして、もっと知りたい、探ってみたいという探求の心が、数学学習における原動力となり、自立した学習ができるように願ってやみません。
(引用:Webサイト海城中学高等学校/海城の教育/各教科紹介「数学科」より一部抜粋)
「意欲の源を育む」「数学の“崇高なる美”を感じる心を育む」ことを目指す海城の数学。ここで学んだ海城生には、彼らにしかわからない「数学」のイメージがあるのではないでしょうか。海城生が数学科の授業を通して、何を得て、どのように育つのか。数学科の11名の先生に集まっていただき意見と信念をうかがい、さらに校内の数学活動や数学を愛する生徒にも話を聞きました。
海城の生徒たちは、小学生の時に中学受験で算数に取り組み、大半は算数が割合好きな状態で入学してきます。そういう生徒たちに中学の数学でも同じように面白いと思いながら学んでほしいのですが、難易度が上がるにしたがって、「わからない」「できない」「つまらない」とつまずく要素が出てきます。けれども、その難しくなった先でぶち当たった壁のようなものが、実は違う方向から見ると数学の美しい形態の中の一部であることを、うまく伝えたい。「美しい」という言葉で数学の完全なるものを伝え、「その一部を君は解いているんだよ」と伝えたいのです。そして生徒が「先生は数学を美しいと言っているぞ。何だ?」と受け止めて、そこにある数学の面白さに気づいてくれることを願っています。生徒が「あ!面白い」と思う感覚やきっかけは、意外なところから引き出されます。「わからない」「つまらない」で終わらせない、そこにある別の視点に気づかせる。これは、生徒が数学に向き合ううえでとても大切だと思っています。
海城は進学校とされますが、受験テクニックのための数学を教えるわけではないという認識を歴代の教員が持ってきました。私は海城で38年、一番年長になりましたが、先生方はその認識に共感し、同じ方向を向きながら、それぞれが勉強してきた専門性や個性を非常にうまくかけ合わせて、教科を成り立たせていると感じます。
巷では「数学なんかいらない」と公言される方もいて、そういう風潮もあるかと思いますが、私が生徒に「どうして数学が必要なのか」と聞かれたときに話すのは、「数学は学問である」ということ。人間が生きていくためには読み書きといった基本能力が必要ですが、「人間が人間である所以は学問をすること。生きていくためではない学びをするところに人間の価値が出てくる。君たちが生きていくうえで、学問とは非常に大事なものであり、数学とはそういう奥深い学問なんだ」と話しています。海城の数学科には、そうした教科として教えたいことが脈々と受け継がれています。何よりも数学の教員は数学が大好きなので、その姿勢を見せながら生徒に数学の本質を伝えて続けています。
生徒は、整った解法を知っていてすぐに問題が解けることが良いと思いがちですが、問題によっては他にもいろんな解き方ができますから、典型的な解法を先に示したあとに、わざとどろ臭い解き方を示して「実はこの解き方も綺麗だよ」と教えます。時間をかけて我慢して解き続けさせることもあります。最終的に生徒全員を数学好きにすることはできませんが、漠然とでも数学とは「なぜ?」の学問だと感じてもらえればと思っています。
数学が好きな生徒ばかりではありませんので、中には「大学入試の手段としてやらなければいけない」「算数から数学になって勝手が違って嫌いになった」「社会に出ても使われないからやりたくない」など、さまざまな思いを持つ生徒もいます。だからこそ「なぜ数学をやるのか?」と考える生徒には、「世の中は実は数学の上に成り立っている。その世界に暮らしているのだから、どのような道に進むかわからないのであれば、数学を身につけておこう」と。また数学を使わない世界に進もうとしている生徒には、「数学を題材にして、生きていくうえで絶対に必要な論理を学んでいる。数学で身につける論理力は人生のどんな場面においても強力な武器になる」と話をしています。
また、授業では単に知識や計算技術の修得だけでなく、その背景のエピソードも合わせて伝えるようにしています。それを、「舞台裏を見せる」と例えています。数学は時間をかけて発展してきた学問です。現在完成されたものを教材にして教えますから、見た目は確かに美しいですが、無味乾燥で面白くないところもあります。でも、その舞台裏。つまり背景のエピソードを伝えることで本当はこういう意味があり、生徒に数学の面白さを感じてほしいと思っています。例えば、公式を覚えさせるだけでなく、その公式がどうやって導かれたか、どう使われ、どう発展して、何とつながるのか。できるだけそういう話をしながら授業を進めていくわけです。
要は、「数学を学ぶのは、人生をより良くするためだ」ということです。海城は環境もよく、教員と生徒でより良い学びができます。海城では楽しく数学を学ぶことができると自信を持っています。
私は大学で化学を専攻しましたが、高校時代はずっと数学が面白いと思って過ごしてきました。数学を何かのきっかけで嫌いになってしまう人が山ほどいる状況も知っていたので、そこに何かくさびを打てないか、貢献できないかと悩みに悩んで、化学ではなく数学を教えることに決めました。そのぶん数学専門の先生方より、少しだけ生徒目線で教えることができているのではないかと思っています。
海城の数学科の信条は素晴らしいと思っています。トレーニング的な要素を全面に出して数学の力を上げたように見せかける学校もありますが、生徒が本当に伸びるのは興味関心が出てきて、自然発生的に自分からやろうという気が起こったときです。その興味関心を持たせることが、私の勝負どころだと思っています。
数学が何となく難しいと思われ、嫌われる原因は、各単元に入る時の導入部で定義や定理をやって、そこで訳がわからなくなり諦めてしまう生徒がいるからです。その導入部分で、「要するにこういうことなんだよ」ということを「腑に落ちる形で生徒が伝える」。この「腑に落ちる形で生徒に伝える」ことは教員としてのかなりの勝負どころで、そこさえうまくいけば生徒は勝手に勉強していきます。海城はそういう素養のある、放っておいても勝手に伸びる生徒たちが集まっていて、教える側としてとてもラッキーな学校ですが、少しでも後ろ支えができればと願っています。
海城には名の知れた進学校という認識で教員として入ってきたので、受験指導が中心になると思っていました。そういう側面もありますが、海城の多くの生徒はとても好奇心旺盛で、ただ問題を解くだけでは物足りず、問題の設定が変わるとどうなるのかと自分で問題を作っていくような力をもった生徒たちです。目的としての数学だけではなく、数学がどこで生かされているかといった手段を語る機会も多くあります。
海城は、数学をやっていて純粋に楽しい瞬間を大切にでき、数学そのものを楽しめる学校です。苦手を公言する生徒も、数学が嫌いというよりは、できなくなって距離を置いているだけで、心から数学が嫌だという生徒はいないように思いますから、原因を一つずつほぐしていって、少しでも数学は楽しいと思える瞬間を作っていきたいと思っています。
海城には「なぜ、その公式が成り立つのか」「どうしてこういう考え方をするのか」を重視して教えている先生がたくさんいて、私もそういうことを生徒に伝えたいと思って海城に来ました。海城生は「なんで?」となったときの食いつき方が全く違います。「なんで?」を自分ごととして考える生徒が多くて、「なんで?」を追求するために生徒が興味を持って取り組んでくれることに手応えを感じています。
僕は今、中1を担当していますが、生徒はまだ「なんで?」と言ってくる年代です。例えば「Aの2乗はAを2回かけること。Aの3乗はこうだよ」と話したときに、「Aの0乗とかマイナス1乗はあるんですか?」と言ってくる。そのときは、答えをそのまま教えるのではなくて、「みんなで一緒に考えてみよう」と、「何で?」を膨らませ共有することを大切にしています。
僕は数学を学ぶ理由は、うまく考えをまとめる力をつけるためだと考えています。海城は「なんで?」を追求できる学校ですから、生徒はより深く考え、数学によってその考えをしっかりまとめられるようになると思っています。
低学年では、今後サイエンス(科学)を学んでいく上で必要な「論理」を身につけてほしいと思っています。社会科学も自然科学も、そういう力があってこそ伸びていきます。その意味で、中1と中2の「幾何」は時間をかけて論理を深く扱いたいと考え、授業ではオリジナルテキストを使用して、数学の体系の美しさと、最低限の約束しか決めないのにそこから豊かな世界を作っていく数学の面白さを伝えたいと常々思っています。そこが海城の幾何学の狙いです。
授業では、まず私自身が楽しむことを大切に、生徒にそれが伝わるといいなと思っています。特に中学生には「なぜそれを考えるのか」「結局それは何に使うのか」といった、自分も不思議だと思っていた本質的な部分を強調して授業しています。一方で、エッセンスを取り出して他にも適応することは数学の本質的な考え方ですが、そのような考え方は受験問題も含めて大事です。私も元々は数学ができたわけではなく、解けるようになると誰でも数学が面白くなることを知っていますから、問題の解法だけではなくて、解きやすくなるためには何を押さえるべきかというエッセンスを伝えています。「ここを注意しておけば最低限はできるようになるよ」と、生徒にはよく言いますね。
生徒に「なぜ数学を学ぶのか」と聞かれたら、「楽しいから」そして「中学以降に学ぶ数学は生きていく上で必ずしも必要なものとは限らないが、人生をよりよく豊かに生きていくために必要だから学ぶ」と話します。また、数学の場合は最終的な結論の真偽がはっきり決まる場合が多いので、主観を入れずに論理を組み立て何が正しいかがわかるため、そういう意味での論理的な思考の訓練が、数学を通してできます。さらに、いろんな知識やアイデアを頭の中にためておいて、分類して、必要に応じて取り出して組み合わせるという数学的な問題解決力は、大学受験でも、その後の人生でも欠かせません。そういう受験を越えても残り続ける思考力がつけられる数学を、生徒に伝えられる教員、それを受け止められる生徒が海城にはいます。
海城には、算数を得意として入ってくる生徒が多いので、中学幾何の内容をある程度知っています。ただ、答えに至る「過程」は意外と抜け落ちていますから、そこも大切にしてほしいという思いから、公理を使って体系的に幾何に取り組み、それが海城のオリジナルテキスト「中学幾何学」につながっていきました。ただ、生徒からすると、答えが出せるのに過程をやる意味がわかりません。例えば中1で「2点を持つ直線は1本しかない」といった公理を説明すると、生徒は「え?だからなんですか?そりゃそうですよね」となります(笑)。その答えに「なぜこんな風に考えるのかな」と思うことが大切で、そこから「なんで?」と過程を考えることの意味を、生徒の中で納得できるように説明し、海城数学科として生徒を伸ばしたい方向に導いていきます。難しさもありますが、「なんで?」を考えることで、数学が苦手な子が興味を持ってくれることも多く、公理のように与えられたものを使って何かをやることはどんな場面にもあるので、生徒は「なんで?」を考える意味を理解すれば自分の武器にしていきます。彼らが大学受験でも結果を出していくのは、「なんで?」を考え続けてきた生徒は数学の本質がわかっているからだと思います。
数学を学ぶ理由は、やっぱり楽しいからです。僕らには数学をより楽しんでもらえるという自信がありますから、海城で数学を学び、数学を好きになってもらいたいと思っています。
オリジナルテキストの「中学幾何学」は、いろんな先生が作られた過去のテキストの流れを、それぞれの先生の思いを汲んだうえで最大公約数的にまとめたものです。制作するうえでは、多くのことを大量に羅列するのではなく、先生によって異なるアプローチで授業を構築できるように気をつけました。多くを語らないけれども、海城数学科の方針や芯がしっかりあり、そこを足掛かりに展開できるという感じでしょうか。生徒にも考える余地が残るように心掛けました。私自身、専門的に数学を学んできたものの、平面幾何という題材を公理的に学ぶ機会は、海城に勤める前まで全くありませんでした。しかし、公理の考え方を学ぶ上で平面幾何という題材はうってつけであり、海城では中1·中2でそのような数学的な素養を身につけてもらいます。数学科の先生や生徒たちとの議論は大変面白く、僕自身も海城で「平面幾何の公理的構成」にすっかりはまりました(笑)。
授業では、説明に重点を置くより、生徒の意見やアイデアを拾い、そこから派生させて議論を展開することが多くなっています。同じ内容の授業でもクラスによって板書の内容が変わることも多いです。出てきた意見に対して、「それはこの点で素晴らしいと思う」と言うと、生徒はかなり喜び、自己肯定感にもつながるようです。最低限、生徒が解けなければいけない解法や発想を伝えることはもちろん大切ですが、生徒の意見や考えを受け止めて授業することを重視しています。
数学を学ぶ理由は、自分の意見や言葉に説得力をもたせるためです。数学で学んだ論理的な説明や数値的な扱いが必要になってくる場面が、どんな分野に進んだとしても必ずあり、その対応力が鍛えられる数学を、海城では良い仲間とともに学べます。教員も楽しみながら教えていますが、生徒も多くが楽しみながら学んでいて、数学が得意ではない生徒も巻き込んで伸びていける環境があり、それが海城で数学を学ぶ大きなメリットです。
国際数学オリンピック日本代表の林くんのことは高校からしかわかりませんが、高校生になってからは、著しく力をつけてきました。興味をもったことをよく調べるし、考えが深いです。
数学科では、「なんで?に答える」「生徒の興味を引き出す」ことにウエイトを置いて授業をしています。高校の数学やその先の世界も少し見えますから、数学が好きな生徒には楽しいと思いますし、数学が苦手な生徒にも楽しい授業になるように努めています。私も高校時代に、先生がすすめてくれた有名な参考書がとても難しく、「こんな解法は覚えられないし、使えるわけがない」と思いながらやったら全く身につかず、別の参考書を使うと初めて数学が面白いと思いました。何がきっかけになるかわかりませんから、生徒には授業を通して「数学って面白いな」と感じてもらえる機会を与えられればと思っています。
海城で数学を学ぶ意味は、数学の基本的なスタイルを中1で身につけられることです。海城の数学を学べば、心の中に思考のフォームをつけられます。スポーツに限らず正しいフォームは大切なので、それを中1で身につければ必ず先につながっていくと思います。
海城の中1・中2の数学科<幾何>では、数学科幾何委員会作成のオリジナルテキスト「中学幾何学」を使用して、“公理的構成”による幾何学の授業が行われている。
見学した中1の授業では、テキスト「平面図形」冒頭の『点・線・面の定義』について、上野先生が「納得できる?」と生徒たちに問い掛けた。「できない?」「できないかな」と小さく声を上げる生徒たち。
次に上野先生は、『定義』に出てくる単語「大きさ」「長さ」「距離」「線」「直線」とは何かを問い、生徒たちに国語辞書で意味を確認させる。それぞれの辞書によって表現はことなり、自分たちがイメージするような直接的で確定的な答えがないことに気づく生徒たち。「今まであんまり疑問に思ってこなかったかもしれないけど、長さや直線は定義しません。定義しないから何も決まりはないんです」という上野先生の言葉に、生徒たちは複雑な面持ち。さらに上野先生は「点や線は、公理を満たす対象。公理を積み重ねていくとみんなが知っている長さや直線になります」と言うと、テキスト内の「三角形」の問題へと授業を移していった。
当たり前に対して疑問を持ち、「なんで?」と考え、数学の本質に気づき、数学と向き合っていく海城の数学。数学って実は面白い?と思えることで、これまでとは違う数学の世界が広がっていく。数学科の先生たちの熱い想いと、「彼らならわかる」という期待と信頼、長年受け継がれてきた伝統を感じる授業だ。
回 | 実施年度 | テーマ | 主な内容 |
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第1回 | 2010年 | 数学史~アーメスのパピルスからペレルマンまで | 古今東西数学5000年史 |
第2回 | 2011年 | Galois生誕200周年記念 | ・群論 ・Galois理論 |
第3回 | 2012年 | 複素数の世界 | Riemann面など |
第4回 | 2013年 | 現代幾何学の広がり | ・トポロジー ・非Euclid幾何学 |
第5回 | 2014年 | 微積分による現象解析入門 | 微分方程式 |
第6回 | 2015年 | 統計入門 | 分散の効用など |
第7回 | 2016年 | 組み合わせ数学入門(Dashbat・新モンゴル高校数学科科長ご来日記念) | ・Catalan ・MЯHГAT数 ・モンゴルの数学 |
第8回 | 2017年 | フラクタル入門 | フラクタル・カオス |
第9回 | 2018年 | Fourier生誕250周年記念 | Fourier級数&変換 |
第10回 | 2019年 | 国際数学オリンピック(IMO)60周年記念 数学オリンピック入門 | IMO代表を本校から輩出するための方策研究など |
第11回 | 2020年 | 3次方程式の根の公式発見500周年&対数尺発見400周年記念 | 数学史での3次方程式のインパクト&対数の効用 |
第12回 | 2021年 | Cayley生誕200周年記念「行列入門」 | 行列の効用 |
第13回 | 2022年 | Πとiとeの話 | オイラーの公式 |
リレー講座は、2010年にスタートしました。きっかけは「授業でピタゴラスとガウスは、どっちが昔の人ですか」と生徒に質問されて、私がショックを受けたことです。文化としての数学を標ぼうすべく、小澤先生、平山先生、宮﨑先生たちとスタートさせたのが、数学史的なことを盛り込んだリレー講座です。3年目に数学のアイドル的な存在であるガロアの生誕200周年記念をテーマにしたところ学内外を問わず共鳴してくださる方が多く、海城のリレー講座として注目され、それが起爆剤となって今日まで続いています。 私は今、中2を教えていますが、中2で「式の展開」を学ぶ際、「実はこの式の展開が、3500年未解決だった問題のベールを剥がしたものなんだ!」という話をすると、「中2の僕たちでできるようなものがそうなんですか?」となって、生徒の心に広がるものが確実にあるんです。日々学んでいる数学の中に果てしない歴史や発見、様々な人物などいろいろものが潜んでいる。せっかく海城に来てくれたわけですから、そういった付加価値をつけた授業等々で、感動の体験をしてもらいたいと思っています[川崎先生]