next up previous contents
Next: 今後の課題 Up: 最終報告 Previous: どうやって興味を持ってもらうか

何を教えるか

全国の土木系学科・専攻は,その分野における構造工学技術者だけを 輩出するのが責務であるわけでないのは当然であろう. ただ,工学の中でも最も広範な,言ってみれば総合技術とも言うべき 土木工学技術者が,構造力学に関して必要最小限知っておくべき ことは何かということを検討し,その内容をカリキュラムに 反映させなければならない. その試みとして,本委員会では,研究討論会の資料に含まれている ような『一学期で教える構造力学』について,各委員の意見を そのまま列挙してみた. 結果的にはここにこそ大学間の相違が如実に出ていると思われる. したがって内容はお互いに非常に異なっている. しかし重要なのは,現在,この程度の内容が理解できれば, 今まで必修に近い形で,かつ演習付きで多くの時間を 割いていた構造力学という講義も, そのエッセンスを教えるためには一学期分で十分であるということである.

大雑把にこの資料を眺めると, 現在初年度に提供されている講義内容がそのまま,あるいはその項目の 大半を含んだ形でその『一学期で教える構造力学』 に書かれているものもある. そのような従来型とは少し違った観点の カリキュラム案に含まれていると思われる内容は,結局, 構造力学で構造のいかなる問題を構造解析法のどの方法を用いて 解くかという機能の前に, 『ひとつの代表的な自然科学の方法論として,現象をいかにモデル化し,その 現象の予測のためにいかに定式化し,どの程度の現象把握が可能となる のか』を紹介する講義案であろう. よく「力学のからくり」ということが必要だと言われるが, それとも若干違った見方に立つ構造力学教育案である. 現象の支配的メカニズムを抽出・モデル化することにより物理問題を数理問題に 置き換え,その数理問題を解析することにより現象の予測を行い,その結果を 用いて設計等の工学的問題の解決にあたるという,美しい 自然科学の流れを学生に教授する 上で,構造力学は最適の題材である.この流れの学習と,それを通して行われる 数理的素養の修得,論理的思考の訓練は,工学の一般教育としての大きな柱に なりうるものである.それは構造工学に限らず,広く工学の様々な局面で問題 解決の助けとなるであろう.

さて,昨今の学生側の数学嫌いの影響かもしれないが, 図式解法や本質的ではない 置き換え手法等が構造力学に相変わらず残存している. いわゆる旧来の教養課程で教えている 数学・物理の知識を積極的に用いずに問題を解決する方法を教育している というのが現実である. これは教え方とも密接な関係があるが,例えば高校の最近の 物理カリキュラム変更が参考にならないだろうか. つまり,イントロ部において数式の少ないもので概念を教育し, 同じことを次の学年では数学を積極的に使って教育するというもの である. カリキュラム表から判断して多くの大学で行なわれている構造力学・ 材料力学の講義のような「積み重ね方式」に対峙する「反復法」で 水理学を教えている大学があると聞く. 式が無い方が理解しにくいことも多々あることは 周知の事実であるが,学生はまだそのような事実にすら気がついて いない.その辺りを合理的に教育できれば最高であろうと考えている.

一番問題になるのは,覚えやすい方法,教えやすい方法での教育の結果, 間違ったことを学ばせてしまうことである.やはり構造工学も物理 現象をより正確に予測するための学問であるから,間違いの無い 正しいことを積極的に数学を用いて教えるべきであろう.それが 全員に必須であるとは限らないが,最終的な構造力学教育の目標は, 目の前の物理現象をいかに正確に数学的モデルに置き換え,それを いかに正しい方法で解決できるか,ということではなかろうか. 有限要素法そのものの持つ高度な問題は理解できなくとも, 現場で対象としている構造物の要素メッシュ生成を行なう際に 必要な力学的な基礎は,やはり正しい力学教育でしか身に付かない. 例として,研究討論会資料には,棒材の支配方程式の誘導や 仮想仕事式の教え方についてのほんの一例を示してみた. この委員会で「数学」と称しているのはこの程度のことであり, 大学入試の数学と比較してさほど難解なものとも思われない.

委員会活動のなかではカリキュラムに関する議論に多くの時間が割かれた. その全てを記録に残すことが出来ないのが残念ではあるが,その一部は 新しいカリキュラム案(研究討論会資料)に紹介されている.これは 研究討論会の資料として,各委員の意見をそのまま列挙したものである. 本来,理想的なカリキュラムは一つではなく,教育環境と教える側のフィロソフィ の調和によって熟成されるべきものであろう.教育は個性があってはじめて 息づくものであり,委員会を通して統一化するようのものではないことは 当然である.列挙された各委員の意見より,委員会での熱のこもった議論が 想像頂ければ幸いである.

最後に,各委員の考える理想的な問題を第 2 章に収録した. 例えば講義の最終試験に出す問題は,その講義で何を教えたのか, 何を理解して欲しいのかを表している.いわば,講義の最終目標の提示でもある. ここに集められた問題は,その趣旨は様々であるが,各委員の 教育に対する考え方を表している. それぞれ,きちんとした目的意識を持った問題であり, 極力その出題の意図を明示していただいた. 多少委員に問題を提出していただくまでの時間的余裕がなく, 必ずしも最適な問題に練り上げられてはいないかもしれないが, モデル化における観点,境界条件が有する特性を理解する観点, 力学を感覚的ではなく正確に理解する観点,実感している 概念と数式との関係を理解する観点等からの問題が収集できたと 考えている. もちろん個々の問題そのものの難易度はかなりばらついているが, 表面的な難易度ではなく,問題の目的の方をご理解願いたい.



next up previous contents
Next: 今後の課題 Up: 最終報告 Previous: どうやって興味を持ってもらうか



Tetsuo Iwakuma
Sat May 2 11:16:35 JST 1998; Stardate [-30]1090.4