物理学第一

フィジックス・ファーストは米国の教育プログラムで、公立学校でより標準的な生物学コースではなく、9年生（通常14歳）に基礎物理学コースを教える^[1]。このコースは、生徒が初等代数と代数Iで習得した限られた数学スキルに依存しています。これらのスキルを使用して、生徒は運動感覚で、または深い数学的推論なしで体験できるトピックに重点を置いて、入門物理学の規範の広範なサブセットを学びます。さらに、フィジックス・ファーストの指導は、生物学の膨大な語彙要件に圧倒されるであろう英語学習者に適しています。

物理第一は1990年頃に教育者の間で組織化された運動として始まり、徐々に米国全土に広まっていった。^[2] 物理第一を支持する最も著名な運動は、レオン・レーダーマンのARISE（American Renaissance in Science Education）である。

物理学ファーストの支持者の多くは、この順序を変えることで化学をより深く理解するための基礎が築かれ、それが生物学の理解を深めることにつながると主張しています。入門物理学実験のほとんどが具体的な性質を持っているため、物理学ファーストは探究型科学教育の導入にも適しており、生徒たちは自分たちが住む世界の仕組みを探求するよう促されます。^[3]

「物理第一」を実施している高校の大半は、2 つのクラスを 2 つのレベルで別々に提供することでこれを実現しています。9 年生では簡単な物理の概念を、11 年生または 12 年生ではより高度な物理コースを受講します。このカリキュラムを採用している学校では、9 年生のほぼ全員が「物理科学」または「物理概念入門」コースを受講します。これらのコースは、代数前期および代数 I のスキルで学習できる概念に重点を置いています。これらの考え方に基づいて、学生は化学やその他の科学の選択科目で、より物理に関連した内容の概念に触れることができます。その後、学生は 11 年生または 12 年生の物理コースを受講するよう奨励されます。このコースでは、ベクトル、幾何学、より複雑な代数など、より高度な数学が使用されます。

物理学第一の運動と、概念物理学の教え方、つまり問題解決能力よりも物理原理の深い理解を重視した方法で物理学を教える運動との間には、大きな重複部分があります。 ^[要出典]

アメリカの公立学校では、伝統的に高校 1 年生で生物学、2 年生で化学、3 年生で物理学を教えています。この順序の方が、生物学は数学をあまり使わずに教えることができるため、より理解しやすく、最も多くの生徒に 科学的リテラシーを身につけさせるのに最も効果的であると考えられています。

さらに、多くの科学者や教育者は、新入生は物理学のカリキュラムを完全に理解できるだけの十分な数学の知識を持っていないため、物理学教育の質が損なわれていると主張している。物理学ではベクトルの知識と基本的な三角法が必要であるが、Physics Firstプログラムの多くの学生は幾何学と併せてこのコースを受講している。彼らは、代わりに学生が最初に数学をあまり必要としない生物学と化学を履修し、3年生になるまでに代数2または微積分学前の教育を受けて物理学で提示される概念を完全に理解できるようにすることを提案している。これをさらに主張し、少なくとも微積分学は物理学の前提条件であるべきだと言う人もいる。

例えば、中学生はそもそも化学の基礎となる高度な物理学を学ぶことはないだろうと指摘する人もいる。「傾斜面（摩擦の有無にかかわらず）は高校の化学の授業では取り上げられなかった。生物学的現象を本当に理解する化学の一部についても同じことが言える。」^[4] 物理学を化学の授業に関連づけるためには、学生は傾斜面のような特定の応用の文脈を超えて、エネルギー、力、物質の概念について真に基本的な理解を身につけなければならない。

• アメリカ物理教師協会リストサーブ（Physics First を含む）
• 学際的な教育シーケンスの詳細
• アメリカ物理教師協会のPhysics First
• プロジェクト ARISE (アメリカ科学教育ルネッサンス)
• AAPT 物理学入門情報ガイド (pdf ファイル)