x軸とy軸を式で表すとどうなるの?~中学数学の関門である一次関数分野で数学的センスをチェックする | 江東区の家庭教師&ライターのみみずく~半蔵門線・大江戸線沿線及びオンラインで指導中~

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中学数学の関門は一次関数です。


通常の中学校では、

2年次の中盤に登場する一次関数。


この分野の厄介なところは、

計算だけでは対応できないという点です。


一次関数分野で大切なのは、

言葉の定義をキチッと理解したり、

式をグラフに変換したりという部分です。


この部分をおろそかにしていると、

「一次関数がさっぱり分からない」となります。


「計算が得意=数学が得意」

と勘違いしていた生徒がどんどん脱落します。

数学的センスが試される分野でもあります。


生徒に数学的センスがあるのかないのかは、

一次関数分野の「グラフと方程式」で明らかになります。


一次関数分野の中盤では、

直線の式を求めて

それらを方程式として解く

という考え方を学びます。


2直線の交点の座標を求める

⇔連立方程式の解を求める


このことをきちんと理解できるかどうかが、

その後の数学の勉強に影響してくるのです。


中でも僕が特に注意して指導するのは、

x軸とy軸に平行な直線の式を考える単元です。


たとえば、x軸に平行で(0, 5)を通る直線の式はy=5です。

同様に、y軸に平行で(-3, 0)を通る直線の式はx=-3です。


ここまでは新たに教わることなので、

生徒は普通に覚えればいいだけです。


しかし、その後、僕は生徒に聞いてみます。


「今習ったことを踏まえて考えてね。

x軸とy軸を式で表すとどうなるの?」


この質問に対して、

「x軸はy=0、y軸はx=0」

と答えられる生徒は数学的センスがあります。


一方、

「x軸はx軸で、式で表せないでしょ?」

と考えてしまう生徒は数学的センスがありません。

こういう生徒は、高校以降は文系に進むべきです。


一次関数に限らず、

中高レベルの関数分野において、

座標平面に描かれた直線や曲線は

全て式で表せるという特徴があります。

(式で表せないものは中高レベルでは扱われない)


それは、x軸・y軸とて例外ではありません。


しかし、数学が苦手な生徒の頭の中には、

「x軸とy軸は式で表せない例外」

という固定観念が居座っているのです。


こういう生徒は、

数学の問題を全てパターン別に暗記しようとします。


たとえば、次の問題を考えてみます。


「y=2x-3とx軸との交点の座標を求めなさい。」


数学的センスのある生徒は、

この問題を次のように考えます。


「x軸の式はy=0だから、

y=2x-3と連立すれば答が出るよね!」


一方、数学的センスの無い生徒は、

同じ問題を次のように考えます。


「直線とx軸との交点の座標を求めるときは、

直線の式にy=0を代入するんだったよな……

だから、y=2x-3のyを0に置き換えて……」


どちらの生徒も、式変形だけを見れば、

やっていることは全く同じに見えます。


しかし、後者の生徒の考え方には汎用性がなく、

似たような他の問題もパターン暗記になります。


具体的には、一次関数分野だと、

「傾きのある2直線の交点の座標」

「傾きのある直線とx軸との交点の座標」

「傾きのある直線とy軸との交点の座標」

を全て別パターンとして認識するわけです。


中学3年では、これに二次関数が加わります。

さらに、高校数学では、

三次関数や三角関数、円の方程式など、パターンが増えます。


そして、当然のことながら、

生徒の記憶容量には限界があるため、

パターン暗記も十分に行えず撃沈します。


何が何だか分からなくなった挙句に

「数学嫌い!」となってしまうわけです。


以上のような交点の座標を求める問題を貫くのは、

2式を連立して解くという考え方だけです。


この根本となる考え方を理解して応用するのが、

数学的センスと呼ばれるものに他なりません。


数学的センスの有無によって、

その後の生徒の勉強法や進路は変わってきます。


そこを見極める意味でも、

一次関数分野の指導では

生徒を特に注意深く観察するようにしています。