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Active learning course design and assessment on university basic physics course

Research Project

Project/Area Number 18H01065
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 09080:Science education-related
Research InstitutionYamagata University

Principal Investigator

SENYO Katsumi  山形大学, 学士課程基盤教育院, 教授 (80324391)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 安田 淳一郎  山形大学, 学士課程基盤教育機構, 准教授 (00402446)
大薮 進喜  徳島大学, 教養教育院, 准教授 (10396806)
古澤 彰浩  藤田医科大学, 医学部, 准教授 (20362212)
小西 哲郎  中部大学, 工学部, 教授 (30211238)
中村 泰之  名古屋大学, 情報学研究科, 准教授 (70273208)
齋藤 芳子  名古屋大学, 高等教育研究センター, 助教 (90344077)
伊東 正人  愛知教育大学, 教育学部, 教授 (90378232)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥15,600,000 (Direct Cost: ¥12,000,000、Indirect Cost: ¥3,600,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2019: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2018: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
KeywordsSTEM教育 / 物理学 / 標準テスト / アセスメント / アクティブラーニング
Outline of Final Research Achievements

A first-year university physics course was designed to systematically enhance educational effectiveness. The existing course was broken down into small units and was reconstructed with active learning activities. Lecture experiments were developed that allowed students to participate actively, thereby increasing their understanding and retention. A PDCA cycle was constructed for course design improvement and evaluations and verifications of the course were conducted. Through these efforts, the correlation between students' preparedness upon enrollment and educational effectiveness was evaluated.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

これまでの大学初年次物理学教育では、講義と比較して、実験はアクティブラーニングとしての改善があまりなされてこなかった。そこで、講義で行う物理学実験を軸に、アクティブラーニングとしての効果を最大限に高めるための15回の授業コース設計を行い、また教育効果を測定した。個々の授業内活動だけではなく、コース全体としての教育効果に焦点を当てたことに高い教育的意義がある。

Report

(5 results)
  • 2022 Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (28 results)

All 2023 2022 2021 2020 2019 2018 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (25 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results) Book (1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] How to utilize the Lambert W function in physics classes2019

    • Author(s)
      伊東正人
    • Journal Title

      Journal of the Physics Education Society of Japan

      Volume: 67 Issue: 1 Pages: 22-26

    • DOI

      10.20653/pesj.67.1_22

    • NAID

      130007642869

    • ISSN
      0385-6992, 2432-1028
    • Year and Date
      2019-03-08
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 統計力学の法則を可視化するモデル実験 3 - 吸着現象の可視化など2023

    • Author(s)
      三浦裕一,齋藤芳子,中村泰之, 古澤彰浩, 千代勝実,安田淳一郎, 伊東正人,小西哲郎,大薮進喜
    • Organizer
      日本物理学会春季大会
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  • [Presentation] 統計力学の法則を可視化するモデル実験 熱活性、エントロピー、自由エネルギーの可視化2022

    • Author(s)
      三浦裕一,齋藤芳子,中村泰之, 古澤彰浩, 千代勝実,安田淳一郎, 伊東正人,小西哲郎,大薮進喜
    • Organizer
      日本物理学会第77回年次大会
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      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 統計力学の法則を可視化するモデル実験 -2- 拡散,エントロピー,自由エネルギーの可視化2022

    • Author(s)
      三浦裕一,齋藤芳子,中村泰之, 古澤彰浩, 千代勝実,安田淳一郎, 伊東正人,小西哲郎,大薮進喜
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      日本物理学会秋季大会
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      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] サイクロイド曲線の等時性を観察するための演示実験2021

    • Author(s)
      伊東正人
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      大学教育改革フォーラムin東海2021
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      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 演示実験と講義の組み合わせ~剛体運動の力学2021

    • Author(s)
      古澤彰浩
    • Organizer
      大学教育改革フォーラムin東海2021
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      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 力学、電磁気、統計力学の法則を可視化した演示実験2021

    • Author(s)
      三浦裕一
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      大学教育改革フォーラムin東海2021
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      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 科学的推論能力の向上を目的とした系統的講義実験2021

    • Author(s)
      安田淳一郎
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      大学教育改革フォーラムin東海2021
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      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 非物理系の大学初年次物理学教育における系統的演示実験・講義の展開 V2020

    • Author(s)
      古澤彰浩、伊東正人、大薮進喜、小西哲郎、齋藤芳子、千代勝実、中村泰之、藤田あき美、三浦裕一、安田淳一郎
    • Organizer
      日本物理学会第75回年次大会
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 電磁気学の法則を可視化する演示実験の開発 ― ガウスの法則、アンペールの法則など2020

    • Author(s)
      三浦裕一、古澤彰浩、伊東正人、大薮進喜、小西哲郎、齋藤芳子、千代勝実、中村泰之、安田淳一郎
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      日本物理学会第75回年次大会
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 山形大学における基盤力テスト~3年間の経年変化の分析2020

    • Author(s)
      千代勝実, 渡辺絵理子, 飯島隆広, 安田淳一郎
    • Organizer
      日本物理学会第75回年次大会
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Hybrid Class Model Evolution for Yamagata University’s FYE Course2020

    • Author(s)
      Takao Hashizume, Douglas Gloag, Tetsuya Shiroishi and Katsumi Senyo
    • Organizer
      39th Annual Conference on the First-Year Experience 2020
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      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 非物理系の大学初年次物理学教育における 系統的演示実験・講義の展開 IV2019

    • Author(s)
      古澤彰浩、伊東正人、大薮進喜、小西哲郎、齋藤芳子、千代勝実 、中村泰之、藤田あき美、三浦裕一、安田淳一郎
    • Organizer
      日本物理学会秋季大会
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 角運動量を理解する演示実験の開発 II ―運動量-角運動量の相互変換の可視化2019

    • Author(s)
      三浦裕一、古澤彰浩、伊東正人、大薮進喜、小西哲郎、齋藤芳子、千代勝実、中村泰之、安田淳一郎
    • Organizer
      日本物理学会秋季大会
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 山形大学における基盤力テスト~第 3 回実施データの分析2019

    • Author(s)
      千代勝実, 渡辺絵理子, 飯島隆広, 安田淳一郎
    • Organizer
      日本物理学会秋季大会
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Improving Student Learning by Learning through Teaching2019

    • Author(s)
      Takao Hashizume, Douglas Gloag, and Katsumi Senyo
    • Organizer
      2019 Assessment Institute in Indianapolis
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      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 角運動量を理解する演示実験の開発 ― 運動量-角運動量の相互変換の可視化2019

    • Author(s)
      三浦裕一、古澤彰浩、 伊東正人、大薮進喜、小西哲郎、齋藤芳子、千代勝実、中村泰之、安田淳一郎
    • Organizer
      日本物理学会第74回年次大会
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 非物理系の大学初年次物理学教育における系統的演示実験・講義の展開 III2019

    • Author(s)
      古澤彰浩、 伊東正人、大薮進喜、小西哲郎、齋藤芳子、千代勝実、中村泰之、藤田あき美、三浦裕一、安田淳一郎
    • Organizer
      日本物理学会第74回年次大会
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] ぶら下げた鎖に現れる数理と力学授業への導入2019

    • Author(s)
      伊東正人
    • Organizer
      日本物理学会第74回年次大会
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Evolution of the First-Year Experience Course at Yamagata University2019

    • Author(s)
      Takao Hashizume, Katsumi Senyo, Shigeru Asano, and Koji Fujiwara
    • Organizer
      38th Annnual Conference on the First-Year Experinence
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 非物理系の大学初年次物理学教育における系統的演示実験・講義の展開 II2018

    • Author(s)
      古澤彰浩、 伊東正人、大薮進喜、小西哲郎、齋藤芳子、千代勝実、中村泰之、藤田あき美、三浦裕一、安田淳一郎
    • Organizer
      日本物理学会2018年秋季大会
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 鎖の形状に潜むランベルトのW関数とその演示方法2018

    • Author(s)
      伊東正人
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      日本物理学会2018年秋季大会
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  • [Presentation] 物理学講義実験における学生の学習行動2018

    • Author(s)
      齋藤芳子
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      大学教育学会2018年度課題研究集会
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 山形大学における基盤力テスト~第2回実施データの分析I~2018

    • Author(s)
      安田淳一郎, 千代勝実, 渡辺絵理子, 飯島隆広
    • Organizer
      日本物理学会2018年秋季大会
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  • [Presentation] 山形大学における基盤力テスト~第2回実施データの分析II~2018

    • Author(s)
      千代勝実, 安田淳一郎, 渡辺絵理子, 飯島隆広
    • Organizer
      日本物理学会2018年秋季大会
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Using a Smartphone-Based Integrated Data Collection System to Measure Student Learning Gains2018

    • Author(s)
      Katsumi Senyo, Shigeru Asano, Koji Fujiwara, Douglas Gloag, Takao Hashizume, and Junichiro Yasuda
    • Organizer
      2018 Asssessment Institute in Indianapolis
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      2018 Annual Research Report
  • [Book] 物理学講義実験ハンドブック(第5版)2020

    • Author(s)
      物理学講義実験研究会
    • Total Pages
      72
    • Publisher
      名古屋大学高等教育研究センター
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Remarks] VERIOR INTERPRETATIO NATUAE

    • URL

      https://physicsdemo.org

    • Related Report
      2019 Annual Research Report

URL: 

Published: 2018-04-23   Modified: 2024-01-30  

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