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Longitudinal data analysis of the Force Concept Inventory; Exploring the process of understanding the concept of mechanics in three years of high school

Research Project

Project/Area Number 21K02881
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 09080:Science education-related
Research InstitutionHiroshima University

Principal Investigator

Munejiri Shuji  広島大学, 先進理工系科学研究科(総), 准教授 (90353119)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Fiscal Year 2023: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2022: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Keywords物理教育研究 / 力学概念 / 物理基礎 / 高校物理 / 運動学 / 縦断データ / 物理教育
Outline of Research at the Start

ニュートン力学は物理を学ぶうえで最も基本となる分野である.本研究では物理を学び始めた高校生がニュートン力学に関わる様々な概念をどのような順序で理解していくか、また理解度の個人差を説明する変数は何であるかを解明する。さらに、これらの様々な力学概念理解の因果関係の解明に迫る分析を行う。これらの分析により効果的な物理教育方法を探る.

Outline of Final Research Achievements

Newtonian mechanics is the most fundamental field of physics study. The purpose of this study was to determine in what order learners (high school students) beginning to study mechanics understand the various concepts of Newtonian mechanics, and what variables explain the individual differences in understanding. We conducted a mechanics concept survey of 361 high school students and analyzed the data. The results revealed that understanding the field of kinematics is important for understanding the concepts of mechanics, and that this is related to the subsequent increase in individual scores and to whether students choose "physics" in high school.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究によって,運動学の概念理解はその後の力学の概念理解に大きな影響を与えることが明らかになった。さらに,それはその後,生徒が「物理」を選択するかどうかにも関わることがデータによって示された。つまり運動学の理解が,生徒の進路にも影響することが明らかになった。運動学について丁寧に時間をとって指導していくことが必要であると思われる。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2024 2023 2022 2021

All Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Presentation] 力学概念調査に対する自信度のジェンダーギャップ2024

    • Author(s)
      濱田彩日香,宗尻修治,梅田貴士,野村和泉, 斉藤準,庄司善彦
    • Organizer
      第27回物理教育研究会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Gender Gap in Confidence in the Force Concept Inventory2024

    • Author(s)
      Asuka Hamada, Shuji Munejiri, Takashi Umeda,Izumi Nomura,Jun Saito and Yoshihiko Shoji
    • Organizer
      2024 AAPT(American Association of Physics Teachers) Winter Meeting
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 力学概念調査データの分析~自信度のジェンダーギャップ~2023

    • Author(s)
      濱田彩日香,宗尻修治,梅田貴士,野村和泉, 斉藤準,庄司善彦
    • Organizer
      第39回物理教育研究大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 高校の「物理」選択者と非選択者が、高校の「物理基礎」を学んでいる時点での力学概念理解の違い2023

    • Author(s)
      河野杏樹,加賀栄子,宗尻修治
    • Organizer
      第26回物理教育研究会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 高校生の「物理」選択者を学ぶ高校1年生の力学概念理解―その後の「物理」選択者と非選択者の違い2022

    • Author(s)
      河野杏樹,加賀栄子,宗尻修治
    • Organizer
      第38回物理教育研究大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 高校生の「物理」選択者と非選択者の、「物理基礎」を学んでいる時点での力学概念理解の違いーFCIデータを用いた多変量解析ー2022

    • Author(s)
      河野杏樹,加賀栄子,宗尻修治
    • Organizer
      日本物理学会 2022年秋季大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Differences in understanding of mechanics concepts between high school students who choose ‘advanced physics’ and those who do not2022

    • Author(s)
      A. Kono, S. Munejiri
    • Organizer
      The International Conference on Physics Education 2022
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] マルチレベルモデルを用いたFCI縦断データの分析2022

    • Author(s)
      宗尻修治,加賀栄子
    • Organizer
      日本物理学会第77回年次大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 力学概念調査(FCI)縦断データのクラスター分析2021

    • Author(s)
      河野杏樹,宗尻修治
    • Organizer
      日本物理学会 2021年秋季大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] ニュートン力学の概念理解度調査データのクラスター分析2021

    • Author(s)
      河野杏樹,宗尻修治
    • Organizer
      2021年度 応用物理・物理系学会 中国四国支部 合同学術講演会
    • Related Report
      2021 Research-status Report

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Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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