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The development of physics education curriculum in high school and university focused on the cognitive approach and investigational activity

Research Project

Project/Area Number 24501052
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Science education
Research InstitutionKyoto University of Education

Principal Investigator

MURATA Takatoshi  京都教育大学, その他部局等, 名誉教授 (10027675)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) TANIGUCHI Kazunari  京都教育大学, 教育学部, 准教授 (90319377)
RYU Junpei  香川大学, 教育学部, 教授 (80452663)
Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2013: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2012: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Keywords物理教育 / アクティブ・ラーニング / モデリング / 認知科学 / 探究活動 / 誤概念 / 探究学習 / 物理教育研究 / アドバンシング物理 / 高大連携 / 教材開発
Outline of Final Research Achievements

We have developed a teaching method and teaching materials for high schools and first year university students regarding acquisition of scientific concepts and comprehensive application of scientific knowledge to objectives and phenomena which students see and experience in daily life. In order to make students overcome a typical misconception in the field of mechanics, we developed a teaching plan of active learning type by introducing a viewpoint of modelling. In the course of development, we referred results of Physics Education Research in the US and a teaching material of "Modellus" introduced in the "Advancing Physics" in UK.
The teaching plan is planned as follows: by let in students confirm fundamental concepts of mechanics step by step, students solve problems of mechanics by using Modellus software at the final stage. We put this teaching plan into practice in several high schools and universities, and proposed a program which can be applied in normal classrooms.

Report

(4 results)
  • 2014 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2013 Research-status Report
  • 2012 Research-status Report
  • Research Products

    (28 results)

All 2015 2014 2013 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 1 results) Presentation (23 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] 数学的モデリングにおける理科的問題の可能性 -中学生対象の台車実験を通した学習-2014

    • Author(s)
      宮川敏之,深尾武史,谷口和成,渡邉伸樹,柳本 哲
    • Journal Title

      数学教育学会誌

      Volume: 55(1/2) Pages: 11-20

    • NAID

      130007834184

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Trial of “Force and Motion Conceptual Evaluation” tests in Japanese high schools2014

    • Author(s)
      Junpei Ryu, Toru Iwama, Toshiaki Yamazaki, Masashi Ogawa, Takafumi Sakatani, Hiroshi Uchimura, Kazunari Taniguchi and Takatoshi Murata
    • Journal Title

      Proceedings of the 12th Asia Pacific Physics Conference

      Volume: JPS Conf. Proc.1 Pages: 017010-017010

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Development and practice of an active-learning program about mechanical wave2014

    • Author(s)
      Hisashi Kogetsu and Kazunari Taniguchi
    • Journal Title

      Proceedings of the 12th Asia Pacific Physics Conference

      Volume: JPS Conf. Proc.1 Pages: 017020-017020

    • NAID

      110009755456

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Trial of “Force and Motion Conceptual Evaluation” tests in Japanese high schools2014

    • Author(s)
      J. Ryu, T. Iwama, T. Yamazaki, M. Ogawa, T. Sakatani, H. Uchimura, K. Taniguchi, T. Murata
    • Journal Title

      Proceedings of the 12th Asia Pacific Physics Conference (APPC12)

      Volume: 1

    • Related Report
      2013 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 高校物理に導入したアクティブ・ラーニングの効果と課題2013

    • Author(s)
      山崎敏昭,谷口和成,笠潤平,村田隆紀,他5名
    • Journal Title

      物理教育

      Volume: 61-1 Pages: 12-17

    • NAID

      110009594160

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      2012 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 高校生の物理学習の動機づけを高める教育的介入の検討Ⅲ2015

    • Author(s)
      北村貴文,酒谷貴史,谷口和成
    • Organizer
      日本物理学会第70回年次大会
    • Place of Presentation
      早稲田大学
    • Year and Date
      2015-03-24
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 学習者の動機づけに着目した‘相互作用型演示実験授業(ILDs)‘の構造分析2015

    • Author(s)
      谷口和成,北村貴文
    • Organizer
      日本物理学会第70回年次大会
    • Place of Presentation
      早稲田大学
    • Year and Date
      2015-03-24
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 学習者の動機づけに着目した"相互作用型演示実験授業(ILDs)"の効果2014

    • Author(s)
      谷口和成,北村貴文,笠 潤平,内村 浩
    • Organizer
      日本物理学会2014年秋季大会
    • Place of Presentation
      中部大学
    • Year and Date
      2014-09-07
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 高校生の物理学習の動機づけを高める教育的介入の検討II2014

    • Author(s)
      北村貴文,酒谷貴史,谷口和成
    • Organizer
      日本物理学会2014年秋季大会
    • Place of Presentation
      中部大学
    • Year and Date
      2014-09-07
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 振り返り活動を取り入れた高校運動学分野のアクティブ・ラーニングプログラムの実践2014

    • Author(s)
      古結 尚,谷口和成
    • Organizer
      日本物理学会2014年秋季大会
    • Place of Presentation
      中部大学
    • Year and Date
      2014-09-07
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] モデリングソフトModellusを用いたアクティブ・ラーニング公開講座の成果と課題2014

    • Author(s)
      山崎敏昭,岩間 徹,古結 尚,谷口和成,村井友香,笠 潤平,内村 浩,村田隆紀
    • Organizer
      日本物理学会2014年秋季大会
    • Place of Presentation
      中部大学
    • Year and Date
      2014-09-07
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 英国における中等科学教育カリキュラムと理系諸学会の関わり : Aレベル科学の成績からの実験・実習の評価の切り離しなど2014

    • Author(s)
      笠 潤平,岡本正志,谷口和成,岩間 徹,高橋信幸
    • Organizer
      日本物理学会2014年秋季大会
    • Place of Presentation
      中部大学
    • Year and Date
      2014-09-07
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 運動方程式入力型物理シミュレーションソフトウェアModellusの日本語化2014

    • Author(s)
      中村泰之,笠潤平,谷口和成,村田隆紀
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      東海大学
    • Related Report
      2013 Research-status Report
  • [Presentation] 簡易シミュレーションソフトModellusを用いた高校物理教材の開発2014

    • Author(s)
      村井友香,谷口和成,笠潤平,中村泰之,村田隆紀
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      東海大学
    • Related Report
      2013 Research-status Report
  • [Presentation] 高校物理波動分野の概念獲得のための授業開発と実践2014

    • Author(s)
      古結尚,谷口和成
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      東海大学
    • Related Report
      2013 Research-status Report
  • [Presentation] 高校物理基礎におけるILDs電気回路分野の授業実践2014

    • Author(s)
      谷口健太,酒谷貴史,谷口和成
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      東海大学
    • Related Report
      2013 Research-status Report
  • [Presentation] 波動分野のアクティブ・ラーニングプログラムの開発と実践2013

    • Author(s)
      古結 尚 , 谷口 和成
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      徳島大学
    • Related Report
      2013 Research-status Report
  • [Presentation] ILDs電気回路分野の授業における学生の討論内容の分析2013

    • Author(s)
      谷口 和成 , 谷口 健太
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      徳島大学
    • Related Report
      2013 Research-status Report
  • [Presentation] 教員養成系大学におけるILDs電気回路分野の実践III2013

    • Author(s)
      谷口 健太 , 谷口 和成
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      徳島大学
    • Related Report
      2013 Research-status Report
  • [Presentation] ILDs電気回路分野による大学生の直流回路概念の変容2013

    • Author(s)
      谷口 健太 , 谷口 和成
    • Organizer
      日本物理教育学会
    • Place of Presentation
      東北大学
    • Related Report
      2013 Research-status Report
  • [Presentation] 日本の高校・大学での「相互作用型演示実験講義ILDs」の実践とその意義

    • Author(s)
      谷口和成
    • Organizer
      教育シンポジウム「科学をどう教えるか」
    • Place of Presentation
      東海大学代々木校舎
    • Related Report
      2012 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] ECCE問題による大学生の直流回路概念の実態調査

    • Author(s)
      谷口健太,谷口和成,酒谷貴史
    • Organizer
      物理教育学会 第29回物理教育研究大会
    • Place of Presentation
      北海道大学
    • Related Report
      2012 Research-status Report
  • [Presentation] 物理概念獲得のための相互作用型授業の効果的活用

    • Author(s)
      谷口和成
    • Organizer
      物理教育学会 第29回物理教育研究大会
    • Place of Presentation
      北海道大学
    • Related Report
      2012 Research-status Report
  • [Presentation] アクティブ・ラーニングによる物理授業の実践

    • Author(s)
      谷口和成,笠潤平,山崎敏昭,覧具博義
    • Organizer
      第73回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      愛媛大学
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      2012 Research-status Report
  • [Presentation] 教員養成系大学におけるILDs電流回路分野の実践

    • Author(s)
      谷口健太,谷口和成,酒谷貴史
    • Organizer
      日本物理学会2012年秋季大会
    • Place of Presentation
      横浜国立大学
    • Related Report
      2012 Research-status Report
  • [Presentation] 相互作用型授業による概念理解の長期的効果II

    • Author(s)
      谷口和成,笠潤平,内村浩
    • Organizer
      日本物理学会2012年秋季大会
    • Place of Presentation
      横浜国立大学
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      2012 Research-status Report
  • [Presentation] 教員養成系大学におけるILDs電流回路分野の実践II

    • Author(s)
      谷口健太,谷口和成,酒谷貴史
    • Organizer
      日本物理学会第68回年次大会
    • Place of Presentation
      広島大学東広島キャンパス
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      2012 Research-status Report
  • [Presentation] アクティブ・ラーニングにおけるメタ認知の意義

    • Author(s)
      谷口和成,谷口健太,菅原竣也,笠潤平
    • Organizer
      日本物理学会第68回年次大会
    • Place of Presentation
      広島大学東広島キャンパス
    • Related Report
      2012 Research-status Report

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Published: 2013-05-31   Modified: 2019-07-29  

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