三角関数と実世界との関連学習及び情報発信を可能とする統合型学習環境の開発研究

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08680310
• Research Institution: Kanazawa Technical College
• Principal Investigator: 佐伯 昭彦 金沢工業高等専門学校, 一般科目, 助教授 (60167418)
• Keywords: 三角関数 / 数学教育 / 探究 / コンピュータ / グラフ電卓 / データ収集器(CBL) / 教育工学

Research Abstract

本研究の目的は、学習者が収集した周期現象の実データや解析結果を学習者が発信及び共有できる統合型学習環境を構築し、本学習環境の有効性を実際の授業で評価することである。平成8年度では、学習者が興味を持つような身近な物理現象を容易に収集できる環境をグラフ電卓、データ収集器(CBL)と各種センサーを用いて構築した。さらに、上記のテクノロジー環境を活用した実験・探究型授業を3テーマ実践した。
1.実験・探究型授業の設計
以下の手順で行う実験・探究型授業の設計を行った。
(1)コンピュータ、グラフ電卓、データ収集器、各種センサーを活用したデータ収集。
(2)コンピュータとグラフ電卓を活用した実データの関数式へのモデル化。
(3)一連の学習で得られた結果(データ収集・観察・推論・数学的モデル化)の情報公開(プレゼン)。
2.実験・探究型授業の内容
申請時では、周期現象の実データを三角関数でモデル化する授業を予定してたが、学習者が興味を持つような身近な物理現象に学習内容の枠を弘げた。以下に一年間実施した授業内容を列記する。
(1)距離センサーを活用して、等速運動と一次関数、落下運動と二次関数との関係を探究する(6時間)。
(2)温度センサーを活用して、お湯の温度の冷め方と指数関数との関係を探究する(6時間)。
(3)音センサーを活用して、音の音階と三角関数との関係を探究する(6時間)。
3.今後の課題
上記3つの実験・探究型の授業の有効性に関しては現在解析中である。また、学習者がインターネット上でこれら一連の学習で得られた結果(データ収集・観察・推論・数学的モデル化)を情報公開するためのインターネット環境も現在構築中である。

Research Products

• [Publications] Akihiko Saeki: "THE INFLUENCE of THE GRAPHING CALCULATOR on THE TEACHITNG AND LEARNING of TRIGONOMETRIC FUNCTIONS" 8TH International Congress on Mathematics Education. 8. 440 (1996)
• [Publications] 佐伯 昭彦: "三角関数のグラフ概念を視覚的に獲得する教材の開発" 日本科学教育学会20周年記念論文集. 467-473 (1996)
• [Publications] Akihiko Saeki: "The Influence of the Graphing Calculator on the Teaching and Learning of Trigonometric Functions" Proceedings Asian Symposium on Computer Mathematics. 93-98 (1996)
• [Publications] 佐伯昭彦: "テクノロジーを活用した数学と科学との統合教育の授業設計(1)" 日本科学教育学会第20回年会. 20. 273-274 (1996)
• [Publications] 佐伯昭彦: "数学と物理とを関連づけた実験・観察型授業の設計" 第29回数学教育論文発表論文集. 29. 517-522 (1996)
• [Publications] Akihiko Saeki: "Making Connections Between Mathematics and Physics through Hands-on Activities Using CBL and TI-82" Teachers Teaching with Technology. 9. 239-242 (1997)