2015 Fiscal Year Research-status Report
理工系大学初年度物理受講者の思考過程調査に基づいた教材開発と授業改善
| Project/Area Number |
15K00933
|
|---|
| Research Institution | Tokyo City University |
|---|
Principal Investigator |
右近 修治 東京都市大学, その他部局等, 講師 (60735629)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
|
| Keywords | 力学概念調査（FCI） / 学習姿勢調査 / 科学的推論能力 / 半構成型聞き取り調査 / 問題解法スキル / ポリヤの手法 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は，理工系大学初年度物理教育の現場で生じている事実の調査に基づき，学生個々の学習過程を効果的に支援することのできる教材群を開発し，授業を改善するための具体的手段を構築することにある。そのために伝統的授業，学生間および教師学生間の相互作用を重視したインタラクティブな授業のそれぞれにおいて，学生は授業や教材群に対してどのような態度で臨み，どのような思考過程を経て物理を把握するのかを，学生に対する聞き取り調査によって分析し，これを授業記録・発言記録等の解析やFCI 等の概念調査，その他学習姿勢調査，科学的推論能力調査等，各種統計調査と組み合わせ，授業による学生の変容を追跡調査することにより，学習に困難が生じている者と成功している者の違いを特色づける基本的要素を摘出する。こうした要素を摘出することができれば，その部分を強化・補強することができる指導や授業方略，あるいは学習教材・カリキュラム等は，きわめて有効であることが予想されるので，こうした調査研究は授業改善にとって重要な役割を担う。
平成27年度には，連携研究者，研究協力者らと計6回の研究会を定期的に開催し，１．基礎学力調査，２．力学概念調査（FCI）プレ調査およびポスト調査，３．簡易MPEXによる学習姿勢調査，４．ローソンテストによる科学的推論能力調査の4つの統計調査，および受講者からの聞き取り調査ビデオ記録・筆記記録を進行状況に応じて分析した。その結果，個々の学生が持つ問題解法スキル，および問題解法にポリヤの手法を活かす能力は，通常テストによる成績や，学生が抱く物理に対する学習姿勢との関連が薄い一方，物理の概念的理解度と強い相関を持つことが，明らかになりつつある。学生の概念的理解度を増強させることができるような授業方略や，教材開発が求められている。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成27年度には，上記目的を遂行するため，東京都市大学工学部1年生の物理学(1)，物理学(1)リメディアルクラス受講者を平成27年度調査対象とし，主に１．基礎学力調査，２．力学概念調査（FCI）プレ調査およびポスト調査，３．簡易MPEXによる学習姿勢調査，４．ローソンテストによる科学的推論能力調査の4つを統計調査として実施した。また，物理学(1)，物理学(1)リメディアルクラスよりそれぞれ1クラスを抽出し，演習プリントの解答状況，授業振り返りの回答状況等のデータを収集した。さらに対象授業受講者より，のべ13名の学生の協力を得，聞き取り調査を実施した。一方，年間授業を通しての同一学生の変容については，十分なサンプル数を確保することができなかったので，その解明にやや遅れを取っている。
連携研究者，研究協力者らと計6回の研究会を定期的に開催し，１．～４．の統計調査，および聞き取り調査ビデオ記録・筆記記録を進行状況に応じて分析した。その結果，個々の学生が持つ問題解法スキル，およびポリヤの手法を活かす能力は，通常テストによる成績や，学生が抱く物理に対する学習姿勢よりも，物理の概念的理解度と強い相関を持つことが明らかになりつつある。
|
| Strategy for Future Research Activity |
統計調査，聞き取り調査，それぞれの信頼性を増すためにも，そのサンプル数を増やす必要があるので，28年度もこれら調査を引き続き実施していく予定である。特に，FCIポスト調査と同一学生の変容調査の信頼性を向上させたい。また，学習姿勢調査としてCLASSを新たに導入し，学習に困難が生じている学生と成功している学生を特色付ける基本的要素の摘出に向けてさらに歩を進め，信頼性を向上させたい。聞き取り調査人数を確保すると共に，調査内容が改変されても以前の研究との整合性は保たれるのか，調べる必要がある。また，今年度後半には，こうした知見に基づいた教材群の開発，授業改善への提言に向けた研究に取り組んで行きたい。
|
| Causes of Carryover |
発生した次年度使用額（B-A）は，2-16年3月に東北学院大学泉キャンパスで開催された第71回日本物理学会年次大会において論文発表のための連携研究者出張費，並びに研究協力者への謝金として確保されていたものである。予定通り執行されたが，年度内の決算に一部間に合わなかった。
|
| Expenditure Plan for Carryover Budget |
上記理由に記したように，この金額は，2-16年3月に東北学院大学泉キャンパスで開催された第71回日本物理学会年次大会において論文発表のための連携研究者出張費，並びに研究協力者への謝金として使用される。また，その額が上記次年度使用学よりもやや上回っていたので，その分は平成28年度分より回される。平成28年度の出張及び謝金については，こうした事情を踏まえて執行していく。
|
