2017 Fiscal Year Research-status Report
五感を使った体験・失敗経験とICTを組み合わせたユニバーサルデザインの物理教育
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15K00937
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| Research Institution | Kurume Institute of Technology |
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Principal Investigator |
中村 文彦 久留米工業大学, 工学部, 教授 (40231477)
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2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 物理教育 / アクティブ・ラーニング / ICT機器 / 物理実験 / グループ学修 / ユニバーサルデザインな物理教育 / 描画の効果 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
最初の物理学授業で「どうせ勉強してもわからない」と教科書を開かない「学習性絶望感」に陥った学生が増えている。アンケートには，大半の学生が物理嫌いで，①数式の理解不足 ②公式暗記主義 ③教科書の文章が理解できないなどの，物理への不満を羅列していた。彼らにアクティブ・ラーニング（AL）を導入し自発学修を促しても，逆に学習意欲低下になる事も多く，苦労の割に成果が少ない。平成29年度は，主に以下の2点について取り組んだ。
①基礎学力不足の学生にAL型授業は可能か：知識・技術の活用＝AL型授業が大学でもとめられている。一方，AL型授業の実施は，学修者の均一な基礎学力が前提であるが，教育現場で学力格差は拡大の一途にあり，AL型授業の実施は困難という声も多い。我は初年次の物理学受講者の内，成績最上位と最下位クラスの各30人を対象に力学，電磁気についてAL（グループ学修，プレゼンテーション）を実施した。その結果，最上位クラスではグループ学修，プレゼンテーションをこなせたが，最下位クラスでは学生間のコミュニケーションが悪く，グループ討論どころか会話すらない。友人同士のグループ，学生間の物理的距離を縮めると，自発的「教え合い」「議論」で課題に取り組むようになった。学生同士のコミュニケーションを促す環境（メンバー構成，場所，課題内容等）の改善で，学力不足の学生でもAL型教育が可能になった。
②自習課題のe-learning化：予習復習など自学なしには物理を理解することはできない。H28までは自習課題のe-learning化を目指してブラウザで利用できる自作e-learningで試行を行なった。しかし，H29年度は多くの教員や学生にe-learningを利用してもらうため学習管理システムにMoodleを使用した。現在，物理授業で双方のe-learningを利用して，それらを比較・評価中である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
H29年度では，多様な学力を持つ学生を対象として① 基礎学力不足の学生に対するAL型授業の効果の検証 ② 予習・復習などの自習課題のe-learning化とその効果の測定，という２つの物理教育プログラムを実施・検討した。①については，基礎学力が十分でない学生群に対してグループ学修を行なう場合，グループメンバーの構成，机の大きさ・形状・配置，敷居の低い課題，などの学習環境を整備し，学生間のコミュニケーションを促すことによって，自主的な「学修」が可能となった。現在，その再現性確認を含めた拡大調査を実施中であり，結果が出次第報告書を作成する。
一方，②自習課題のe-learning化については，自作とMoodleの2種類の学習管理システムを利用し自習課題の出題が可能になった。ただ，久留米工業大のサーバの通信容量と速度の問題で比較・検討・評価に必要なデータ数がH29年度内に確保できなかった。そこで，科研費の実施期間を延長し，必要なデータ数を確保し，自習課題のe-learning化を評価し，その成果を公表する。すなわち，H30年度はH29年度までに開発した教育ツールを使った実証実験，再検討，各種教育関係者との研究会を通して成果の検証，報告を実施する。
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| Strategy for Future Research Activity |
H29年度では，多様な学力を持つ学生を対象として① 基礎学力不足の学生に対するAL型授業の効果の検証 ② 予習・復習などの自習課題のe-learning化とその効果の測定，という２つの物理教育プログラムを実施・検討した。①については，基礎学力が十分でない学生群に対してグループ学修を行なう場合，グループメンバーの構成，机の大きさ・形状・配置，敷居の低い課題，などの学習環境を整備し，学生間のコミュニケーションを促すことによって，自主的な「学修」が可能となった。現在，その再現性確認を含めた拡大調査を実施中であり，結果が出次第報告書を作成する。
一方，②自習課題のe-learning化については，自作とMoodleの2種類の学習管理システムを利用し自習課題の出題が可能になった。ただ，久留米工業大のサーバの通信容量と速度の問題で比較・検討・評価に必要なデータ数がH29年度内に確保できなかった。そこで，科研費の実施期間を延長し，必要なデータ数を確保し，自習課題のe-learning化を評価し，その成果を公表する。
よってH30年度はH29年度までに開発した教育ツールを使った実証実験，再検討，各種教育関係者との研究会を通して成果の検証，報告を実施する。
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| Causes of Carryover |
「物理」の授業が好きだと答える人の割合は極めて低い。本研究課題では，物理嫌いを解消する教育方法・教材の開発を目指している。現在までに，物理の学習において多くの学生が「学習性無力感」の状態にあることがこれを描画物理現象のイメージ化，数式の取り扱いに拒否反応を示すことが多い。そこで，物理のネガティブなイメージを払拭し，信頼度を上げるため，実用性にも少しでも多くのデータを収集する必要がある。
本研究課題では，物理嫌いを解消する教育方法・教材の開発を目指している。物理の学習において「学習性無力感」の状態にある多くの学習者の教育に，タブレットを用いたグループ学修などやe-learningを活用することで，学習者の「分かった感」を回復させる可能性を少人数クラスの物理授業でみだした。この結果を実証するため，さらに大人数のクラスで実証実験を予定したが，学生の動画利用量が予想をはるかに超えたためにICT実験教室とサーバ室を結ぶネットワーク回線の造設が必要になった。昨年12月に回線の増設工事を完了した。しかし，実証実験を行う物理授業はすでに終了していたので実証実験自体を来年度に実施せざるを得なくなった。そのためICT機材を維持する消耗品費，学生アシスタントの費用，成果報告会開催費をH30年度に使用する必要があるため研究機関を延長した。
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