2016 Fiscal Year Research-status Report
イオンの理解増進のためのマイクロスケール実験とICT活用
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15K00984
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| Research Institution | University of Miyazaki |
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Principal Investigator |
中林 健一 宮崎大学, 教育学部, 教授 (60201670)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
有井 秀和 宮崎大学, 教育学部, 准教授 (80384733)
湯地 敏史 宮崎大学, 教育学部, 准教授 (80418988)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | イオンの理解 / マイクロスケール実験 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
中高校生のイオンの理解増進のためのマイクロスケール実験とICT教材のタンデム活用を行う。本研究では，有色銅イオンの移動の観察を目的として，中学・高校の理科または化学実験用のマイクロスケール理科・化学実験装置を開発している。 またリモコンを活用する生徒のイオン理解増進のためのFLASH化学教材開発を実施している。最終的に、マイクロスケール実験の結果をもとに、ICT教材をタンデム活用することで、生徒の粒子概念の育成を目指す。
中学校理科の学習指導要領において，イオン概念の形成を図ることをねらいとした単元として「化学変化とイオン」が設けられた。これは化学変化についての観察・実験を通して，水溶液の電気伝導性や中和反応について理解させるとともに，これらの事物・現象をイオンのモデルと関連づける見方や考え方を養うことを目的にしている。また，本単元は高等学校の化学の基礎となる単元でもあり，中学校で形成された粒子概念をもとに化学変化とイオンに関わる事象を微視的に考察させることで，イオン概念の形成を中高一貫して形成することをねらいとしている。
本研究では，有色銅イオンの移動の観察を目的として，寒天法を用い，これまでの寒天法の欠点を補う目的で装置をマイクロスケール化する。装置の特徴は，寒天そのものを硫酸銅（Ⅱ）水溶液の支持体として用い，陰極相，支持体相，陽極相の3相構造にしたことにある。生徒実験をマイクロスケール化するにより電極間の距離が短くなり，低電圧で短時間にイオンの移動の観察が可能となった。 また，９マスセルを用いることによって，生徒がイオンの移動実験を少人数で観察できるようになる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
マイクロスケール実験教材⇔ICT教材とのタンデム化の学習効果を評価している。
タンデム教材の学習効果の評価と授業実践を行うために、宮崎大学教育文化学部附属中学校で出前授業を実施し、生徒及び教師の興味・関心がどこにあるのかをアンケートを実施して明らかにし、問題点の明確化を行った。本実験の授業風景を撮影しその映像を分析し、評価を行った。
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| Strategy for Future Research Activity |
実験で得られた結果をもとに，さらに生徒がイオンの粒子概念を実感をもって捉えるために，粒子モデルを用いた学びあいによる思考・表現活動を取り入れ，理解を深めるプロセス開発を行う。
具体的には、イオンの理解増進のためのマイクロスケール実験とICT教材のタンデム活用におけるリモコンを活用する生徒のイオン理解増進のためのFLASH化学教材開発を行う。
さらに電子黒板等を活用したイオンの粒子モデルによる思考・表現の補助ツールを開発する。授業を通して本教材の有用性の検証を行う。
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| Causes of Carryover |
研究計画にある装置の値上がりで購入を見送ったことと旅費の支出を控えたため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
最終年度であるために研究装置の購入をあたらに進め購入する。また研究の成果を公表するために旅費として支出したい。
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