2016 Fiscal Year Research-status Report
分子レベルを意識した化学用電子実験書の作成とその評価
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16K00953
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| Research Institution | Tokyo Gakugei University |
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Principal Investigator |
生尾 光 東京学芸大学, 教育学部, 准教授 (50159589)
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2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 化学反応 / 可視化 / 学生実験 / 電子教科書 / SN1 / SN2 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は大学生向けの教材としてSN1とSN2で進行する塩素化のコンピュータグラフィックス(CG)動画を作成した。SN1としてはtert-ブタノールからtert-ブチルクロライドを生成する反応を、SN2としては1-ブタノールから1-クロロブタンを生成する反応を選定した。半経験的分子軌道法に基づき作成したCG動画は反応中の構造変化を棒球モデルで、エネルギー変化を反応プロフィールにより表示する。CG動画は電子実験書に組み込み、化学式や静止画のCGだけでは伝えられない分子の動的な構造変化を観察できるようにした。学生は、ステップ1としてこれらCG教材を用いてSN1やSN2反応のイメージを学習し、ステップ２で電子実験書に表示される実験のフローチャートやポップアップ写真から具体的な実験のイメージを得て主体的に実験や観察さらには赤外線吸収スペクトルによる確認迄の操作ができ、最後にステップ３で電子実験書に組み込まれたクイズによって学習内容を確認できるように作成した。作成した電子実験書を用いて少人数の学生にステップ１と３を試行した結果SN1における攻撃方向や反応に伴うエネルギー変化の理解に効果が認められた。
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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
SN1とSN2の反応を可視化し大学生を対象とした合成実験用の電子実験書を作成しそのCG教材の部分を少人数に試行し教材がSN1における攻撃方向や反応に伴うエネルギー変化の理解に効果が認められた。
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| Strategy for Future Research Activity |
電子実験書をよりインタラクティブに改善し、合成実験の部分も含めて試行しその結果を解析する。
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| Causes of Carryover |
購入を予定していたパソコンの仕様を再検討したため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
試行にも用いることができるタブレット型のパソコンを購入することとした。
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Research Products
(14 results)
