2020 Fiscal Year Annual Research Report
Study of development of an introductory physics textbook based on survey of thought processes of first-year engineering students
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18K02964
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| Research Institution | Tokyo City University |
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Principal Investigator |
右近 修治 東京都市大学, 共通教育部, 教授 (60735629)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
新田 英雄 東京学芸大学, 教育学部, 教授 (50198529)
山本 明利 北里大学, 理学部, 教授 (70751105)
中村 正人 東京都市大学, 共通教育部, 講師 (90247130)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 物理教育研究(PER) / 物理スイート / 入門物理教科書 / デジタル教科書 / 問題解法スキル / 概念的理解 / 概念変容 / 多様表現 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は，理工系大学初年度生を対象とした物理教育研究（Physics Education Research: PER）による調査結果に基づき，物理スイート構想を念頭に置いた標準的な大学入門力学教科書を，紙媒体・デジタル，双方の形式で開発することにある。
いかなる物理教科書が学生に高い学習効果をもたらすのか。学生の持つ誤概念を変容させ，問題解法スキルを向上させるなど，高い学習効果をもたらす教科書を構成する要素・教材は何か。物理スイート構想が含む教科書と授業形態，問題集，ワークブック，実験，教科指導書等の各構成要素のいかなる連携が学生に高い達成度をもたらすのか。これが本研究の学術的問いである。
入門物理教育の目指す目標は１．問題解法スキルの育成，２．深い概念的理解，３．好ましい学習観の育成の3点にある。これらを実現させるために本研究グループは，(1)PERとして長年検討され，有効であると考えられてきた教材の導入(2)身近な問題・日常的な問題の導入(3)多様表現（Multiple Representations）の導入(4)多彩なモデル・アナロジーの導入(5)問題解法指導の導入，の5点を課題としている。初年度生対象の問題解法聞き取り調査結果，相互型演示実験授業(ILDs)の記録，力学概念調査（Force Concept Inventory, FCI），MPEX（Maryland Physics Expectations survey），CLASS(Colorado Learning Attitude about Science Survey)等の学習姿勢調査の解析結果，および各種文献調査に基づき，これらの課題を取り入れた入門力学教科書暫定版(303頁)を作成し，そのデジタル版を公開した。全11章からなる暫定版各章の内容や記述表現には，先の(1)～(5)の項目が具体的に活かされている。
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