2019 Fiscal Year Research-status Report
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19K03148
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| Research Institution | Fukuoka University of Education |
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Principal Investigator |
小杉 健太郎 福岡教育大学, 教育学部, 准教授 (70380376)
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2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 化学教育 / 化学教育教材 / 科学教育教材 / 実験教材 / 分光実験教材 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、大学で学習する物理化学的な考え方の基礎の一端を、分光実験とSTEM教育的な活動を通して学ばせることが可能な科学教材の開発を目指している。令和元年度には、教材において行う分光実験で使用する紫外可視領域用小型分光器の測定ソフトウェアの開発と分光実験装置の主要部分の導入を行った。
紫外可視領域用小型分光器の測定ソフトウェアについては、本研究以前に作成していたものをベースにして改良することで開発を進めた。具体的には、液体試料の透過光強度の測定と、それに基づいて吸収スペクトルの算出等を行うソフトウェアに、指定波長における吸光度の時間変化を測定する機能等を追加した。この改良は、化学反応速度論に関する実験を教材に取り入れることを想定してのものである。この際、スペクトル等のデータの表示やソフトウェアの操作が学習者にとってわかりやすいものになるように留意した。科学教育・理科教育の研究者からの助言を得るために、研究成果の一部を令和元年９月に開催された日本理科教育学会全国大会にて発表した。この発表時には、一つの波長における吸光度の測定・表示・記録が可能であったが、その後も改良を継続して行い、年度中には四つの波長での実行が可能となった。その他に、ソフトウェア内部のサブルーチン化も進めた。これは、学習者がサブルーチンを組み合わせて実験や解析に用いるソフトウェアの作成を行う活動を、教材に含めることを視野に入れてのものである。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
小型分光器用測定ソフトウェアの開発に、計画していた以上の時間を要した。教材に含めるSTEM教育的な活動での活用を想定して、ソフトウェア内部のサブルーチン化を行いながら開発を行ったことが一因であるが、これは必要な過程であったと考えている。しかし、このために当初計画していた教材用実験の題材の探索を行うことができなかった。
以上を総合して、現在までの達成度を「やや遅れている」と自己評価している。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度の研究の進捗状況と新型コロナウィルスに起因する諸状況の変化を考慮すれば、本研究の主たる目標を達成するためには、当初計画を修正する必要があると考えている。
令和２年度には、教材に含める測定実験内容の大筋を確定することを目指す。紫外可視領域の分光実験教材の題材については、化学反応速度論に関する教材として既知の系から選択することで、研究を進める。ラマン分光実験についても装置の整備を進めて、実験環境が整い次第、題材の検討に着手する。分光実験の題材の決定後には、教材として行う実験の条件とデータ解析・考察の内容を検討する。
令和３年度には、実験データの解析過程や、ソフトウェアの作成過程を教材に取り入れることに取り組む。また、実験教材による学習効果を向上させるための補助的な教材についても検討する。
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| Causes of Carryover |
実験装置の見積額と購入額に差異が生じたこと、及び、学会発表のための旅費を科研費から支出しなかったために、次年度使用額が発生した。これは次年度の助成金と合算して、本課題研究で開発する教材の一部である実験に必要な物品の購入に充てる。
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