2020 Fiscal Year Research-status Report
後期中等教育段階における数学と物理の双方向性の構築と双方向性指向教材の開発研究
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19K03185
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| Research Institution | Onomichi City University |
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Principal Investigator |
南郷 毅 尾道市立大学, 経済情報学部, 准教授 (30710933)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
牧山 隆洋 弓削商船高等専門学校, 総合教育科, 講師 (20804553)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 数学教育 / 物理教育 / 双方向性 / 関連 / 動画教材 / シミュレータ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2020年度は，数学と物理の教科書における単元ごとの表面的な双方向性について整理を行った．また，数学と物理を日常的に関連づけて学ぶ教材の形式を検討し，動画教材やシミュレータとすることとした．研究の進捗があった際の随時のWeb会議や，３回の対面の打ち合わせにより，議論や研究の進捗管理を行った．
数学と物理の双方向性の整理では，昨年度の調査結果の表現方法を研究グループで議論し，数学の学習事項から見た物理の学習事項との関連の表，物理の学習事項から見た数学の学習事項の関連の表としてまとめた．これにより，数学教員，物理教員がともに利用可能な，数学と物理の関連についての一覧表を作成できた．
数学と物理を日常的に関連づけて学ぶ教材の開発では，オンライン授業対応等で学生のインターネット環境が劇的に改善されたことを受けて，当初の予定を変更し，動画教材を開発することとした．５分以内で完結するように要点を絞って解説する，物理の単元に対応した数学解説動画集「物理のための数学」の作成を開始した．作成した動画は，Webページで順次公開していく予定である．また，シミュレータとして，サイコロシミュレータ，津波シミュレータ，積分シミュレータを開発した．これらも，Webページで公開予定である．
物理実験の動画教材として，ボトルクロック，ガリレオ振り子時計，ホイヘンス時計，垂揺球儀，ニューコメンの大気圧エンジン，スターリングエンジン，ワットの蒸気エンジンを開発し，それらをWebページで公開した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
新型コロナウィルス感染症に対応した日常業務に時間を取られ，数学と物理を双方向に学ぶ教材の開発への着手が遅れた．また，2019年度に開発した楕円コンパス教材を用いた実践研究を予定していたが，対面授業が実施できず延期とした．物理実験についての教材は順調に開発が進んでいる．
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| Strategy for Future Research Activity |
2021年度は，2020年度に作成した数学と物理の関連の一覧表をもとに，数学と物理を関連づけて学ぶ動画教材の開発を続ける．また，数学と物理の双方向性を体感しながら学ぶことができる実験教材の題材を引き続き探索する．
2019年度に開発した楕円コンパス教材を用いた授業を実施し，改善点の把握などを行う．３ヶ月に１回程度の対面またはWebでの打ち合わせで，議論や進捗管理を行う．
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| Causes of Carryover |
新型コロナウィルス感染症の影響で，参加を予定していた学会への参加ができなかったため繰越金が生じた．繰越し金は，動画教材開発や物理実験開発に充当する予定である．
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