気候変動の数理モデルを題材とした数学教材の調査と開発

2008 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20500795
• Research Institution: Fukui National College of Technology
• Principal Investigator: 坪川 武弘 Fukui National College of Technology, 一般科目教室(自然科学系), 教授 (70236941)
• Keywords: 環境科学 / 温暖化 / 応用数学 / テクノロジーの活用

Research Abstract

(1)海外での環境問題を用いた数学教育の調査について
第11回数学教育国際会議(ICME11メキシコモンテレー)に参加し、国際的な動向について調査を行った。この中でPCなどのテクノロジーを用いた数学教育が世界的に定着してきていること、環境教育という面からのアプローチはまだ教材として十分組み入れられていないことが分かった。学習インフラの整備が進んできている中で、それを活用するという面で環境問題の導入が重要な課題であることは確認できた。また、メルボルン(オーストラリア)での高校・大学での環境教育の実態調査では、学科として物理や数学と並んで「環境」というのが存在しそのための教員養成が積極的に行なわれていることが分かった。内容も最新の科学的な成果が取り入れられており日本でも参考になると思われる。この教科は数学との関連での素材も豊富である。また、環境科目の教員は地学などの理科分野から来ており、教材についての扱いに数学科の教員が関わることでより発展性が見込める。
(2)温暖化モデルの教材化、ローカルモデルの検討
メルボルンの調査などで明らかになったのは、温暖化を示す具体的な数値データを利用した教材、温暖化のモデルの定性的な説明の教材、ビデオを積極的に活用した教材などが豊富であったことである。これらのことから、データの可視化、グラフ化とその解析のために統計的処理、関数としての近似化などが必要でありかつ有用であることが分かった。この点でグローバルなデータと地域的なデータの両方を用いた教材が必要であると考え、データの収集と利用法の研究に入った。温暖化の数学的モデルは2007年のIPCC報告で示された見地の分析を現在進めている。
(3)授業での利用その他
実際のデータを用いた授業については、SPP(2008年度)等での実験数学授業に参加し活用方法の経験を得ている。WEBでの教材公開と合わせて次年度の課題となっている。