身近な物理現象を安全な機器で体感的に理解させる教員養成系大学の物理学実験の構築

2011 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 23650502
• Research Institution: Tokyo Gakugei University
• Principal Investigator: 荒川 悦雄 東京学芸大学, 教育学部, 准教授 (10272626)
• Project Period (FY): 2011-04-28 – 2014-03-31
• Keywords: 国際情報交流 / 放射線

Research Abstract

本研究では、教員養成系大学での理科実験、特に、物理学実験においては、理工学部的な専門的実験の要素を含み、かつ小中学校の現場にて即応できる実験教材の開発を目指した。３年間の申請で物理学の主要４分野（力学・波動・電磁気学・原子）について、３つの観点「身近な物理現象を題材」、「安全な民生用機器を活用（教育現場に出たときに即応可能）」、「物理量を体感（視聴覚化を含む）して理解」を基に、小中学高校及び大学教養物理と身近な現象の理解へと接続できる実験教材を開発し教材化を目指している。これらは、いずれも身近な物ないし現象に焦点をあて、教員を目指す学生にとって現場における理科実験の礎になるものにしている。今年度は、社会の情勢から放射線に焦点をあて、(1)自然放射線源の測定、(2)放射線学習の副教材を開発した。前者については、教育用ガイガーカウンター計測キットを開発した。次に放射線測定器で環境放射線を定常的に観測し自然にはどの程度放射線があるのか、報道される放射線量はどの程度なのかといったことを正しく知ることができるように、教育用放射線測定器「はかるくん」を用いて航空機内、富士山、海洋上で測定した。これらの成果を、本学の物理学実験の授業に取り込み、環境放射線や放射線測定の方法についての実験授業を行った。次に後者については、文部科学省の新学習指導要領及び中学校学習指導要領解説理科編に基づいた放射線教育向けの副教材を作成した。 主に中学校の理科教育の現場で使用することを想定し、画像、イラストを多く取り込み内容について視覚化を試みた。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

複数あるテーマの行う順序は変更したが、学会発表、副教材の製作（放射線の軌跡）、研究発表に関する受賞（はかるくん研究）など進捗は順調である。高速録画機能付民生用デジタルカメラを用いた力学の実験開発は、吹き矢の運動、泡の粘性係数の測定の２つの実験が概ね終了している。電場の測定装置については、プロトタイプの計測器が完成した。

Strategy for Future Research Activity

今年度は、高速録画機能付民生用デジタルカメラを用いた力学の実験開発（吹き矢の運動および泡の粘性係数）についての成果を学術論文にまとめる予定である。電場の測定装置については、プロトタイプの計測器を理科実験に耐えうるよう耐久性のあるものに改定する。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

計画通りに実験開発に関する消耗品および謝金に使用する予定である。