2014 Fiscal Year Annual Research Report
認知論的アプローチと探究活動を重視した高校・大学物理教育カリキュラムの開発
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24501052
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| Research Institution | Kyoto University of Education |
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Principal Investigator |
村田 隆紀 京都教育大学, その他部局等, 名誉教授 (10027675)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
笠 潤平 香川大学, 教育学部, 教授 (80452663)
谷口 和成 京都教育大学, 教育学部, 准教授 (90319377)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | アクティブ・ラーニング / 物理教育 / モデリング / 認知科学 / 探究学習 / 誤概念 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，高校および大学の物理教育において「科学的概念の習得」と「知識の総合的な活用」を重視した物理教育プログラムの開発を目指すものである。昨年度までの検討の結果，英国「アドバンシング物理」の教材であるモデリングソフト“Modellus”を用いて，米国「物理教育研究（PER）」を参考に力学分野の“相互作用型演示実験講義（ILDs）”を開発し，高校生を対象とした公開講座により，その有効性を検証した。一方で，(1)高校や大学における物理授業に組み込む方法，(2)その効果の評価方法の検討が課題となっていた。
そこで本年度は，(1)への対応として，昨年度に実施した公開講座の展開を研究協力者の各高校，大学において実施し，その成果を各自で持ち寄り，研究会形式でその実現性について検討を行った。なお，(2)に対しては，PERで開発された「力と運動に関する概念調査問題（FMCE）」を参考にした。その結果，大学においては，力学分野の講義にて「力と運動」の単元の講義後の概念の定着とその活用を促すためにこの展開を応用し，高校物理の履修状況に関係なく高い満足度と履修状況に応じた特徴的な反応および効果を得た。これは，未履修学生にとっては，講義で学んだ運動方程式に従って自ら行ったモデリングで，典型的な運動が再現されたことによる理解が促進された結果であり，既習学生にとってはそれを超えて，さらにより複雑な運動の再現を試みる探究心が喚起された結果である。一方，高校では授業時数の関係から，公開講座の展開を部分的に活用した高校が複数あった。たとえば課題研究の一環として実施した高校では，前述の物理既習の大学生と同様の反応と効果が確認された。また，アクティブ・ラーニング型の展開を試みた高校では，生徒の持つ誤概念の改善に成功した。これらの成果を基に，力学分野に限定的ではあるものの，本研究が目指す授業プランを提案した。
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