2015 Fiscal Year Research-status Report
中学校理科における「気象庁数値予報モデル」を用いた大気環境調査のための新教材開発
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26350181
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| Research Institution | Iwate University |
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Principal Investigator |
名越 利幸 岩手大学, 教育学部, 教授 (10527138)
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2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 数値実験 / 数値予報 / 大気環境教育 / 海陸風循環 / 台風 / Web CReSS for Education / NHM統合環境 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
26年度には，気象研究所より貸与された既存のNHM統合環境プログラムを用い，岩手大学教育学部附属中学校２年生において研究授業を実施した。その成果の分析を行い，数値実験の何が中学生にとって理解の障害になっているのかを検討した。その結果，流体力学の連立偏微分方程式の意味が分からない，計算機の必要性が分からない等の疑問点が明らかになってきた。そこで，ごく簡単な移流方程式を手計算で解くことによって，編部分方程式も四則演算に帰着することを子ども達に理解させる教材を作成した。
一方，気象庁からの貸与されたNHM統合環境プログラムは，岩手大学内の使用許可になっている為，一般の中学校で研究授業を行うことができない。これに関しては，仙台管区気象台庁を経由して，気象庁に解放への要望書を提出中である。今後，解放されることを期待したい。そこで，名大雲解像モデルCReSSの入力インターフェースの開発をお願いし，プロトタイプができあがった。その名称は，「Web CReSS for Education」である。海陸風，台風，スーパーセル，前線などの数値実験ができるように｢教育版インターフェース」を開発した。中学生でも容易に初期設定ができるように，ワンクリックで，日本地図上から領域を切り出したり，３次元格子間隔を設定でき，それらから，自動で積分のタイムステップを数値計算が止まらないように，決定するものである。
このプログラムのバージョンアップなどを，平成28年度に行い，より子ども達が使いやすく，気象現象の意味を理解できるような利用法を考えることとした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
雲解像モデルCReSSの教育用プロトタイプが完成し，一般の市内中学校で研究授業ができる環境が整った。盛岡市立U中学校で，台風，積乱雲等の気象現象に関する数値実験を，研究授業という形で実施したい。さらに，その教育的効果を，統計的に処理し，有意差を検証した。
納入された「Web CReSS for Education」を利用した「台風」における海水面温度を，±１０℃変化させた場合の感度実験を行い，どのような状況でも停止しないことを確認した。それらの確認後，盛岡市立U中学校，及び岩手大学教育学部附属中学校で研究授業を実施した。その統計データ分析から，２校の差の有無や理解度などを比較検討した。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在，台風は，海水面温度の変化のみで，計算スタート時刻の変化や，地形の消去などできない。そこで，さらに，ソフト開発会社にお願いし，「Web CReSS for Education」のヴァージョンアップを図りたい。それらを基に，市内中学校及び本学教育学部附属中学校で研究実践を積み重ね，ヴァージョンアップ版を完成したい。
それらを，関係諸機関に，理科教育学会，気象学会などで発表を通じて提示し，ご意見を伺い，論文として投稿できるようにしたい。
さらに，それらを海外に普及させる為に，WMO世界気象機構加盟国の気象教育担当部局に，持参し，外部評価してもらいたい。（例えば，初年度に行ったアメリカ気象学会教育セクション（ワシントン）やヨーロッパ気象局（ドイツベルリン））
また，この様な義務教育段階の子ども達に実践させた取り組み，プログラムの開発は，気象関係者，理科教育関係者においても例が無く，これらが完成すると計り知れない教育効果があると考える。
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