科学の発見を追体験する理科実験教材の研究-太陽系、分子運動、遠隔力を見る、測る
| Project/Area Number |
17011001
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Humanities and Social Sciences
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| Research Institution | Hokkaido University of Education |
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Principal Investigator |
岡崎 隆 北海道教育大学, 教育学部, 教授 (20160666)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
平野 雅宣 北海道教育大学, 教育学部, 教授 (80002476)
高柳 滋 北海道教育大学, 教育学部, 教授 (50013529)
田口 哲 北海道教育大学, 教育学部, 助教授 (60281862)
高久 元 北海道教育大学, 教育学部, 助教授 (40236203)
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| Project Period (FY) |
2005 – 2006
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2006)
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| Budget Amount *help |
¥7,700,000 (Direct Cost: ¥7,700,000)
Fiscal Year 2006: ¥4,000,000 (Direct Cost: ¥4,000,000)
Fiscal Year 2005: ¥3,700,000 (Direct Cost: ¥3,700,000)
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| Keywords | 金星の太陽面通過 / 惑星の会合 / 表面張力 / ジョリーのバネばかり / 水素結合 / ブラウン運動 / パラメーター励振 / 分子運動 / 分子 / 分子間力 / 金星太陽面通過 / 地球軌道半径 |
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| Research Abstract |
金星の太陽面通過周期の「規則性」を考える-数理融合教材の試み;ハレーは金星の太陽面通過を観測することによって地球-太陽間距離の決定が可能であることを示した。この現象は8年の短周期と百年を超す長周期を繰り返すという特異な周期性をもっておりこの現象観測の科学史上の意義とともに、理科教育の題材として興味深い内容を持つ。金星と地球の公転周期が近似的に整数比(8対13)になっていることおよびこの整数比からの僅かなずれが特異な周期性の要因である。コンピューターシミュレーションを活用しながら、周期運動の合成、惑星現象の立体幾何学的考察、有理数がもつ意味を自然現象の中で明らかにする数理融合教材として検討した。
電子天秤による液体の表面張力の測定-表面張力の分子論的理解のための実験教材;「表面張力」は日常の様々な場面で見かける液体表面の振る舞いを説明する言葉として用いられる。「液体(水)=引力で引き合う分子集団」として表面張力の正体を明らかにすることを目標とした測定実験を考案しその指導法を検討した。表面張力測定法として「ジョリーのバネばかり」が知られているが、この原理に従い電子天秤を利用することによって微小な表面張力を容易に測定することができる。水の表面張力の温度依存、エタノール、オリーブ油の表面張力との比較を測定結果から考察し、液体の物性(融点、沸点、比熱)を考え合わせて物質の分子論的理解を促す教材実験とした。
教材実験の解説・演示映像の編集;これまでに検討、作成した以下の理科実験教材の解説・演示映像の編集を行った。創造性を育む理科実験教材として、教育現場での活用・普及を図っている。
1)ブラウン運動の観察とアボガドロ数の導出-分子運動を見る、2)電子天秤による磁気力の測定-遠隔力の規則性を測る、3)ブランコの運動とパラメーター励振、4)断熱蒸発による液体の温度低下の観察・計測-分子が運ぶエネルギー、5)金星の太陽面通過周期の「規則性」を考える-数理融合教材の試み、6)電子天秤による液体の表面張力の測定-表面張力の分子論的理解のための実験教材
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Report
(2 results)
Research Products
(4 results)
