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Active learning course design and assessment on university basic physics course

Research Project

Project/Area Number 18H01065
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 09080:Science education-related
Research InstitutionYamagata University

Principal Investigator

千代 勝実  山形大学, 学士課程基盤教育機構, 教授 (80324391)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 安田 淳一郎  山形大学, 学士課程基盤教育機構, 准教授 (00402446)
大薮 進喜  徳島大学, 教養教育院, 准教授 (10396806)
古澤 彰浩  藤田医科大学, 医学部, 准教授 (20362212)
小西 哲郎  中部大学, 工学部, 教授 (30211238)
中村 泰之  名古屋大学, 情報学研究科, 准教授 (70273208)
齋藤 芳子  名古屋大学, 高等教育研究センター, 助教 (90344077)
伊東 正人  愛知教育大学, 教育学部, 教授 (90378232)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2022-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥15,600,000 (Direct Cost: ¥12,000,000、Indirect Cost: ¥3,600,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2019: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2018: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
KeywordsSTEM教育 / 物理学 / 標準テスト / アセスメント / アクティブラーニング
Outline of Annual Research Achievements

1. 大学間連携コースデザイングループで、愛知教育大学・中部大学・名古屋大学・藤田保健衛生大学・山形大学の研究代表者と分担者が主となって大学初年次向けの物理学コースデザインを行った。「初等力学」「質点の力学」の教育を行なっている既存のコースデザインを整理して小単元ごとに分解するとともにアクティブラーニング型授業で再構成し、15 回の授業を有機的に結合させたコースデザインを実施した。各大学のカリキュラムポリシーの中で到達目標を決定し、それにあわせて小単元を順序性・系統性・依存性を検討した上で15 回の授業を設定した。
2. 能動的に参加する講義実験の開発:理系科目において学生が実験を経験することにより小単元の理解度と定着度を高めるため に、講義室などで実施できる講義実験を開発し、系統的にコースの中に位置付けた。単なる従来型の演示実験ではなく、学生自身が仮説検証に参加することにより、小単元の概念理解に到達するよう配慮した。
3. コースデザイン改善のためのPDCAサイクルの構築:アクティブラーニング型のコースについて、コース受講前・受講直後にFCIをはじめとした国際的標準問題を利用したベンチマーキング を実施する計画を策定する。
4. 大学間連携でのアクティブラーニング型コース評価:アクティブラーニング型のコースデザインを実施した時に、その教育効 果が学生の入学時の学びの準備状況とどの程度相関があるか、入学偏差値の異なる5大学で開発したコースを評価し検証した。
5. 米国のIR先進事例を検証するために、シカゴ大学を訪問し、初年次物理教育の状況を調査した(2019年10月)。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

アクティブラーニング型コースの開発、授業の実施、大学間の連携と標準テストによる事前事後テストについて予定通り遂行できている。

Strategy for Future Research Activity

2020年度においては、新型コロナウイルス感染症の影響でこの研究課題に参加する全ての大学において面接授業が中止されており、当初想定したアクティブラーニング型授業が実施できない。遠隔授業形式でどの程度まで教育効果を調査できるか検討中である。

Report

(2 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report

Research Products

(21 results)

All 2020 2019 2018 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (18 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results) Book (1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] How to utilize the Lambert W function in physics classes2019

    • Author(s)
      伊東正人
    • Journal Title

      JPESJ

      Volume: 67 Issue: 1 Pages: 22-26

    • DOI

      10.20653/pesj.67.1_22

    • NAID

      130007642869

    • ISSN
      0385-6992, 2432-1028
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 非物理系の大学初年次物理学教育における系統的演示実験・講義の展開 V2020

    • Author(s)
      古澤彰浩、伊東正人、大薮進喜、小西哲郎、齋藤芳子、千代勝実、中村泰之、藤田あき美、三浦裕一、安田淳一郎
    • Organizer
      日本物理学会第75回年次大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 電磁気学の法則を可視化する演示実験の開発 ― ガウスの法則、アンペールの法則など2020

    • Author(s)
      三浦裕一、古澤彰浩、伊東正人、大薮進喜、小西哲郎、齋藤芳子、千代勝実、中村泰之、安田淳一郎
    • Organizer
      日本物理学会第75回年次大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 山形大学における基盤力テスト~3年間の経年変化の分析2020

    • Author(s)
      千代勝実, 渡辺絵理子, 飯島隆広, 安田淳一郎
    • Organizer
      日本物理学会第75回年次大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Hybrid Class Model Evolution for Yamagata University’s FYE Course2020

    • Author(s)
      Takao Hashizume, Douglas Gloag, Tetsuya Shiroishi and Katsumi Senyo
    • Organizer
      39th Annual Conference on the First-Year Experience 2020
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 非物理系の大学初年次物理学教育における 系統的演示実験・講義の展開 IV2019

    • Author(s)
      古澤彰浩、伊東正人、大薮進喜、小西哲郎、齋藤芳子、千代勝実 、中村泰之、藤田あき美、三浦裕一、安田淳一郎
    • Organizer
      日本物理学会秋季大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 角運動量を理解する演示実験の開発 II ―運動量-角運動量の相互変換の可視化2019

    • Author(s)
      三浦裕一、古澤彰浩、伊東正人、大薮進喜、小西哲郎、齋藤芳子、千代勝実、中村泰之、安田淳一郎
    • Organizer
      日本物理学会秋季大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 山形大学における基盤力テスト~第 3 回実施データの分析2019

    • Author(s)
      千代勝実, 渡辺絵理子, 飯島隆広, 安田淳一郎
    • Organizer
      日本物理学会秋季大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Improving Student Learning by Learning through Teaching2019

    • Author(s)
      Takao Hashizume, Douglas Gloag, and Katsumi Senyo
    • Organizer
      2019 Assessment Institute in Indianapolis
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 角運動量を理解する演示実験の開発 ― 運動量-角運動量の相互変換の可視化2019

    • Author(s)
      三浦裕一、古澤彰浩、 伊東正人、大薮進喜、小西哲郎、齋藤芳子、千代勝実、中村泰之、安田淳一郎
    • Organizer
      日本物理学会第74回年次大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 非物理系の大学初年次物理学教育における系統的演示実験・講義の展開 III2019

    • Author(s)
      古澤彰浩、 伊東正人、大薮進喜、小西哲郎、齋藤芳子、千代勝実、中村泰之、藤田あき美、三浦裕一、安田淳一郎
    • Organizer
      日本物理学会第74回年次大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] ぶら下げた鎖に現れる数理と力学授業への導入2019

    • Author(s)
      伊東正人
    • Organizer
      日本物理学会第74回年次大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Evolution of the First-Year Experience Course at Yamagata University2019

    • Author(s)
      Takao Hashizume, Katsumi Senyo, Shigeru Asano, and Koji Fujiwara
    • Organizer
      38th Annnual Conference on the First-Year Experinence
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 非物理系の大学初年次物理学教育における系統的演示実験・講義の展開 II2018

    • Author(s)
      古澤彰浩、 伊東正人、大薮進喜、小西哲郎、齋藤芳子、千代勝実、中村泰之、藤田あき美、三浦裕一、安田淳一郎
    • Organizer
      日本物理学会2018年秋季大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 鎖の形状に潜むランベルトのW関数とその演示方法2018

    • Author(s)
      伊東正人
    • Organizer
      日本物理学会2018年秋季大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 物理学講義実験における学生の学習行動2018

    • Author(s)
      齋藤芳子
    • Organizer
      大学教育学会2018年度課題研究集会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 山形大学における基盤力テスト~第2回実施データの分析I~2018

    • Author(s)
      安田淳一郎, 千代勝実, 渡辺絵理子, 飯島隆広
    • Organizer
      日本物理学会2018年秋季大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 山形大学における基盤力テスト~第2回実施データの分析II~2018

    • Author(s)
      千代勝実, 安田淳一郎, 渡辺絵理子, 飯島隆広
    • Organizer
      日本物理学会2018年秋季大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Using a Smartphone-Based Integrated Data Collection System to Measure Student Learning Gains2018

    • Author(s)
      Katsumi Senyo, Shigeru Asano, Koji Fujiwara, Douglas Gloag, Takao Hashizume, and Junichiro Yasuda
    • Organizer
      2018 Asssessment Institute in Indianapolis
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Book] 物理学講義実験ハンドブック(第5版)2020

    • Author(s)
      物理学講義実験研究会
    • Total Pages
      72
    • Publisher
      名古屋大学高等教育研究センター
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Remarks] VERIOR INTERPRETATIO NATUAE

    • URL

      https://physicsdemo.org

    • Related Report
      2019 Annual Research Report

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Published: 2018-04-23   Modified: 2021-08-30  

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