| 研究課題/領域番号 |
13680205
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
科学教育
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| 研究機関 | 帝京平成大学 |
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研究代表者 |
原 康夫 帝京平成大学, 情報学部, 教授 (10015505)
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| 研究期間 (年度) |
2001 – 2003
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| 研究課題ステータス |
完了 (2003年度)
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| 配分額 *注記 |
2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
2003年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
2002年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
2001年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
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| キーワード | 数学教育 / 物理教育 / 工学基礎教育 / 教材モジュール / 数理的推論能力 |
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| 研究概要 |
物理学と数学は独立した教科である。しかし、物理学と数学はたがいに他方の基礎・基盤であると同時に発展・応用であるという関係にあるので、学生は物理学と数学という2本の柱を螺旋状に巡る螺旋階段を登るように、両者の学習を密接に関連させて学んでいくのが効果的である。本研究では、このタイプの学習に役立つ教科書の作成を、授業でその効果を評価しつつ行った。
理工系の大学生にとって数学と物理学を学ぶ目的は、卒業後の社会活動で直面する問題の解決に必要な数理的推論能力、つまり、直面している問題をモデル化し、問題を特徴づける量を変数として選び、変数の関係を関数として表現することを通じてモデルを数式化し、数式を解き、得られた解の意味を検討し、現実の問題と対応させて直面する問題を解決する、という一連の作業を実行する能力である。またそれと同時にこの作業に必要な基礎知識を身に付けることである。
本研究で開発した教科書では、物理学への応用例に基づいて、まず単位のついた数値を表す変数および複数の変数の関係を表す関数の意味を理解し、関数のグラフによる表現に慣れる。つづいて、増加、減少、振動などを表現する関数である三角関数、指数関数、対数関数を学ぶ。その後で、関数の変化率である微分(導関数)と積分を学び、導関数を含む関係式である微分方程式を主として力学および振動現象とともに学ぶ。
学生の学習状況に応じた螺旋状学習のために、開発した教科書の主要部分は第1部基礎数理篇と第2部微積分学篇から構成され、モジュール化されている。作成した教科書は電子ブァイル化されていて、インターネットを通じて配布可能である。
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