| 研究課題/領域番号 |
17K00961
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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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 | 千葉大学 |
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研究代表者 |
加藤 徹也 千葉大学, 教育学部, 教授 (00224519)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2019年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | 物理教育 / 有限要素法シミュレーション / 電場・磁場 / 物理実験 / 電磁誘導 / 渦電流 / 身近な物理現象 / 物理概念への着目 / 科学教育 |
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| 研究成果の概要 |
身の回りの現象における電場や磁場は目に見えず、また、具体的な物体形状に強く依存している。高校・大学で学ぶ物理では数式で表現される数量関係に重点が置かれるため、具体的形状での議論を進めるのは難しい。本研究では、実験で扱う形状およびそれを理解するうえで手掛かりを与える形状でのコンピューター・シミュレーションを行い、その資料を用いた討論活動を通して、学習初心者でも理解すべきことを発見し、あるいはすでに理解したことを検証するようにした。また、電磁誘導が関与する力学現象を観察させるために動力不要の実験器具を製作した。そのシミュレーション資料をもとに渦電流を考察する討論活動を促すことができた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
物体形状の関わるデータの空間分布は、最近では日常の気象ニュース等で見慣れており、地理的形状と物性の対応関係は議論しやすい土壌が既にある。このようなデータ分析能力を活用・促進し、学習初心者には扱いが難しい抽象的概念である電場や磁場ついての資料をもとにした言語活動が、各概念が定着していない学習者でも可能にすることができた。Society5.0 でのデータ活用社会において、物理という教科の将来の学習スタイルへの示唆が得られたものといえる。
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