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理工系大学初年度物理受講生の思考過程調査に基づいた物理教科書開発の研究

研究課題

研究課題/領域番号 18K02964
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分09080:科学教育関連
研究機関東京都市大学

研究代表者

右近 修治  東京都市大学, 共通教育部, 教授 (60735629)

研究分担者 新田 英雄  東京学芸大学, 教育学部, 教授 (50198529)
山本 明利  北里大学, 理学部, 教授 (70751105)
中村 正人  東京都市大学, 共通教育部, 講師 (90247130)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2019年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2018年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード物理教育研究(PER) / 多様表現 / 物理スイート / 理工系大学入門教科書 / 思考過程調査 / 力学概念調査(FCI) / 概念的理解 / 問題解法スキル / 入門物理教科書 / デジタル教科書 / 概念変容 / 大学入門力学教科書 / 学習姿勢 / FCI / 物理スウィート
研究成果の概要

物理教育研究(PER)による調査結果に基づき,標準的な理工系大学入門力学教科書を開発した。教科書に求められるものは1.深い概念的理解,2.問題解法スキルの育成,3.望ましい学習観の育成の3点である。学生は授業や教材群に対し,どのような態度で臨み,どのような思考過程を経て物理を把握するのか,またどのようにして素朴概念や誤概念を克服していくのかを分析し,教科書を開発した。文章,図解,グラフ,数式等の多様表現に着目すると共に,学生の問題解法方略指導に十分な配慮がなされている。完成した教科書は力学の基礎的分野からなる316頁ほどのテキストで,紙媒体,電子媒体,それぞれに対応している。

研究成果の学術的意義や社会的意義

物理教育研究(PER)は科学的思考法に基づいた学問固有の科学的題材についての学習と教授に関する教育研究(DBER)である。通常の教育研究同様,認知科学や脳神経科学の最新の成果を取り入れ,学生の学習過程を科学的に探求する分野である。一方,学生の物理法則理解に基づいた推論の過程を支援し,学生が物理概念を効果的に獲得することを目指すため,研究者は物理学領域固有の専門性を必要とする。本研究の特色は,こうしたDBERのプログラムに沿って入門力学教科書を開発した点にある。特に物理学の概念的理解と多様表現の関わり,そして学生の問題解法スキルの育成に焦点を当てた本研究は,今後の物理教育への新たな一歩となる。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (13件) (うちオープンアクセス 4件、 査読あり 4件) 学会発表 (11件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] 教科書の研究―物理教科書は生徒の学びとどう関わるのか―2021

    • 著者名/発表者名
      右近修治
    • 雑誌名

      青山学院大学 教職研究

      巻: 8

    • NAID

      40022678623

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] 意外と使える質量中心系―2次元衝突の概念的理解に向けて―2021

    • 著者名/発表者名
      右近修治
    • 雑誌名

      物理教育通信

      巻: No.184

    • NAID

      130008062487

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] ハークロッツ氏講演:英国Aレベル物理における探究活動2020

    • 著者名/発表者名
      右近修治
    • 雑誌名

      物理教育

      巻: 68 ページ: 132-136

    • NAID

      130007897020

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 電気の学習が目指すもの2020

    • 著者名/発表者名
      右近修治
    • 雑誌名

      理科教室

      巻: 63,1 ページ: 37-44

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 物理教育通信 第178号 目次2020

    • 著者名/発表者名
      右近修治
    • 雑誌名

      物理教育通信

      巻: 178 号: 0 ページ: 2-2

    • DOI

      10.24594/apej.178.0_2

    • NAID

      130007829828

    • ISSN
      2423-8988, 2433-4529
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 物理教育における多様表現の活用2020

    • 著者名/発表者名
      右近修治
    • 雑誌名

      青山学院大学 教職研究

      巻: 6号 ページ: 39-55

    • NAID

      40022285820

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 理工系入門物理教科書に求められるもの2019

    • 著者名/発表者名
      右近修治
    • 雑誌名

      大学の物理教育

      巻: 25 号: 2 ページ: 86-90

    • DOI

      10.11316/peu.25.2_86

    • NAID

      130007690064

    • ISSN
      1340-993X, 2432-1710
    • 年月日
      2019-07-15
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書 2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 「仕事とエネルギー」概念の再検討2019

    • 著者名/発表者名
      右近修治
    • 雑誌名

      理科教室

      巻: 62,11 ページ: 81-85

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 力学概念形成を手助けするICT2019

    • 著者名/発表者名
      右近修治
    • 雑誌名

      理科教室

      巻: Vol.62,No.3 ページ: 43-49

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 相互型演示実験授業(ILDs)による授業研究2019

    • 著者名/発表者名
      右近修治
    • 雑誌名

      東京都市大学共通教育部紀要

      巻: Vol.12

    • NAID

      40021958843

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 都市大ソコロフ先生研究会報告2019

    • 著者名/発表者名
      右近修治
    • 雑誌名

      物理教育通信

      巻: No.175 ページ: 17-40

    • NAID

      130007676435

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 力学の相互型演示実験授業(ILDs)Ⅱ2018

    • 著者名/発表者名
      右近修治
    • 雑誌名

      理科教室

      巻: Vol.61,No.11 ページ: 37-44

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 力学の相互型演示実験授業(ILDs)2018

    • 著者名/発表者名
      右近修治
    • 雑誌名

      理科教室

      巻: Vol.61,No.5 ページ: 32-38

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 物理教育研究に基づいた入門物理教科書の開発(1)2021

    • 著者名/発表者名
      右近修治
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 多様表現と物理問題解法方略(1)2020

    • 著者名/発表者名
      右近修治
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 入門物理コース,力学オンライン授業の有効性(1)2020

    • 著者名/発表者名
      右近修治
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 理工系入門力学教育における問題解法方略―多様表現の活用―2019

    • 著者名/発表者名
      右近修治
    • 学会等名
      日本物理教育学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 入門物理教科書における効果的な問題解法方略と概念形成のための多様表現の活用(1)2019

    • 著者名/発表者名
      右近修治
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 「仕事とエネルギー」 概念の再検討2019

    • 著者名/発表者名
      右近修治
    • 学会等名
      物理教育研究会(APEJ)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 多様表現と物理問題解法方略(1)2019

    • 著者名/発表者名
      右近修治
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 物理教育研究(PER)に基づいた理工系入門物理教科書開発の研究(Ⅱ)2019

    • 著者名/発表者名
      右近修治
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 学生の思考過程に基づいた理工系入門物理教科書開発の研究2019

    • 著者名/発表者名
      右近修治
    • 学会等名
      第5回新潟大学レッスンスタディとアクティブ・ラーニングのシンポジウム兼ワークショップ
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 理工系大学初年度物理受講者の問題解法スキル2018

    • 著者名/発表者名
      右近修治
    • 学会等名
      日本物理教育学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 物理教育研究(PER)に基づいた理工系入門物理教科書開発の研究2018

    • 著者名/発表者名
      右近修治
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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