| 研究課題/領域番号 |
21K02890
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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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| 審査区分 |
小区分09080:科学教育関連
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| 研究機関 | 東京理科大学 |
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研究代表者 |
興治 文子 東京理科大学, 教育支援機構, 教授 (60409050)
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| 研究分担者 |
小林 昭三 新潟大学, 人文社会科学系, フェロー (10018822)
右近 修治 東京都市大学, 共通教育部, 教授 (60735629)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2022年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2021年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
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| キーワード | 物理学 / 多様表現 / 表現の一貫性 / 視線追尾 / 思考過程 / 反駁文 / 思考の可視化 / CBT / 物理学における多様な表現 / 単振動 / グラフ理解 / 動画分析 / 物理学における多様表現 / 思考過程の可視化 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
物理学を深く理解するためには、物理現象を文章、図、式、グラフなど多様な表現で理解する必要があり、またそれら表現間の変換ができることが求められが、このことが初学者にとって物理学の理解が難しい一因になっている。
本研究では、学習者の特にグラフの理解の困難について調査問題を作成し、視線計測装置を併用した調査および半構造化面接により明らかにする。さらに、これらの困難を解決するための方策として、動画分析ソフトやシミュレーションの活用の教育効果について検討する。このことは、CBTの普及やウィズコロナでの新しい学びの在り方に寄与するものと考えられる。
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| 研究成果の概要 |
物理学を深く理解するためには、物理現象を文章、図、式、グラフなど多様な表現で理解する必要があり、表現間の変換も求められる。初学者と熟達者では、問題文やグラフの読み方が異なり、熟達者は重要な箇所のみ重点的に見ていることが明らかとなった。初学者については、ある物理概念が多様な表現で提示された場合、自身が持つ概念を一貫して表現することに困難を感じていることも明らかにした。初学者が理解を深める上で、思考スタイルが関係するという仮説を基に研究を継続している。また文章表現による理解の差異については、反駁文で提示された場合、読む時間が早く、理解も深まること、反駁を含む段落での読み方が早いことも明らかとした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
GIGAスクール構想やCOVID-19により学習環境が大きく変わり、1人1台のタブレットを用いた教育が一般的になってきた。紙媒体の情報から、動的な表現も含む4次元での表現方法も一般的になりつつある。本研究では、物理概念の多様な表現に焦点をあて、学習者の視線の動きやインタビュー調査を基に、理解や困難を明らかにしたものである。問題文、グラフ、シミュレーション教材など、同じものを見ていても熟達者は重要な箇所をしっかり見ているのに対して、初学者は重要な箇所が分からないことが明らかとなった。学習者の問題解法時の思考スタイルを明らかにすることは、今後の物理教授法の改善に示唆を与えるものと期待される。
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