| 研究課題/領域番号 |
21K02891
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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 | 東京学芸大学 (2023)
東京都市大学 (2021-2022) |
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研究代表者 |
右近 修治 東京学芸大学, 教育学部, 研究員 (60735629)
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| 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, 理工学部, 講師 (90247130)
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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: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | 多様表現 / 多重表現 / 物理教育研究（PER） / DBER / 反駁テキスト / 数式表現 / 概念的理解 / 仕事とエネルギー / multiple representations / 物理教科書 / 学生の仕事とエネルギー理解 / 物理教育研究(PER) / 相互型演示実験授業（ILDs) / アクティブ・ラーニング型授業 / デジタル教科書 / learning attitude / 問題解法スキル / 思考過程調査 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
基盤研究（Ｃ）（課題番号18K02964）の調査過程において，都市大学理工学部初年度生力学クラス学生レポートを文章表現，図解表現，数式表現の多様表現3観点と解検討の優劣を評価したところ，成績上位グループと下位グループにおいて顕著な違いが見られることが判明した。本研究はこうした知見を手掛かりに，学生は問題解法の過程において多様表現をどのように活用するのか，その取り組み方は学生の概念的理解度に加え，個々の学生が抱く物理学に対する学習観や素朴概念とどのように関連しているのかを解明し，多様表現を効果的に活用した教材群とそれに応じた指導法を開発するものである。
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| 研究成果の概要 |
本研究は，物理教育研究（Physics Education Research: PER）による調査結果に基づき，図解，グラフ，数式，動画等の多様表現（representations）を活用した教材群を開発し，授業を改善するための具体的手段を提示することを目指したものである。
大学入門力学教育における「仕事とエネルギー」分野において，学生はその概念的理解に大きな困難を抱いているが，それは高校，大学の教育現場において「系の選択と確定」をあいまいにしたまま教授活動が行われてきた結果である。困難克服のためには仕事とエネルギー概念の，図解表現，数式表現，動画表現との連携が必須である。
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| 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。DBERの研究者は通常の教育研究に加えて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の研究プログラムに沿って，入門力学における「仕事とエネルギー」分野について学生が抱く概念的困難を明らかにし，教育活動と多様表現・多重表現との連携が必須であることを具体的に示した点にある。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，今後の物理教育に新たな道筋をつけるものである。
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