2003 年度実績報告書

IT活用による科学教育の革新と国際的なネットワーク化

研究課題

研究課題/領域番号	13680196
研究機関	新潟大学
研究代表者	小林昭三新潟大学, 教育人間科学部, 教授 (10018822)
キーワード	運動分析ソフト / リアルタイムIT活用法 / ネットワーク化 / 力学概念の形成 / IT活用効果調査 / 超軽量ミニ扇風機台車 / 軽い紙カップの落下
研究概要	最先端の情報技術をリアルタイム(バーチャルでない)に活用して、実体験を重視する科学教育における感動的な運動法則の探求活動を実現するような「力学教育における効果的なIT活用法」を開発し発展させてきた。 (1)運動現象をデジタルカメラで動画として撮影し、パソコンに取り込み、その『位置』『速度』『加速度』などを視覚化して、運動法則を準リアルタイムに分析・解析する運動分析ソフト「運動体解析ソフトMOA-20」を開発した。これにより、2次元(平面)のあらゆるタイプの運動の解析が可能となる。特に、エネルギーや運動量・それらの総和等、についての分析結果を即座にグラフ化してその保存則の実体験を生かした学習も可能となる。 (2)ITセンサーや運動分析ソフト(VideoPointも含む)を后用して「力学概念の形成」を効果的に行う「予測・検証する授業・学習法」の研究開発を行った。特に、「超軽量ミニ扇風機台車を作りとその運動法則教材開発」による摩擦の最小限な世界や、「軽い『紙やアルミのカップ』による空気抵抗教材開発」による摩擦の支配的な世界、を手軽に実現できる「新しい学習法と教材の開発」などの顕著な成果が得られており世界的な注目を集めつつある。 (3)このような「IT活用による授業」効果をプレ・ポストテストによって調査分析した結果などから、従来型の授業では達成度が低い「力と運動」の分野(例えば、作用・反作用、ボールの投げ上げ後の力と運動、エネルギー概念、など)の概念形成において、このような授業・学習法はかなり高い有効性を持つことが実証できた。 (4)そのような成果を普及・発展させるために、実験講習会『「超軽量ミニ扇風機台車を作りとその運動法則教材開発」、「軽い『紙やアルミのカップ』による空気抵抗教材開発」の実習』、「理科教育における最新のコンピュータ-マルチメディアの活用法」、「ITを活用したリアルタイム力学教育の研究と実習」、などを実施して好評を得てきている。これらの成果を含んだ力学教材の集大成として、実験動画DVDの作成を依頼され、「リメディアル☆フィジックス・力と運動」・メディア教育開発センター企画・小林昭三他制作(2004年4月予定)が完成し、間もなく公表される。国際的には、「Alexandar P.Mazzolini氏(AsPEN事務局長)を日本に招待して、特別講演会「授業効果を高めて従来型論義を改善する演示実験やコンピュータ・マルチメディアの活用法」を、2003-PC-Conference(鹿児島大学、2003年8月7日)と、CIEC主催のマルチメディア講習会(東京,2003年8月9日)で開催した。また、AsPENのCommittee member、及び、NPC(National Point of Contact)of Japanである申請者は、中国の北京師範大学を訪問(2004年2月)して、NPC ChinaであるPeng Fanglin氏と「最新のコンピュータ-マルチメディアの活用法についての研究交流・研究交流計画の検討」を行った。国内の学会・研究会などでも多数の講演や研究発表を行い、本研究の成果を、国内外に広く公表して、普及・改善・発展させる取り組みを行った。

研究成果

(12件)

すべてその他

すべて文献書誌 (12件)

[文献書誌] 小林昭三: "物理教育改善(IT化を含む)の取り組み"応用物理教育(応用物理学会・応用物理教育分科会会誌). Vol.27,No.1. 115-120 (2003)
[文献書誌] 小林昭三(他2名): "力と運動の素朴概念を転換するIT活用法の有効性"『教育実践総合研究』学部附属センター紀要. 3巻・2号. 39-62 (2003)
[文献書誌] 小林昭三: "力学の誤概念を転換するIT活用教育の有効性"大学の物理教育(日本物理学会・物理教育委員会). 2003-2号. 47-50 (2003)
[文献書誌] 小林昭三(他2名): "実験をリアルタイム支援するIT活用教育の有効性"2003PCカンファレンス論文集(CIEC学会発行). 235-238 (2003)
[文献書誌] 小林昭三: "「ITを活用した力学授業法」は誤概念を転換するのにどれほど有効か"科学教育研究協議会・研究運動部、科学教育研究協議会発行. 187-190 (2004)
[文献書誌] 小林昭三: "「ITを活用した力学授業法」は誤概念を克服するのにどれほど有効か"理科教室(科学教育研究協議会編集)(星の輪会刊). 2004・3月号. 54-59 (2004)
[文献書誌] 小林昭三: "理科教育と教員養成、これまでの10年、これからの10年"大学の物理教育(大学の物理教育10周年記念号特集)、(日本物理学会・物理教育委員会). 2004・1月号. 24-27 (2004)
[文献書誌] 佐巻健男(他34名): "新しい科学の教科書 III"文一総合出版. 334 (2003)
[文献書誌] 木谷要治編集代表(他4名)(分担執筆7頁): "『運動の規則性』の基本理念『CDROM版中学校理科実践講座』理論編2"CDROM版中学校理科教育実践講座刊行会(ニチブン). 301 (2003)
[文献書誌] 木谷要治編集代表(他4名)(分担執筆104頁): "図解雑学原子論からクォークまで"ナツメ社. 223 (2003)
[文献書誌] 宮内主斗編著(分担執筆9頁): "おもしろ理科こばなし"星の輪会. 175 (2004)
[文献書誌] 小林昭三(他1名): "第1篇力と運動、『リメディアル物理(DVD版)』"ソニーテクノクリエイト(株)製作、文部科学省大学共同利用機関メディア教育開発センター発行. (2004)

2003 年度 実績報告書

IT活用による科学教育の革新と国際的なネットワーク化

研究代表者

小林 昭三 新潟大学, 教育人間科学部, 教授 (10018822)

研究成果

[文献書誌] 小林昭三: "物理教育改善(IT化を含む)の取り組み"応用物理教育(応用物理学会・応用物理教育分科会会誌). Vol.27,No.1. 115-120 (2003)

[文献書誌] 小林昭三(他2名): "力と運動の素朴概念を転換するIT活用法の有効性"『教育実践総合研究』学部附属センター紀要. 3巻・2号. 39-62 (2003)

[文献書誌] 小林昭三: "力学の誤概念を転換するIT活用教育の有効性"大学の物理教育(日本物理学会・物理教育委員会). 2003-2号. 47-50 (2003)

[文献書誌] 小林昭三(他2名): "実験をリアルタイム支援するIT活用教育の有効性"2003PCカンファレンス論文集(CIEC学会発行). 235-238 (2003)

[文献書誌] 小林昭三: "「ITを活用した力学授業法」は誤概念を転換するのにどれほど有効か"科学教育研究協議会・研究運動部、科学教育研究協議会発行. 187-190 (2004)

[文献書誌] 小林昭三: "「ITを活用した力学授業法」は誤概念を克服するのにどれほど有効か"理科教室(科学教育研究協議会編集)(星の輪会刊). 2004・3月号. 54-59 (2004)

[文献書誌] 小林昭三: "理科教育と教員養成、これまでの10年、これからの10年"大学の物理教育(大学の物理教育10周年記念号特集)、(日本物理学会・物理教育委員会). 2004・1月号. 24-27 (2004)

[文献書誌] 佐巻健男(他34名): "新しい科学の教科書 III"文一総合出版. 334 (2003)

[文献書誌] 木谷要治編集代表(他4名)(分担執筆7頁): "『運動の規則性』の基本理念『CDROM版 中学校理科実践講座』理論編2"CDROM版中学校理科教育実践講座刊行会(ニチブン). 301 (2003)

[文献書誌] 木谷要治編集代表(他4名)(分担執筆104頁): "図解雑学 原子論からクォークまで"ナツメ社. 223 (2003)

[文献書誌] 宮内主斗編著(分担執筆9頁): "おもしろ理科こばなし"星の輪会. 175 (2004)

[文献書誌] 小林昭三(他1名): "第1篇 力と運動、『リメディアル物理(DVD版)』"ソニーテクノクリエイト(株)製作、文部科学省大学共同利用機関メディア教育開発センター発行. (2004)

2003 年度実績報告書

小林昭三新潟大学, 教育人間科学部, 教授 (10018822)

[文献書誌] 木谷要治編集代表(他4名)(分担執筆7頁): "『運動の規則性』の基本理念『CDROM版中学校理科実践講座』理論編2"CDROM版中学校理科教育実践講座刊行会(ニチブン). 301 (2003)

[文献書誌] 木谷要治編集代表(他4名)(分担執筆104頁): "図解雑学原子論からクォークまで"ナツメ社. 223 (2003)

[文献書誌] 小林昭三(他1名): "第1篇力と運動、『リメディアル物理(DVD版)』"ソニーテクノクリエイト(株)製作、文部科学省大学共同利用機関メディア教育開発センター発行. (2004)