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中学校理科において、どのような教材・教具を利用してどのように指導すれば、学習者が比較的短期間に電流と電圧に関する正しい概念を獲得することができるようになるかについて検討した。
【走光式電流計を用いた研究】従来の研究で、電流を光の流れで、電圧を光の色で表す走光式電流・電圧計の試作品がすでに完成済みであるため、本年度の研究では、同電流計のソフトウエアに若干の修正を加えて信頼性を高めると共に、調査に必要な台数を確保した。次に、小学生と中学生を対象に理科授業の中で使用し、その優位性を検証するとともに、電流と電圧の関係を的確にあらわすモデルについて検討した。その結果、小学生・中学生のいずれの場合も、走光式電流計をわかりやすいと感じ、また、従来から教科書などでよく取り上げられてきた水流モデルよりも、走光式電流計の動きと高い整合性を有するレストランモデル(電気=人間、電球=仕事場、電池=レストラン、電流=人の流れ、電圧=人の満腹度)の方を好むことが明らかとなった。
【クランプ型電流計を用いた研究】従来型の電流計に比べ、クランプ型電流計を利用することで、生徒実験などに要する時間を大幅に短縮できることは小中学校での予備調査でほぼ確認済みであるが、本年度は、今までに小・中学校で得られたデータを再評価し、その効果が最も期待できる使い方を検討すると共に、同電流計の概念形成におよぼす影響をどのように評価すべきかについて考えた。また、従来の電流計では導線内の電流しか測定できなかったのに対し、クランプ型電流計では、乾電池や蛍光灯内の電流も測定できるので、新しい、測定対象を探すと共に、そのような実験が学習者の電流概念にどのような影響を与えるかについても調査する方法を検討した。
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