| 研究課題/領域番号 |
16K00986
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| 研究機関 | 福井工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
中谷 実伸 福井工業高等専門学校, 一般科目(自然系), 教授 (00311051)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | 数学教育 / 数学教材 / 工学機器 / 学生の参加 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、編集ソフトウェアにより設計した数学教材を、レーザーカッターや3Dプリンタ、3Dプロッタなどの工学機器を用いて立体化し、授業などで活用することを目的としている。
平成29年度に於いても、前年度に引き続き、レーザーカッターによる教材作成を行うとともに、前年度作成した教材を題材にして、日本数学教育学会などで2件の研究発表を行っている。
29年度に作成した教材としては、まず不連続曲面が挙げられる。2変数関数の連続性は、1変数関数に比べ扱いづらく、また理解もしづらい。原点で不連続な曲面の例として良く挙げられるのが、z=(x^2-y^2)/(x^2+y^2)で表される曲面であるが、この関数は、原点に近づく方向により関数の近づく値が変化するために原点で不連続であるという性質を持つ。これまでの授業では、iPadなどのグラフ表示機能を持つアプリを活用していたが、その形状把握も難しく、不連続性も把握しづらかった。そこでアクリル板を用いた組み立て式立体教材を作成し、学生に制作をさせたところ、形状把握ならびに不連続性の理解について、非常に効果的であった。また、本教材の作成については、一部学生の協力を得られた。今回の教材を含め、これまで作成した立体教材を授業で活用し、その評価をアンケートにて収集した。
また低学年の教材の１つとして「タイル張り」の教材を作成した。平面を数種類のパーツだけで敷き詰めるタイル張りの問題は紀元前から存在するが、取りかかりへのハードルは低く、数学への興味付けには非常に有効と考えられる。実際に1年生のクラスで活用してみたところ、学生は非常に熱心に取り組み、想定外の成果も得ている。今年度は本教材を、中学生を対象にした公開講座で活用する予定である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
レーザーカッターによる教材の企画設計については、予定通り、もしくはそれ以上の部分もあると思われる。しかし、残念ながら機器の故障により製作面では少し遅れた部分があった。また、レーザーカッター以外の工学機器を充分に活用するには至らなかった。さらに、一部学生の協力は得られたものの、こちらも充分に活用できたとはいえない。30年度については、公開講座を含め、学生に協力を得るとともに、学生の数学に対する関心や考察を深めることに活用したい。
そのため、「やや遅れている」と自己評価している。
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| 今後の研究の推進方策 |
まずレーザーカッター以外の工学機器の活用を深めるとともに、教材作成とその活用をより充実させたい。公開講座などで、中学生以下の生徒たちに、数学に対する興味付けの機会をより多く与える。
授業での活用だけでなく、教材作成や公開講座に携わることにより、本校学生の考察の機会についてもより多く与え、教育効果を図る。
研究内容の発表を続ける。
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