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2017 年度 実施状況報告書

物理教育におけるアクティブ・ラーニングを実現する生徒・学生実験の総合的検討

研究課題

研究課題/領域番号 16K01015
研究機関京都教育大学

研究代表者

村田 隆紀  京都教育大学, 名誉教授 (10027675)

研究分担者 谷口 和成  京都教育大学, 教育学部, 教授 (90319377)
笠 潤平  香川大学, 教育学部, 教授 (80452663)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード生徒・学生実験 / アクティブ・ラーニング / 公開講座 / 相互作用型授業 / 物理教育研究 / 高大連携
研究実績の概要

本研究は,生徒・学生の概念的理解を促し,知識の活用力を育むために,アクティブ・ラーニング(AL)を実現する生徒・学生実験を中心とした物理教育プログラムの開発,提案を目指すものである。
2年目となる今年度は,昨年度の成果をふまえ,京都教育大学にて毎月1回,研究会を開催して,高校物理の力学分野「運動量の保存」および電気分野「コンデンサ-」単元において実践可能なAL型の生徒実験授業を開発し,高校生を対象とした公開講座により実践的検討を行った。公開講座は,研究協力者の勤務高校を中心に高校生(3名×3班:9名)を募り,8月4日(土)に京都教育大学にて行った。授業は研究会所属の高校教員が行い,評価のために,各班の活動や教員の動きをデジタル機器で記録し,授業の前後で,受講者の物理概念や学習観に関する質問紙調査を行った。さらに,客観的評価のために全国の物理教育関係者を中心とした授業見学者を広く募り,20名を越える参加を得て,事後にミニシンポジウムを実施した。
講座において生徒は,課題に対する各自(班)の予想を議論し,それに基づき自ら実験を計画して確認し,その意外な結果に驚き,その解決のために活発な議論を行っていた。事後アンケートの結果,理解度や自己効力感および積極性などのすべての項目の自己評価が高く,自由記述においても,通常の物理授業と比較して,本講座の活動を高く評価する記述が目立った。
一方で,課題として,課題の難易度が参加した生徒の実態に合っていない課題があり,そのフォローのために授業時間を大幅に延長してしまったこと,その結果,獲得を目指した概念変容についての評価が不十分なものになってしまったことなどが挙げられた。
したがって後半期では,公開講座で明らかになった成果と課題を基に,別の単元におけるAL型生徒実験授業の開発を行うなど,次年度に再度,公開講座を開催するための準備を行った。

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

2年目となる本年度の計画では,昨年度の成果に基づき,高校物理授業で実践可能なアクティブ・ラーニング(AL)型の生徒実験授業の開発とその実践的検証がおもな目的であった。そこで,年度開始当初に,その実践的検証を行う公開講座を8月に京都教育大学で開催することを定め,それに向けて毎月1回の研究会を中心として,2つの授業プランを開発し,予定どおりに公開講座を実施するに至った。
公開講座における生徒の反応および事後のアンケート結果より,開発した授業プランがAL型の生徒実験として機能していることが明らかになった。一方で,課題の難易度設定にあまさがあり,授業時間を超過しまったこと,またそれに伴って概念変容の調査が不十分になったこと,さらに,研究協力校の事情により参加生徒数が予定より集まらず,集団としての評価が難しくなったことなど,いくつかの修正すべき課題も明らかになった。
年度計画の後半では,公開講座の成果に基づき,研究協力者の勤務校における実践(次年度)に向けた準備を行う予定であったが,上記のような課題が明らかになったため,次年度に再度,公開講座を実施することに変更した。したがって,全体的な計画の進捗に遅れが出ることが懸念されるが,各校における実践時期や単元の調整により,その影響を最小限に抑える予定である。

今後の研究の推進方策

当初の研究計画に多少の変更が生じているが,当初に掲げた目標の達成を目指し,今年度に引き続き,アクティブ・ラーニング(AL)型の生徒実験の高校物理における単元学習への導入にむけた授業研究を,次のように推進する予定である。
今年度の公開講座で明らかになった課題を解決するために,再度,研究協力者(高校教員)の勤務高校を中心に高校生を募り,夏休み期間中に公開講座を開催する。特に,参加生徒が30名程度になるように早めに募集をかけ,さらに扱う単元に関連する学習状況(既知の知識)をできるだけ統一することにより,概念変容を中心とした学習効果や授業者のはたらきかけを中心とした授業評価の精度を保証する。そのため,各班の活動の様子や教員の動きをデジタル機器で詳細に記録する。また,授業の前後で,参加生徒の物理概念や学習観の変容を調べる質問紙調査を行う。さらに,全国の物理教育関係者を中心とした授業見学者を広く募る。
公開講座の成果について,ALの視点で詳細に検討を行う。講座後に見学者を交えた反省会を行い,授業者のはたらきかけやそれに対する生徒の反応,討論の様子等を分析し,授業が生徒のALを促しているか質的評価を行う。また,授業前後の概念調査や学習に対する態度の変容を分析し,授業効果を量的に評価する。
以上の評価をふまえて各授業の展開や教材の修正を行い,研究会所属の教員が自らの勤務校にて授業実践を行う。実践結果については,随時,研究会で報告し合い,その指導法や教材に関する情報を整理する。ここまでの成果については,関連する学会および論文雑誌等で発表する予定である。
年度の終盤には,以上の成果を授業書(教師用ガイド)としてまとめる。その上で,全国の大学,高校の物理教育関係者に告知し,その授業書を用いた教員研修を兼ねたミニシンポジウムを開催し,開発したAL型生徒実験授業の教育現場における普及を目指す。

次年度使用額が生じた理由

物品の購入において,予定していた価格より安価で購入できたため,次年度使用額が生じた。なお,本額は次年度に開催予定のミニシンポジウムにおける講師謝金として,合わせて使用する予定である。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (1件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] 相互作用型演示実験講義(ILDs)の展開と課題2017

    • 著者名/発表者名
      谷口和成
    • 雑誌名

      物理教育

      巻: 65-3 ページ: 170-175

    • DOI

      https://doi.org/10.20653/pesj.65.3_170

  • [学会発表] 高校物理における動機づけモデルを枠組みとした教育的介入の検討II2018

    • 著者名/発表者名
      齋藤孝, 谷口和成
    • 学会等名
      日本物理学会 第73回年次大会
  • [学会発表] 高校波動分野の概念獲得のための教材開発と実践V2018

    • 著者名/発表者名
      古結尚, 谷口和成
    • 学会等名
      日本物理学会 第73回年次大会
  • [学会発表] 授業研究における『公開講座』の意義と活用-アドバンシング物理研究会のアクティブ・ラーニング研究-2017

    • 著者名/発表者名
      谷口和成
    • 学会等名
      物理教育研究会(APEJ)夏期大会
    • 招待講演
  • [学会発表] 高校物理における動機づけモデルを枠組みとした教育的介入の検討2017

    • 著者名/発表者名
      齋藤孝, 谷口和成
    • 学会等名
      日本物理学会 2017年秋季大会
  • [学会発表] 高校物理における振り返り活動の共有を行ったILD運動学の実践2017

    • 著者名/発表者名
      古結尚, 谷口和成
    • 学会等名
      日本物理学会 2017年秋季大会
  • [学会発表] 「生徒実験によるアクティブ・ラーニング型物理授業」公開講座の報告2017

    • 著者名/発表者名
      谷口和成, 山崎敏昭A, 岩間徹B, 笠潤平C, 村田隆紀
    • 学会等名
      日本物理学会 2017年秋季大会

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公開日: 2018-12-17  

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