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2019 年度 実績報告書

新テストに適合した数学・物理のピア・インストラクションと数学概念調査の開発

研究課題

研究課題/領域番号 17K01096
研究機関金沢工業大学

研究代表者

工藤 知草  金沢工業大学, 基礎教育部, 講師 (90759515)

研究分担者 西 誠  金沢工業大学, 基礎教育部, 教授 (00189250)
三嶋 昭臣  金沢工業大学, 教育支援機構, 教授 (30064463)
山岡 英孝  金沢工業大学, 基礎教育部, 准教授 (10443045)
谷口 哲也  金沢工業大学, 基礎教育部, 准教授 (90625500)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワードピア・インストラクション / Concept Test / 数学 / 物理 / クリッカー / 大学入学共通テスト / 統計的仮説検定 / t検定
研究実績の概要

最終年度に実施した研究の成果として、統計的仮説検定(t検定)により、ピア・インストラクション型講義による理解度の向上を評価した。また、大学入学共通テストの2回のプレテストの分析に基づきConcept Testを改善し、新規に74問の数学のConcept Testを開発した。この3年間で開発した数学のConcept Testは、微積分学Ⅰで43問、微積分学Ⅱで44問、線形代数Iで42問、線形代数Ⅱで42問、確率統計で42問、数学Ⅰ~数学Ⅲで33問、合計246問で、はじめに計画した200問より多く開発した。その他に、確率統計のConcept Testをまとめて概念調査を考案した。物理の分野では、クリッカーで予測し、データ分析と議論により概念形成するConcept Testを開発した。この3年間で、運動の表し方、運動の法則、仕事と力学的エネルギー、放物運動、剛体、運動量と力積、円運動、単振動の各単元で開発した。最終年度には、石川県の中学生と高校生にConcept Testを出題した。石川県では授業中に生徒がスマートフォンを活用することが推奨されていないため色紙を配布し、色紙を挙げて回答してもらった。中学生と高校生が、一喜一憂しながら回答している様子がとても印象的だった。現在では、クリッカーがなくても、Googleフォームを活用して、生徒は容易にConcept Testに回答できる。また、教員はその回答のヒストグラムをリアルタイムに確認しながら、理解度に応じた授業を展開できる。その意味において、開発した数学と物理のConcept Testの汎用性は高く、社会貢献につながったと考える。特に、相互作用型講義に移行しにくい数学の分野において、相互作用型講義に必要な数学のConcept Testを豊富に開発し、数学の分野の相互作用型講義の土台をつくったことは大変意義がある。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] 微分積分学における概念因子のコンセプトテストによる授業理解度向上について-ピア・インストラクションを導入した授業の実践と分析Ⅱ-2020

    • 著者名/発表者名
      山岡 英孝, 西 誠, 工藤 知草, 谷口 哲也
    • 雑誌名

      KIT progress

      巻: 28 ページ: 49-55

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 数学系基礎科目の確率の単元におけるピア・インストラクションの実践2020

    • 著者名/発表者名
      谷口 哲也, 西 誠, 工藤 知草, 山岡 英孝
    • 雑誌名

      KIT progress

      巻: 28 ページ: 146-152

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Practice of Calculus Lecture Using Peer Instruction by Audience Response System2020

    • 著者名/発表者名
      H.Yamaoka, M. Nishi, T. Taniguchi, and T.kudo
    • 学会等名
      Proceedings of the 2020 11th International Conference on E-Education, E-Business, E-Management, and E-Learning, pp. 279-283
    • 国際学会
  • [学会発表] 大学入学共通テストに向けたピア・インストラクションを導入した物理学授業の開発2019

    • 著者名/発表者名
      工藤 知草
    • 学会等名
      2019年度私情協教育イノベーション大会 講演概要集, pp. 258-259
  • [学会発表] 数理のコンセプトテストの学修効果 -ピア・インストラクションを導入した微分積分学講義-2019

    • 著者名/発表者名
      山岡 英孝, 西 誠, 工藤 知草, 谷口 哲也
    • 学会等名
      工学教育研究講演会 講演論文集, pp. .202-203
  • [学会発表] 情報系数学入門講義におけるピア・インストラクションの実践2019

    • 著者名/発表者名
      谷口 哲也, 西 誠, 工藤 知草, 山岡 英孝
    • 学会等名
      工学教育研究講演会 講演論文集, pp. 200-201

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公開日: 2021-01-27  

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