大学講義で物理的概念の理解を促進させる系統的演示実験とリアルタイム評価の開発

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23501062
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 科学教育
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 三浦 裕一 名古屋大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (30175608)
• 研究分担者: 中村 泰之 (70273208) ; 小西 哲郎 (30211238) ; 千代 勝実 (80324391) ; 安田 淳一郎 (00402446) ; 古澤 彰浩 (20362212)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: 物理教育 / 物理学の教材開発 / 能動的教育 / 授業改善

研究概要

学生が物理的概念を理解することを促進するため、講義内容と連携した系統的演示実験を開発した。
学生が自主的に考えて論理的に物理法則に到達できるように、視覚的に明瞭な実験を開発して段階的に導入することが有効であった。論理的に考えて物理法則を自分で再発見するためには、一連の実験を計画的に配列し、各段階で適切な情報を過不足なく学生に提示することが重要であった。具体例を挙げると、開発した演示実験により「質量と重量」の違いを視覚的、直観的に理解させ、「単振り子」と「剛体振り子」の周期を比較することにより「慣性モーメントと振り子の周期との関係」を理解させることができた。

研究成果

• [雑誌論文] The systematic demonstrations of physical phenomena in a weightless environment - Examples of active learning (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Miura, Y. Nakamura, J. Yasuda , T. Konishi, K. Senyo , A. Furuzawa, Y. Saitoh
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. Conference Proceedings 巻: vol. 1, 017012 ページ: 1-4
• [雑誌論文] Concurrent Use of Demonstration and Simulation for Basic Physics (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Senyo, A. Furuzawa, Y. Saitoh, Y. Miura
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. Conference Proceedings 巻: vol. 1, 017037 ページ: 1-4
• [雑誌論文] 科学者の思考・行動様式を念頭においた物理教育における体験型学習の変革 (2014)
  • 著者名/発表者名: 安田淳一郎, 三浦裕一
  • 雑誌名: 名古屋高等教育研究 巻: 14巻 ページ: 21-36
• [学会発表] 27aAG-8 物理学講義における系統的演示実験と学生主体型授業の可能性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 千代勝実, 安田淳一郎, 藤田あき美, 小西哲郎, 三浦裕一, 中村泰之, 古澤彰浩, 齋藤芳子
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 2014-03-27
• [学会発表] 27aAG-9 物理学講義における系統的演示実験-実測を起点にした議論の展開 (2014)
  • 著者名/発表者名: 三浦裕一, 千代勝実, 小西哲郎, 中村泰之, 古澤彰浩, 齋藤芳子, 安田淳一郎, 藤田あき美
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 2014-03-27
• [学会発表] 27aAG-10 物理学講義における系統的演示実験 -科学的思考力の評価方法の検討 (2014)
  • 著者名/発表者名: 安田淳一郎, 千代勝実, 中村泰之, 小西哲郎, 古澤彰浩, 藤田あき美, 齋藤芳子, 三浦裕一
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 2014-03-27
• [学会発表] 26aBD-7 物理学講義における系統的演示実験 -重力, 向心力, 及びエネルギー保存則の関係を理解させる教材開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 三浦裕一, 小西哲郎, 中村泰之, 古澤彰浩, 安田淳一郎, 千代勝実
  • 発表場所: 徳島大学
  • 年月日: 2013-09-26
• [学会発表] 26aBD-8 物理学講義における系統的演示実験 -実験とシミュレーションの共存 (2013)
  • 著者名/発表者名: 中村泰之, 安田淳一郎, 小西哲郎, 千代勝実, 古澤彰浩, 齋藤芳子, 藤田あき美, 三浦裕一
  • 発表場所: 徳島大学
  • 年月日: 2013-09-26
• [学会発表] 26aBD-9 物理学講義における系統的演示実験-山形大学基盤教育「体感する科学」での実施例 (2013)
  • 著者名/発表者名: 千代勝実, 安田淳一郎, 藤田あき美, 小西哲郎, 三浦裕一, 中村泰之, 古澤彰浩, 齋藤芳子
  • 発表場所: 徳島大学
  • 年月日: 2013-09-26
• [学会発表] The systematic demonstration of the physical phenomenon in weightless environment - Examples of an active learning (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Miura, Y. Nakamura, J. Yasuda, T. Konishi, K. Senyo , A. Furuzawa, Y. Saitoh
  • 学会等名: The 12th Asia Pacific Physics Conference
  • 発表場所: Makuhari Messe, International Convention Complex, Chiba, Japan
  • 年月日: 2013-07-18
• [学会発表] 26pXD-5 物理学講義における系統的演示実験 -作用・反作用の理解を促進する教材開発- (2013)
  • 著者名/発表者名: 三浦裕一, 安田淳一郎, 中村泰之, 小西哲郎, 千代勝実, 古澤彰浩, 齋藤芳子
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 2013-03-26
• [学会発表] 26pXD-6 物理学講義における系統的演示実験-科学的推論能力の評価- (2013)
  • 著者名/発表者名: 安田淳一郎, 小西哲郎, 中村泰之, 千代勝実, 古澤彰浩, 齋藤芳子, 三浦裕一
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 2013-03-26
• [学会発表] 26pXD-7 物理学講義における系統的演示実験-シミュレーション教材の調査と効果的活用法の検討- (2013)
  • 著者名/発表者名: 中村泰之, 安田淳一郎, 小西哲郎, 千代勝実, 古澤彰浩, 齋藤芳子, 三浦裕一
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 2013-03-26
• [学会発表] 21aFN1 物理学講義における系統的演示実験-自由落下と放物運動の誤解と理解 (2012)
  • 著者名/発表者名: 三浦裕一
  • 発表場所: 横浜国立大学
  • 年月日: 2012-09-21
• [学会発表] 27aCG-8 物理学講義における系統的演示実験-電磁誘導を理解させるシリーズ実験 (2012)
  • 著者名/発表者名: 三浦裕一, 安田淳一郎, 小西哲郎, 中村泰之, 古澤彰浩, 齋藤芳子, 千代勝実
  • 発表場所: 関西学院大学
  • 年月日: 2012-03-27
• [学会発表] 22aRF-1 物理学講義における系統的演示実験-提示方法の理論的な検討- (2011)
  • 著者名/発表者名: 安田淳一郎, 齋藤芳子, 小西哲郎, 中村泰之, 千代勝実, 古澤彰浩, 三浦裕一
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2011-09-22
• [学会発表] 22aRF-2 物理学講義における系統的演示実験-リアルタイム評価の試行- (2011)
  • 著者名/発表者名: 齋藤芳子, 安田淳一郎, 小西哲郎, 中村泰之, 古澤彰浩, 千代勝実, 三浦裕一
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2011-09-22
• [学会発表] 22aRF-3 物理学講義における系統的演示実験-回転運動の教材開発と誤解の原因分析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 三浦裕一, 安田淳一郎, 小西哲郎, 中村泰之, 千代勝実, 古澤彰浩, 齋藤芳子
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2011-09-22
• [備考]
  • URL: http://physicsdemo.org/