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2019 年度 実績報告書

国際共通の評価ツールを用いた我が国の物理教育の現状調査と改革指針の探求

研究課題

研究課題/領域番号 26282032
研究機関東京農工大学

研究代表者

覧具 博義  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 名誉教授 (50302914)

研究分担者 村田 隆紀  京都教育大学, 名誉教授 (10027675)
合田 正毅  新潟大学, 自然科学系, 名誉教授 (60018835)
箕田 弘喜  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20240757)
笠 潤平  香川大学, 教育学部, 教授 (80452663)
谷口 和成  京都教育大学, 教育学部, 教授 (90319377)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2020-03-31
キーワード物理教育研究 / エビデンスベース教育改革 / 概念理解度調査 / 科学的思考力 / 国際比較 / Force Concept Inventory
研究実績の概要

日本の高等学校および大学基礎課程での物理教育の有効性を探るために、全国の物理教育教員の協力を得て大規模調査を実施しその結果の分析を行って来た。2019年度はその結果をもとに日本の高校および大学基礎課程における物理(力学)教育の課題を検討した。
調査には「物理教育研究」の蓄積をもとに開発された「力学概念理解度調査(略称FCI)」とLawsonによる「科学的思考力テスト(略称CTSR)」の和訳版を用いた。FCIテスト全30問の平均正答率は、被検者の力学概念理解のレベルの指標になる。また、コース履修の開始・終了時点で実施した事前(pre)および事後(post)テストのクラス平均正答率SpreとSpostから g=(Spost-Spre)/(100%-Spre)として定義される規格化ゲインg(理想上限値=1.0)はコース履修による学習効果の目安になる。Hakeによる米国での大規模調査によれば、高校・大学ともに、ゲインgは、講義主体の従来型授業で0.25前後、能動的学習を促すアクティブ・ラーニング(AL)型に改革した授業で0.3~0.7程度である。
日本の高校では、力学履修は「物理基礎」と「物理」にまたがっている。両科目をともに履修した生徒(18クラス478名)についてのゲインgの推定値は平均0.27で米国高校の従来型授業クラスと同程度だった。これに対して、日本の大学の理工系および理科教員養成系大学初年次生(29学科1777名)の力学基礎科目のゲインgは、AL授業への改革を本格的に実現している少数の学科については約0.3~0.5と高いものの、全体平均は0.08と極めて低かった。その原因としては、従来型の授業形態にとどまらず、履修単位あたりの実質的な学習時間の不足など、大学での授業体制の影響も考えられる。
これらの知見の一部は2020年9月27日開催の日本学術会議フォーラムで報告された。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] 物理教育研究に基づいた物理リメディアル教育2020

    • 著者名/発表者名
      岸澤眞一
    • 雑誌名

      拓殖大学理工学研究報告

      巻: 17 ページ: 33-40

    • 査読あり
  • [学会発表] 力学概念理解度調査(FCI)から見た日本の入門レベル学部教育における課題2019

    • 著者名/発表者名
      覧具博義, 岸澤眞一, 長谷川大和, 山崎敏昭, 湯口秀敏, 笠潤平, 谷口和成, 箕田弘喜, 合田正毅, 村田隆紀
    • 学会等名
      日本物理学会2019年秋季大会
  • [学会発表] 学習者の科学的推論力の物理概念理解への影響2019

    • 著者名/発表者名
      谷口和成, 山下哲, 笠潤平, 覧具博義, 村田隆紀
    • 学会等名
      日本物理学会2019年秋季大会,
  • [学会発表] 主成分分析による力学概念調査(FCI)問題の再考察 I (主成分分析と因子分析)2019

    • 著者名/発表者名
      合田正毅, 岸澤眞一, 長谷川大和
    • 学会等名
      日本物理学会2019年秋季大会
  • [学会発表] 主成分分析による力学概念調査(FCI)問題の再考察 II (主成分得点とその問題群別得点)2019

    • 著者名/発表者名
      合田正毅, 岸澤眞一, 長谷川大和
    • 学会等名
      日本物理学会2019年秋季大会
  • [学会発表] 大規模調査から見えてきた日本の基礎課程物理教育の課題2019

    • 著者名/発表者名
      覧具博義
    • 学会等名
      日本学術会議学術フォーラム「いま問われる物理教育改革-より効果的な理工学教育を目指して-」
    • 招待講演

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公開日: 2021-01-27  

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