生徒個々の数学的モデリング能力に応じた総合学習の教材開発に関する研究

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12680291
• Research Institution: Kanazawa Technical College
• Principal Investigator: 佐伯 昭彦 金沢工業高等専門学校, 一般科目, 助教授 (60167418)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 作宮 和泉 金沢工業高等専門学校, 一般科目, 教授 (90064477) ; 槻橋 正見 金沢工業高等専門学校, 一般科目, 教授 (00064436) ; 氏家 亮子 金沢工業高等専門学校, 一般科目, 講師 (30280382)
• Keywords: 数学的モデリング / 総合学習 / グラフ電卓 / データ収集機 / コンピュータ

Research Abstract

本研究の目的は,生徒個々の数学的モデリング能力に応じた数学と理科との総合学習の教材及び実験環境を開発し,その有効性を実証的に明らかにすることである.総合学習「数物ハンズオン」は,身近な物理現象データを簡易テクノロジー(データ収集機[CBL:Calculator-Based Laboratory],各種センサー)で収集し,得られたデータをグラフ電卓で数学的に解析し,最終的には,解析した方程式の物理的意味の解釈を行う.これにより,身近に生じる実現象が授業で学習する数学や物理学に深く関係していることの実感と興味を増大させ,勉学への動機づけと基礎学力の定着を目的としている.
平成12年度の研究では,以下のことを行った.
(1)生徒の数学的モデリング能力に応じた実践を行うために,平成11年度までに実施してきた総合学習「数物ハンズオン」の教材内容と指導方法の見直しを(1)モデル式の作成,(2)物理的意味の探究,(3)モデル式の検証,の3つの能力の観点で行った.
(2)デジタルビデオで撮影した実験の映像をコンピュータに取り込み,短時間で容易にスライド画像が作成できるコンピュータ環境を整備した.「現実のデータ収集」→「モデル式の作成」→「現実でのモデル式の検討」の過程においてスライド画像を視覚的に観察することは,モデル式の妥当性を検討する能力の育成に有効であると考える.
平成13年度の研究では,本研究の有効性を明らかにすることを目的に,今年度見直しを行った教材とコンピュータ環境を用いた授業を実施し,さらに,授業の評価を行う.

Research Products

• [Publications] Akiko UJIIE: "Making Connections Between Mathematics and Pysics through Hands-On Activities"International Congress on Mathematical Education. 9. 230 (2000)
• [Publications] Akihiko SAEKI: "A Cross-curricular Integrated Learning Experience in Mathematics and Physics"The Community College Journal of Research and Practice. (印刷中). (2001)