Webベースで遠隔操作可能な中等教育での理科実験教材の研究

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14022244
• Research Institution: Oita University
• Principal Investigator: 軸丸 勇士 大分大学, 教育福祉科学部, 教授 (40040729)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 藤井 弘也 大分大学, 教育福祉科学部, 助教授 (70218981) ; 大岩 幸太郎 大分大学, 教育福祉科学部, 教授 (90223726) ; 山下 茂 大分大学, 教育福祉科学部, 教授 (00166670)
• Keywords: 遠隔操作 / 理科実験装置 / 授業・学習支援 / 科学史 / Web / 地域ネットワーク / VOD / Firewall

Research Abstract

ここ10来,理科離れの要因として,理科実験を行う機会がなくなってきている。そこで,インターネットで広帯域での利用が可能になってきていることに着目し,生徒自身の遠隔操作によって現象が変化していく様を,なるべく鮮明な映像を見ながら観察し,手軽に実験をおこなうことができるシステムを大学内に構築した。これは,ホームページ(HP)上につくられた仮想実験装置に実際の実験装置を制御するスイッチ等が配置されており,インターネットに接続された学校のコンピュータなどから,特殊なソフトを必要とせずHP上で操作を可能とした。この際大学への接続において,インターネットからSINET経由ではボトルネックがあり十分な利用環境とならないため,地域の学校専用のプライベートネットワークに接続し,観察のためのライブ映像とVODによる実験に関わる歴史的な資料のビデオ映像をなるべく高品位で使えるようにした。ただし,この接続ではセキュリティーを考えた対策が大変であった。これにより手早く実験に取りかかることができ,条件選択を自分で設定しながら測定できるので,実験の生の姿や値をもとに考察できるようになった。今回の研究では広い学年にわたって学習できる対象として,斜面の落下装置を選び,この実験装置の遠隔操作による実験授業でのノウハウや問題点の洗い出しを中心に研究を進めた。この斜面の落下運動は,「慣性・保存則・回転」などと中等教育で学ぶ力学のかなりの部分と関連している。またこの実験方法は,歴史的にガリレイによって初めて実験された歴史的経緯があり,科学者の生き方を説明し,現象の科学的なとらえ方の学習を支援する解説とビデオ映像の活用をしたHPの展開を行っている。実践では高校,中学校各1校ずつの授業で利用したが,生徒たちの評価もすこぶる好評で,次の授業を楽しみにしていることが判った。このように本研究では学校現場との連携を計り実践してきた。

Research Products

• [Publications] 照山勝哉, 軸丸勇士, 藤井弘也, 山下茂, 中崎眞由美: "生徒の課題設定を重視した理科実験教材の開発に関する一考察"日本科学教育学会年会論文集. 26. 265-266 (2002)
• [Publications] 軸丸勇士, 中崎眞由美, 照山勝哉, 藤井弘也, 山下茂: "児童・教師の調査に基づいた支援とそのあり方"日本科学教育学会研究会研究報告. 17.5. 39-44 (2003)
• [Publications] 軸丸勇士, 藤井弘也, 山下茂, 岡元保憲, 小林正, 近藤隆司: "教員養成における学生履修の実態"大分大学教育福祉科学研究紀要. 25.2. 169-176 (2003)
• [Publications] 軸丸勇士, 中崎眞由美, 照山勝哉, 藤井弘也, 山下茂, 芝原雅彦: "アンケートから見た小学校教師の理科指導の実態"大分大学教育福祉科学部付属教育実践総合センター研究紀要. 20. 63-71 (2003)