本格的天体観測画像を活用したアクティブラーニングプログラムの発展開発

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K01066
• Research Institution: National Museum of Nature and Science, Tokyo
• Principal Investigator: 洞口 俊博 独立行政法人国立科学博物館, 理工学研究部, 研究主幹 (00238768)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 科学教育 / 天文 / 宇宙物理 / 光学赤外線天文学

Outline of Annual Research Achievements

中学生や高校生だけでなく大学生や大人も含めた「理科離れ」、自然を認識する力や認識しようとする心の衰えは、科学リテラシーの低下にもつながり、社会的にも大きな問題となっている。本科研費では、学習者が主体的に、そしてお互いに対話することによって問題の本質を捉え理解を深める、アクティブラーニングの手法を用いた学習プログラムの開発を目指す。内容は宇宙を対象としているが、物理、数学やＩＣＴ等の教育にも資することが期待される。世界最先端の本格的な研究観測画像など、我々がこれまでに開発した教材の資産を活用し、学習者の知的探究心を刺激して目的意識をもった深い学習に導くことができるような学習プログラムの開発を行う。
中間年度となる今年度は、それぞれの天体に対する理解を深めるために、最終年度に予定していたさまざまな銀河や太陽に関する学習プログラムの開発を、当初予定していた宇宙の階層をテーマにしたプログラムに先行して行った。国立天文台すばる望遠鏡の最新カメラHyper Suprime Cameraのデータを用いて行う、さまざまな銀河についてその特徴を考察するプログラムや、国立天文台Solar Science Observatoryのデータを用いて行う、太陽黒点の動きから考察を行うプログラム、海外のインターネット天文台で得た画像から天球の回転と地球の自転について考察するプログラム等について、開発や実践を行った。また、前年度に開発した星の等級と明るさに関するプログラムについても、実践と評価を継続して行った。これらのプログラムで使用する画像解析ソフト、マカリの使い方についても、生徒がインターネット上で自主的に学習できるよう、解説動画の作成を開始した。9月と3月には兵庫県と東京でワークショップを開催し、天体の位置や明るさを測定するプログラムに対する意見収集を教育関係者から行った。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

天文学における基礎的な概念や天体に関する学習プログラムについて開発、実践、評価が進行している。これらの作業は、連携研究者や研究協力者とともに、電子メールやネットワーク会議システム等を活用しつつ、適宜会合を開いて行っている。恒星の進化や宇宙の階層を対象としたプログラムについては、前述のプログラムの開発実践評価の結果を参考に開発を進める予定である。2回のワークショップ開催を通して、1日で完結する形式のワークショップについても方法を確立することができた。

Strategy for Future Research Activity

これまでに開発した基礎的な学習プログラムについて実践、評価を続けるとともに、それらをさらに進めた、恒星の進化や、惑星、恒星、銀河等さまざまな階層をテーマとした学習プログラムについて開発を行う。また、授業で用いるプログラムだけでなく、生徒が自主学習に用いることができる教材についても開発を進める。それらは講習会やワークショップを通して評価、改良をはかるとともに、インターネット等を通して広く普及を行う。

Causes of Carryover

(理由)
今年度の使用額がほぼ当初計画通りであったため、前年度に機材が別途入手できたために節約できた費用が次年度に回せることとなった。
(使用計画)
次年度の助成金とあわせて、学習プログラムの開発、評価に必要なワークショップ、講習会等の旅費に使用する。

Research Products

• [Remarks] PAOFITS WG
  • URL: http://paofits.nao.ac.jp/