2021 Fiscal Year Research-status Report
後期中等教育段階における数学と物理の双方向性の構築と双方向性指向教材の開発研究
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19K03185
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| Research Institution | Onomichi City University |
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Principal Investigator |
南郷 毅 尾道市立大学, 経済情報学部, 准教授 (30710933)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
牧山 隆洋 弓削商船高等専門学校, 総合教育科, 講師 (20804553)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 双方向性 / 数学教育 / 物理教育 / 工学教育 / 関連 / 教材開発 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2021年度は，昨年度までの検討を踏まえ，数学と物理の表面的な双方向性を反映させた動画教材の作成，物理教育用アプリケーションの充実化，2019年度に開発した楕円コンパス教材による実践と課題の確認を行った．研究の進捗があった際の随時のWeb会議や３回の対面の打ち合わせにより，議論や研究の進捗管理を行った．
数学と物理の表面的な双方向性を反映させた動画教材の作成では，基礎数学分野を中心に，38本の動画教材を作成した．これらの動画は，物理の学習の中で数学を復習することを想定して作成しており，すべての動画は5分以内で完結する形としている．また，動画とともに2020年度に作成した数学と物理の関連の一覧表を公開し，数学と物理について学んだことのつながりを確認できるようにしている．各種シミュレータを中心とする物理教育用アプリケーションに，天体アプリケーションを追加しコンテンツを充実させた．これらの教材は，研究分担者（牧山）が構築する学習Webサイト「まなBits」のコンテンツとして公開している．
開発した教材の実践として，楕円コンパス教材による授業を高等専門学校で実施した．学生のワークシートの記述等の分析から，授業や教材の改善点を明らかにすることができた．
新たな双方向性指向教材として放物線作図機を選定した．放物線作図機を試作し，改良や教材としての有効性の検討を始めた．
昨年度までに開発したシミュレータ教材，数学と物理の表面的な双方向性について論文にまとめて公表した．教材開発の中で培った技術を活かして，技術工作についての電子書籍を出版した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
2020年度に作成した数学と物理の一覧表を元にした動画教材の開発が順調に進んでいる．また，開発した教材を利用した実践授業を開始することができた．さらに，新たな双方向性指向教材として放物線作図機を選定し，その検討を始めることができた．
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| Strategy for Future Research Activity |
2022年度は，2020年度に作成した数学と物理の関連の一覧表をもとに，数学と物理を関連づけて学ぶ動画教材の開発を続ける．また，放物線作図機についての検討を進めるとともに，数学と物理の双方向性を体感しながら学ぶことができる実験教材の題材を引き続き探索する．楕円コンパス教材を用いた授業を大学でも実施し，改善点の把握などを行う．３ヶ月に１回程度の対面またはWebでの打ち合わせで，議論や進捗管理を行う．
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| Causes of Carryover |
新型コロナウイルス感染症の流行によって学会がオンライン開催となったため，旅費を計画通りに執行することができなかった．そのため次年度使用額が生じた．次年度使用額は翌年度の教材開発費に充当して有効活用する．
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Research Products
(9 results)
