2022 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, 准教授 (20804553)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 双方向性の構築 / 工学教育 / 教材開発 / 作図機 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2022年度は，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整理と公開，放物線作図機の改良，楕円コンパス教材による実践のまとめを行った．引き続き，双方向性指向教材の検討を進めた．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．
2021年度までに作成した動画教材や，数学と物理の双方向性の表，物理アプリケーションなどを整理し，研究分担者（牧山）の学習Webサイト『まなBits』で公開している．研究分担者の勤務校の１年生を対象とした補習授業にて，これらの教材群を用いた教育を始めた．また，学習Webサイト『まなBits』を，公益財団法人学習情報研究センターが主催する令和４年度第３８回学習デジタル教材コンクールに出品したところ，佳作となった．
楕円コンパス教材を用いた高等専門学校での実践について，日本数学教育学会の全国大会で報告した．楕円コンパス教材を用いた実践を大学でも実施し，データを収集した．大学での実践においても高等専門学校での実践と同様の結果が得られ，ものを数学で表現する力が弱いことや，ものを数学で表現する教材の必要性が明らかになった．放物線作図機をそのような教材と位置づけた．
新たな双方向性指向教材の候補として，コンデンサーの脱着により操作できる熱機関を開発し，動画を公開した．他にも物理，化学，数学の関連を図る教材の候補を検討した．研究の過程で多数の動画を作成した．動画を活用したオンデマンド型の数学教育についても分析し，論文にまとめて発表した．
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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
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の分析や教材を利用した教育を進めている．
2022年度に発表した成果は，論文１件，学会発表４件である．
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| Strategy for Future Research Activity |
2023年度は，研究のまとめとして，教材を用いた実践の分析を行い成果と課題を確認する．放物線作図機の教材化を完了させ，可能であれば実践する．引き続き，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教材の素材を探索し，適切な素材を見出した場合は速やかに教材化する．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 |
前年度に引き続き，多くの学会がオンラインになったため旅費を執行することがなく，次年度使用額が生じた．次年度使用額は，教材の開発費や新学習指導要領に対応した教科書の購入費用などにあてる．
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