2016 Fiscal Year Annual Research Report
Development of the physics experiment which students plan, and measurement of the education effect
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26350191
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
三浦 裕一 名古屋大学, 理学研究科, 准教授 (30175608)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
安田 淳一郎 山形大学, 基盤教育院, 准教授 (00402446)
古澤 彰浩 藤田保健衛生大学, 医学部, 准教授 (20362212)
小西 哲郎 中部大学, 工学部, 教授 (30211238)
齋藤 芳子 名古屋大学, 高等教育研究センター, 助教 (90344077)
中村 泰之 名古屋大学, 情報科学研究科, 准教授 (70273208)
千代 勝実 山形大学, 基盤教育院, 教授 (80324391)
藤田 あき美 信州大学, 学術研究院工学系, 講師 (50729506)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 物理学教育 / 教材開発 / 教育効果測定 / アクティブ・ラーニング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
通常の講義では実感を持って理解することが困難な物理的概念や法則を伝えるため、演示実験を開発すると共に学生に系統的な実験を企画させた。そして実際に測定して結果について互いに議論し、理解を深めた。
日常の経験から来る直観的な誤解が、物理法則の理解を妨げている場合がある。力学概念調査（ＦＣＩ）を行った結果、「常に運動の方向に力が働く」という誤解が特に多かった。そこで、両者の方向が異なる場合を学生に多数挙げさせ、誤解を解く実験を企画させた。この力学概念調査（ＦＣＩ）では、正解しても、必ずしも理解しているとは限らないことが指摘されている。そこで、関連する複数の設問の回答を分析して、真に理解されているか、測る方法の開発も進めている。
また、物理現象を身近に感じるよう、測定器を使用せず、自らの感覚をセンサーとした実験も行った。例えば、二つのスピーカーから発信された音波の干渉効果を、聴覚をセンサーとして測定した。音の強弱地点を求め、音源までの距離を測定して音波の波長を求めた。その際、計算に合わない地点でも音の強弱が観察された。その原因を議論した結果、教室の壁からの音の反射によるものと結論された。このように、実際に測定して困難に直面し、その原因を突き止め、解決する、という一連の重要な手順を学ぶことができた。また、異なる元素気体の放電管からの発光スペクトルを回折格子を使って目視し、原子のエネルギー準位を理解した。さらに空手などの武道を力学的に解析し、力積と運動量の関係を実感する実験も行い理解を深めた。
これらの結果の一部は28年度に物理学会で口頭発表２回、論文２編にまとめて発表した。 東海地区の大学教育改善のシンポジウムにおいて講師を招待し意見交換した。開発した実験教材などを冊子にまとめ物理学教育の関係者に配布している。冊子の内容に動画も加え、英文及び和文のＷＥＢサイトで公開している。
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| Remarks |
本サイトは物理学の講義中に行う実験と、教材の製作方法 および 授業への導入方法などを動画も含めて紹介している。話題提供であるコラム欄もご覧ください。内容は、適宜 更新する予定である。
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