2014 Fiscal Year Research-status Report
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26560084
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
岩崎 宏 金沢大学, 数物科学系, 准教授 (30242514)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石井 史之 金沢大学, 数物科学系, 准教授 (20432122)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 学部向け / 計算科学教育 / 教育教材開発 / シーズ型 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、大学学部向けの計算科学教育用の教材開発をおこなうものである。3年間で、従来の数値計算や計算機技術から出発するシーズ(seeds) 型計算科学教育ではなく、計算科学の必要性から出発するニーズ (needs) 型の計算科学教育教材の開発を行い、新しい計算科学教育の体系化に向けた検証を行う。
そのため、初年度は研究目標は、(1) 教材開発ためのツールの調査を行うこと及び(2) パイロットプログラムとして幾つかのトピックスに限定したモデル教材のコンテンツを作成することを計画した。
しかし、教材開発ためのツールの調査については対話型教材にするためのツールが決まらなかった。また、量子力学のモデル教材である「エネルギー固有値問題」と統計力学のモデル教材である「ブラウン運動」に関してはコンテンツのプランはできたが、ビデオ撮りなどのパッケージ化には至っていない。力学と電磁気学についてのコンテンツのプランも含めて具体的な教材開発は次年度に持ち越すことになった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
教材開発ためのツールの調査に関しては、Flash、Python (Numpy/Scipy)などのアプリケーションを検討した。しかし、対話型の教材をつくるためのアプリケーションはまだ決まっていない。
モデル教材の作成は初年度に2本の教材を作る計画であった。コンテンツに関しては既に出来上がっており、実際の学部向け講義や初学者向け講義で検証を行っている。しかし、ビデオ撮りなどの教材化・パッケージ化まではできなかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度はモデル教材の開発を中心行う。特に、量子力学の比較的難度の高いモデル教材である「エネルギー固有値問題」と統計力学の入門的教材である「ブラウン運動」に関してはビデオ撮りまで含めた具現化を行う。前者は偏微分方程式、固有値問題という計算科学の題材としても難度が高いので、導入部の表現方法を検討している。後者は、計算機を使わないシミュレーションやMS-Officeエクセルを使ったコンピュータシミュレーションについて検討している。また、力学と電磁気学の教材のコンテンツの作成を行う。
対話的な物理教材にするためにはツールの選定にまだ問題がある。対話性を省いてもまずは完成させることを考える。
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| Causes of Carryover |
初年度は調査とコンテンツ作成に時間がかかってしまい、具体的なパッケージ化作業が出来なかった。そのため、カメラなどの必要な機材購入、謝金など使用は次年度に廻すこととした。また、学会等の発表も見合わせた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度は教材作成・パッケージ化を重点的に行う。そのためのカメラ等の機材購入を行う。また、教材作成のための学生謝金を使う。
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