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

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．

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．