協働的な思考場面をつくる物理実験の課題設定とその実践

问题设置和物理实验的实施，创造协作思维情境

• 批准号: 17H00173
• 负责人: 岡本 英治
• 金额: $ 0.3万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
• 财政年份: 2017
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2017 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17H00173/
• 关键词: 課題設定; 協働学習; 論理的思考

1. 研究目的本研究は, 考察場面を中心とした教材, 特に力学分野の課題実験や探究活動で, 実験方法や結果から結論に至るまでの考察場面の思考を重視した教材の開発に取り組んだ。考察場面は, 論理的・科学的に帰結する課題, 学習者の協働的な議論によりその妥当性の検討ができる課題且つ実験により展開が諮れるものを基準に設定した。2. 教材開発と授業実践の成果具体的には次のような教材の開発に取り組み, 授業実践を行った。○「力のつりあいと橋の構造」(高校1年 : 物理基礎)橋には様々な種類があり, それぞれに利点がある。本教材では, 斜張橋とアーチ橋に関して桁橋と比較し, それぞれの橋の構造のもつ利点を力学的な観点(力のつりあい)から論理的・科学的な説明で議論して橋の利点を導かせた。○「向心力f=mrω^2の検証」(高校3年 : 物理)理論から導出された4つの変数をもつ向心力の式が実際の円運動の物体で成立していることを実験により検証させた。<<成果>>高校の内容の多くは理想的な物体や条件・状況下での物理の規則性を学ぶ。一方, 用いた橋の構造の教材は, 実在のものであり, 力の効果(物体の変形など)なども含めて考察できなくてはならない。また, 向心力の教材も実験装置で測定できる量とできない量があることを認識し, 学習者が条件制御や実験手順を論理的に構成しないと検証できない。両教材とも想像する力が伴い, 学習者が相互に話しあい意見を出しあって結論にたどり着く過程で, 協働的に学習する効果があった。一方, 指導者が考察の支援のためのヒントや助言も必要な箇所があり, 課題実験を行う上では教師の支援のあり方が重要な要素であった。

1。研究目标这项研究的重点是专注于讨论情况的教材，尤其是在力学领域的任务实验和探索活动中，并专注于在讨论情况下的思考，从实验方法和结果到结论。讨论情况是基于逻辑和科学上的问题，这些问题使学生可以通过协作讨论来检查其有效性，以及那些使他们能够通过实验讨论发展的问题。 2。教材开发和课程实践的结果：我们努力开发以下教材和实施课程实践。 ○“力量平衡和桥梁结构”（第一年高中生：物理基金会）都有各种类型的桥梁，每个桥梁都有优势。在这种教材中，将电缆固定的桥梁和拱桥与梁桥进行了比较，并通过机械的角度（强度平衡）通过逻辑和科学的解释来讨论每个桥的结构的优势，以指导桥梁的优势。 ○我们已经通过实验测试了中心力方程，其四个变量从理论中得出的四个变量“验证中心力f =mrΩ^2”（三年级的高中生：物理学）对于具有实际循环运动的对象而言是正确的。 <<结果>>许多高中内容涉及在理想的物体，条件和情况下学习物理的规律性。另一方面，用于桥梁结构的材料是真实的，必须能够考虑力的效果（例如物体变形）。此外，除非有数量可以通过实验设备来衡量，并且学习者必须在逻辑上构建条件控制和实验程序。两种教材都伴随着想象的能力，当学习者讨论和表达意见时，他们在得出结论时就具有协作学习的效果。另一方面，在某些领域需要提示和建议来支持讲师的考虑，而教师提供的支持是进行任务实验时的重要因素。