物体の運動分野における主体的で深い学びにつながる物理実験の開発

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1 研究目的 ;高校の物理には「物体の様々な運動」について学習する単元がある。一般的に用いられている実験装置では、直線上の運動を測定することはできるが、平面内の運動を測定することはできなかった。そこで、タブレットで物体を撮影し、画面上で位置と時刻を読み取ることによって、これまでできなかった運動の実験が実施できるようになると考えた。本研究では、平面内の物体の運動の実験を含んだ授業を計画し、本校での授業実践を通して、生徒が主体的に学ぶ運動分野の授業について研究をした。2 研究方法 ;タブレットはiPad、アプリはMotion Iを用いた。Motion Iは最近開発された教育用アプリで、動画内の物体の位置と時刻を簡単に記録することができ、授業への活用が期待されているものである。まず、直線上の運動について超音波センサーを用いた場合と同程度かそれ以上の精度で測定できる実験条件(撮影する条件やアプリの設定など)を研究し、その条件のもとで平面内の運動を記録し、正確に測定できることを検証した。3 研究成果 ;振り子の実験や円運動の実験を授業で実践し、授業の様子やアンケート結果などから、実験を通して学習することで、平面内の物体の運動への関心や学習意欲が高まり、実感の伴った深い理解ができるようになることが分かった。しかし使用できるiPadの台数に限りがあり、すべての生徒が測定や分析に参加できていないという課題が見つかった。今後は生徒のスマートフォンを活用するなどして、すべての生徒が自ら測定したデータをもとに、実験結果の議論に参加できる授業を開発する必要があると考えている。