高等学校物理における電磁気分野の生徒実験教材のモジュール化と教育実践

高中物理电磁学领域学生实验教材模块化与教育实践

• 批准号: 23914002
• 负责人: 小茂田 聖士
• 金额: $ 0.38万
• 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: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-23914002/
• 关键词: 物理教育; 電磁気教材

高等学校の理科(物理)において,電磁気学分野は,力学分野・波動分野と並び,1つの大きな学習分野である。授業では,様々な実験を生徒実験として扱ったり,教員が演示したりしているが,いくつかの課題を感じていた。例えば,実験時に生徒がデータの収集に集中し,意義の理解や現象の把握が十分にできていない点や,教員の示した回路図から生徒が実際に回路を組み立てるまでに時間がとられ,授業時間内に実験結果の解析やまとめに時間を大きくとれない点である。本研究では,扱う実験教材を,ユニバーサル基盤やブレッドボードを用いてモジュール化し,実験の際には生徒が簡単な配線を行うことで実験準備が完結するような教材を開発し,活用したいと考えた。また,現象の理解に集中させるため,デジタルオシロスコープを活用したいと考え,研究を行った。モジュールとして制作したものは,電球やダイオードの電圧-電流特性,電池の内部抵抗測定などの実験で使用可能な簡単な電源回路,コンデンサーの充電・放電の過渡現象のためのモジュール,交流回路における位相のずれを観察するためのモジュール,電気振動(LC共振)現象のためのモジュールなどである。これらのモジュールを活用し,授業の中で実践を行った。実験回路の組み立てがスムーズにできることや,回路図と実験部品(回路)の対応が見やすいことなどから,授業の中での実験の解析やまとめの時間を十分にとることができ,本研究の目的を達成したと考える。また,デジタルオシロスコープの活用により,画面上にグラフとして表示されることや,データや表示画面を保存し,後にコンピュータでデータ解析ができるので,現象の理解や実験の解析手法を生徒に身につけさせることにつながり,教育効果があるものとなった。

Science (physics), electromagnetism, mechanics, ratio, study, etc. The teacher demonstrated that the teacher had a good feeling about the topic. For example, when students are born, they are concentrated, the meaning is understood, the phenomenon is grasped, the teacher shows the loop, the students are born, the loop is organized, the time is determined, the result is analyzed, the time is determined, and the teacher shows the loop. In this study, the teaching materials were developed and applied to the development of teaching materials. In order to understand the phenomenon, we should focus on the study of the phenomenon. Voltage-current characteristics of the battery, measurement of the internal resistance of the battery, measurement of the possible use of simple power supply circuit, charging of the battery, transient phenomena of the discharge, phase of the AC circuit, electrical vibration (LC resonance) phenomenon, etc. In the middle of the class, we will practice. The purpose of this study is to investigate the relationship between the structure of the loop and the components of the loop. In addition to the above, the user can also use the screen to indicate that the screen is saved, and then the user can understand the phenomenon and analyze the method of analysis.