抵抗力・摩擦力・電磁場が効く日常の物理現象を解明するICT基盤授業法の開発

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日常的に目の当たりにする現象は、抵抗力・摩擦力・電磁場の効いているものが多い。不思議でかつ興味深い現象の多くはこれらに起因している。しかし、それらの理屈や実験・解析は一般には複雑で、教育の場では採り上げ難い。そこで、抵抗力等を無視できるような現象についての能動的学習(Active Learning)型授業法の研究はこれまでも行われてきているが、それを日常の現象へ拡充できないか検討した。その際、ICT (Information and Communication Technology)機器を有効に活用することで、学習者が感じる敷居を十分に下げることが可能であると考えた。研究は、授業・講義の中で学習者に辿ってもらう論理を丁寧になぞることで進めた。具体的には、運動物体の観察を起点とし、先行研究のレビュー、ICT機器を用いた解析、実験や理論へフィードバックという流れおよび内容について1つ1つ確認し、現象へのアプローチ手法の選定とスマートな理解の構築について考察していくことにした。検討対象としては、条件が整うと逆立ちして回転する逆立ちごまの運動について重きを置いた。その結果、初期条件を適当に変化させた際の運動を観察し、先行研究で解析されていた理論がそれを再現していることをラフに確認できた。また、逆立つ条件について、近似的ではあるが本質部分の数値計算をフォローできた。さらにICT機器による実験データをスムーズにストレージし解析できるようなネットワーク環境を構築し、逆立ちごまの解析に必要な知識を補う実験を、大学の基礎実験において部分的に実践した。一方、理論の理解不足のためICT機器による解析が不充分で、実験・理論へフィードバックが満足にできていない。今後は、認知心理学の知識を深めることと並行し、それに基づいた能動学習型授業法への昇華を見据えた進展および他の現象の開拓を目指したい。