理科学習における科学概念形成に及ぼす実体的認識の影響に関する研究

1.つりあい及び重力のもとでの物体の運動についての中学生・大学生に対する調査の結果を分析検討した。運ばれる物体が放された後、真下に落下するとする直落信念を持つものが大学生でも多く、自由に水平方向に飛び出す物体は放物運動するとするものが多いことが示された。この結果はすでに報告された結果と一致しているが本研究によって、運ばれる物体に関する直落信念が慣性運動の認識にかかわること、また運ばれる物体の速さに関係していることが新たに示された。2.小学生・中学生に対して、物質が粒子からできているという見方がいろいろな現象に対して統一的な見方になっているかどうかを調べ、中学2年生で原子・分子の学習効果が一時的に現れるが、学習していない現象に対してはそうした見方が十分にはできないこと、またその学習効果が定着していないために中学3年生では学習効果がみられなくなることが明らかになった。小学5年生までに形成された素朴な粒子概念が、小学6年生になると失われることが明らかになったが、この原因については今回の調査では明らかにすることができず、他の現象についての調査を加えて分析することが必要になっている。3.鉱物の結晶化過程と形態についての概念調査を行うために、結晶形態シミュレーションプログラムの開発をおこなった。以前開発した結晶形態図の描画プログラムを改良し、実際の鉱物結晶を観察しながらパソコン上の結晶図と対比させて、試行錯誤的に形態図を作成するプログラムである。また、このプログラムを用いて、立体の面で構成される理想形の結晶形態を、平面上の直角座標のグラフ上の位置として表現し、結晶形態が変化する様子を簡単な方法で定量的に把握することができることを明らかにした。

1.つりあい及び重力のもとでの物体の運動についての中学生・大学生に対する調査の結果を分析検討した。運ばれる物体が放された後、真下に落下するとする直落信念を持つものが大学生でも多く、自由に水平方向に飛び出す物体は放物運動するとするものが多いことが示された。この結果はすでに報告された結果と一致しているが本研究によって、運ばれる物体に関する直落信念が慣性運動の認識にかかわること、また運ばれる物体の速さに関係していることが新たに示された。2.小学生・中学生に対して、物質が粒子からできているという見方がいろいろな現象に対して統一的な見方になっているかどうかを調べ、中学2年生で原子・分子の学習効果が一時的に現れるが、学習していない現象に対してはそうした見方が十分にはできないこと、またその学習効果が定着していないために中学3年生では学習効果がみられなくなることが明らかになった。小学5年生までに形成された素朴な粒子概念が、小学6年生になると失われることが明らかになったが、この原因については今回の調査では明らかにすることができず、他の現象についての調査を加えて分析することが必要になっている。3.鉱物の結晶化過程と形態についての概念調査を行うために、結晶形態シミュレーションプログラムの開発をおこなった。以前開発した結晶形態図の描画プログラムを改良し、実際の鉱物結晶を観察しながらパソコン上の結晶図と対比させて、試行錯誤的に形態図を作成するプログラムである。また、このプログラムを用いて、立体の面で構成される理想形の結晶形態を、平面上の直角座標のグラフ上の位置として表現し、結晶形態が変化する様子を簡単な方法で定量的に把握することができることを明らかにした。