計算機シミュレーションを用いた新しい高校生向け科学教育の研究

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平成17年度の研究で実施した抽象概念把握をテーマとしたコースの成果に基づき、今年度の研究では,発見に至るシミュレーションを使った科学の方法論を学ぶということを主題に研究を進めていき,インタラクティブシミュレーション教材を開発した。具体的な研究実績としては,1 科学概念の気付きに至る計算機シミュレーション(稲垣,中村,長登)量子力学を学習テーマにシミュレーションを利用した科学についての学習コースを,スペイン,オーストリアでの実践例等を参考に構築した。試行錯誤による概念の把握が体感できるよう,適切なプロセスの可視化,動きのアニメーション化,パラメター操作の自由度を検討し,実験形式のシミュレーション教材を開発した.なお,開発したコースの一部は高等教育現場で利用と改良を進め,教育効果の改善を図った.2 シミュレーション教材普及に向けた調査、研究(稲垣,隅谷,佐々井,深澤)特定領域最終年度にあたる今年度までの開発成果を継続して有用なものにするための調査と研究を行った。特に研究者から提供される情報を教育現場で継続的に活かしていくために,研究者と教育者の間を繋いだ教育デザインについて検討した.さらに,高校教員,高等専門学校教員向けのシミュレーション教材講習会の開催等を通して,教育現場にあわせた学習コースの検討と教材の最適化に必要な知識を共有するとともに,研究者と教育現場間の連携強化に着手した.本実践の中では明らかにできなかった課題も少なくないが,コンピュータを用いた問題解決について学ぶ「情報B」のスタート等,より効果的な教育を実施していくための背景も整いつつあり,今後,21世紀の理数系教育において計算機シミュレーションによる研究方法が大きなウェイトを持つようになると期待している。