三角関数のグラフ概念を視覚的に獲得する探究活動活動支援システムの開発研究

本研究の目的は、三角関数のグラフ概念を視覚的に獲得する探究活動支援システムを開発することである。つまり、学習者が自由にシステムを探究することにより、三角関数のグラフのメカニズムを視覚的に発見し、さらに、この視覚的イメージを公式や定理による数学的理解に結び付ける支援を行うことが本システムの開発目的である。今年度は以下の項目の開発研究を行った。1.周期的現象の実験映像の観察機能(1)教材研究:学習者が三角関数のグラフ概念を学習する動機づけとなる実世界の周期的現象を調査した。(2)映像作成及び編集:教材研究で調査した周期的現象を実際に携帯型のビデオ機材で収録し、さらにその映像をMacintosh上で編集した。2.TriGraphによるグラフの視覚的探究機能平成5年度開発したTriGraphを新たに探究活動支援システム上で実行できるように改良を行った。3.TriGraphのグラフ電卓への適用TriGraphで表していた三角関数のグラフのメカニズムをグラフ電卓上で実現できるようにした。これにより、コンピュータ環境のない一般教室においても、三角関数のグラフ概念を視覚的に探究する授業が行えるようになった。4.実験授業の設計と実施上記で開発した教材を用いた実験授業を設計し、金沢工業高等専門学校一年を対象に実験授業を実施した。授業は一斉授業形式で、教師は提示用にTriGraphとグラフ電卓を使用し、生徒は探究の道具としてグラフ電卓を使用した。現在その授業の評価を行っている。

本研究の目的は、三角関数のグラフ概念を視覚的に獲得する探究活動支援システムを開発することである。つまり、学習者が自由にシステムを探究することにより、三角関数のグラフのメカニズムを視覚的に発見し、さらに、この視覚的イメージを公式や定理による数学的理解に結び付ける支援を行うことが本システムの開発目的である。今年度は以下の項目の開発研究を行った。1.周期的現象の実験映像の観察機能(1)教材研究:学習者が三角関数のグラフ概念を学習する動機づけとなる実世界の周期的現象を調査した。(2)映像作成及び編集:教材研究で調査した周期的現象を実際に携帯型のビデオ機材で収録し、さらにその映像をMacintosh上で編集した。2.TriGraphによるグラフの視覚的探究機能平成5年度開発したTriGraphを新たに探究活動支援システム上で実行できるように改良を行った。3.TriGraphのグラフ電卓への適用TriGraphで表していた三角関数のグラフのメカニズムをグラフ電卓上で実現できるようにした。これにより、コンピュータ環境のない一般教室においても、三角関数のグラフ概念を視覚的に探究する授業が行えるようになった。4.実験授業の設計と実施上記で開発した教材を用いた実験授業を設計し、金沢工業高等専門学校一年を対象に実験授業を実施した。授業は一斉授業形式で、教師は提示用にTriGraphとグラフ電卓を使用し、生徒は探究の道具としてグラフ電卓を使用した。現在その授業の評価を行っている。