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高校物理の現場で実践した ｱｸﾃｨﾌﾞﾗｰﾆﾝｸﾞ・ ILDs 授業の報告

高校物理の現場で実践した ｱｸﾃｨﾌﾞﾗｰﾆﾝｸﾞ・ ILDs 授業の報告. 同志社高 , 向陽高 A , 桃山高 B , 福知山高 C , 平安女学院高 D , 香川大教育 E , 京教大物理 F , 京都工繊大 G 古結尚 , 山崎敏昭 , 足立昭 , 酒谷貴史 A , 山口道明 B , 倉内邦行 C , 岩間徹 D , 笠潤平 E , 谷口和成 F , 村田隆紀 F , 内村浩 G 10/08/09 ＠関大 100 周年記念会館. はじめに. アドバンシング物理研究会 アクティブラーニングのカリキュラム・教材開発

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高校物理の現場で実践した ｱｸﾃｨﾌﾞﾗｰﾆﾝｸﾞ・ ILDs 授業の報告

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Presentation Transcript

  1. 高校物理の現場で実践したｱｸﾃｨﾌﾞﾗｰﾆﾝｸﾞ・ILDs授業の報告高校物理の現場で実践したｱｸﾃｨﾌﾞﾗｰﾆﾝｸﾞ・ILDs授業の報告 同志社高,向陽高A,桃山高B,福知山高C, 平安女学院高D,香川大教育E,京教大物理F,京都工繊大G 古結尚,山崎敏昭,足立昭,酒谷貴史A,山口道明B,倉内邦行C, 岩間徹D,笠潤平E,谷口和成F,村田隆紀F,内村浩G 10/08/09＠関大100周年記念会館

  2. はじめに • アドバンシング物理研究会 アクティブラーニングのカリキュラム・教材開発 アメリカ「物理教育研究」の教材に着目(2006) RealTime物理, Interactive LectureDemonstrations(ILDs) • 実験書の形式 予想→討論→実験→結果の分析 • 概念的理解を調査する方法の開発 Force and Motion Conceptual Evaluation (FMCE) →説得力のある調査結果 • ILDsに注目 • 講義形式で演示実験を行う • 予想を出し合い，討論を行う

  3. はじめに • ILDsの進め方 個人で予想し，予想シートに記録 ↓討論 班で討論した後，予想をまとめる ↓演示実験 結果シートに記録 運動学２「台車の運動」 演示実験６　台車は運動検知器から遠ざかる向きに一定の力を受け続けている。右図の座標軸に、台車が運動検知器に向かってポンと押されて（そして放された）後の台車の速度－時間グラフと加速度－時間グラフの予想をスケッチしなさい。台車が検知器に向かって動きながら減速し，瞬間的に止まり，それから検知器から遠ざかりながら加速していくときの速度と加速度をスケッチしなさい。

  4. はじめに • アドバンシング物理研究会 での取り組み • 2009年ILDs公開講座を実施 　→誤概念の克服に役立つ • 2010年高校の授業で実践 • 討論の方法 • 討論による認識の変化 • 授業への取り入れ方 ゼロ 素朴概念（誤概念） 運動の向きに力がはたらく 下降中 上昇中 最高点

  5. 概要 • 実践校：4校 • 私立A1, A2高校 3単位,48名×8クラス • 府立B高校 3単位,17名(I類),18名(II類) • 府立C高校 4単位,17名×1クラス • 府立D高校 3.5単位,26名×2クラス • 導入したILDs　物理I力学授業に取り入れる • 運動学1「人の運動」 • 運動学2「台車の運動」 • ニュートンの第1＆2法則 • ニュートンの第3法則

  6. 討論の方法 • 討論の方法 個人で予想し、予想シートに記録 ↓討論 班で討論した後、予想をまとめる ↓演示実験（センサを用いてリアルタイムに表示） 結果シートに記録 • 各校での方法 • A1高校 カラーカードで選択,生徒による討論中心 • A2高校 教師が討論の結果を黒板にまとめる • B高校 討論中に教師が回って意見をまとめる • C高校 討論の結果を発言させる

  7. A1高校 討論の方法

  8. A2高校 討論の方法

  9. ILDsの効果 • 運動学1「人の運動」位置,速度グラフ 班で討論した後の予想はほとんど正解 • 運動学2「台車の運動」位置,速度,加速度グラフ • 班での討論を重ねることにより， 加速度グラフの正解が増える • 演示実験6（扇風機付き台車）　　 正解多数,誤答5人(転向点0)　→正解7班，誤答3班 • 演示実験8（ボールの投げ上げ） 正解28人,誤答11人(正負逆) →正解11班,誤答1班

  10. ILDsの効果 • ニュートンの第1＆2法則 • 討論後の予想が， 力と速度グラフが同じになる班がある 誤答8班/12班,正解：2班/12班 • 実験の設定を把握するのに 時間がかかり，十分討論できない 　 生徒がいる(A高校) • 前回と同じ誤答をする(A高校) • ニュートンの第3法則 • 実験を重ねることにより， 作用と反作用の大きさが等しいと予想できる

  11. 授業への取り入れ方 A1高校(3単位) 　１ プレテスト 　２ 有効数字，ベクトル（１次元の向き・正負を教えた） 　３ ILD運動学1 　４ 有効数字，物理量 　５ 位置，速度，合成 　６ 相対速度，グラフ 　７ 加速度① 　８ ILD運動学2① 　９ ILD運動学2② １０ 加速度② １１ 重力加速度，放物運動 １２ 力，フックの法則 １３　力の合成・分解，力のつりあい，作用・反作用 １４ 復習，運動の法則(ILD運動の法則) １５ 第1法則，第2法則 １６ 重力と質量 １７ 第1法則，第2法則② １８ 摩擦，摩擦角，動摩擦 １９ ILDニュートンの第1&2法則① ２０ ILDニュートンの第1&2法則② ２１ ILDニュートンの第3法則 ２２ 摩擦残り，空気抵抗 ２３ 圧力，大気圧，浮力 ２４ 剛体の力の合成・分解 ２５ 剛体の力の合成・分解② ２６ ポストテスト ２７　力のモーメント ２８　問題演習

  12. まとめ • ILDsの取り入れについて • 討論により生徒の認識が深まった →ILDsを取り入れることは効果がある • 詳細については，FMCEの分析が必要 • 今後の課題 • 各学校にあった討論，授業のすすめ方の分析と改善 • 通常授業の時間をどう置き換えるかの工夫（ILDsとプレ，ポストテストで６～８時間必要） • ILDs授業だけでなく,力学授業全体の中で,センサーの導入や討論による概念定着をはかることを検討 • ILDsの内容をさらに定着させるため，授業だけでなくホームワークや試験も含め一貫した展開を検討

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