フロッピーディスクなどで 簡単にできる加速度計 日本物理教育学会近畿支部 近畿の物理教育第３号pp (‘97 川村先生)

Presentation on theme: "フロッピーディスクなどで 簡単にできる加速度計 日本物理教育学会近畿支部 近畿の物理教育第３号pp (‘97 川村先生)"— Presentation transcript:

1 フロッピーディスクなどで 簡単にできる加速度計 日本物理教育学会近畿支部 近畿の物理教育第３号pp.25-28 (‘97 川村先生)
科学教育研究科修士１年　川村研究室 C115633　水谷　紫苑

2 １．はじめに 日常 加速度 ・加速度運動・慣性力の実感 ・「加速度」という言葉は小・中学生にも身近 ・高校まで学ばない
しかし‥ 加速度 ・高校まで学ばない ・高校物理では、高度な理解力が必要 物理離れ 物理授業の改善 物理教師に求められている！

3 高校物理において理科Ⅰの廃止 加速度の概念を学ばない高校生が出る →簡単な物理教材の開発が求められる。 サイエンティフィック・リテラシーの必要性 フロッピーディスクを用いた加速度計の作製

4 ２．作製方法 ①フロッピーケースに 色水を入れて ②水漏れしないように 全体をボンドで封じる。 小中学生にも簡単に 作成できた。
　色水を入れて ②水漏れしないように 　全体をボンドで封じる。 青少年のための科学の祭典 大阪大会：1995年12月) 　小中学生にも簡単に 　作成できた。 ボンドで止める 色水

5 ３．利用方法 透明テープ 乗り物の加速度 基準線 測定線 傾く 静止している水平な台の上 加速度運動している乗り物の上
水平な台の上にフロッピーケースを置き、水面の両端の２点を取って基準線を引く。繰り返し使えるようにテープを貼っておく。電車などに乗って加速すると傾くのでその時の２点を取る。このときつり革も傾くので実感できる。 静止している水平な台の上 加速度運動している乗り物の上 傾く

6 𝑎=𝑔 tan 𝜃 (𝑚/ 𝑠 2 ) ３．利用方法 基準面とのなす角θより加速度は… 𝑚𝑎 テープを貼り替えることによって
𝑚𝑔 𝜃 m𝑔 ′ テープを貼り替えることによって 何度も測定可能！

7 Duzen , Nelson & Nelson (‘92)
薄いケースにゴムバンドで基準線 問題点：水面傾きを見るにとどまる。 愛知・岐阜物理サークル(‘88) 「ズバリ加速度計」 加速度を電気信号化してメータで計測 問題点１．製作に高度な技術が要求される ２．加速度計がブラックボックス化している。

8 ４．生徒が測定した加速度測定の例 生徒の感想 最初は電車の中で少々恥ずかしかったがだんだん面白くなってきて 快感に変わった。
授業中にみんなで電車に乗ってワイワイ実験したら面白かったのでは・・・

9 ５．簡単に加速度の大きさが読みとれる タイプのその他の加速度計
力学台車や電車などでの瞬時の加速度を知りたい…！ １．空き箱に軸受けとして両側板にナットをボンドでつける。 ２．浮板に軸を取り付ける。 ３．浮板と垂直になるように浮板に指針をつける。 ４．浮板の軸を軸受けにはめる。 ５．空き箱の中に水を入れる。 ６．加速度の目盛りを側板に書き入れる。 力学台車や電車、バスなどで瞬時におおよその加速度の大きさを知りたい時には図のような加速度計も有効です。これを使うときはカセットテープケースや８ｍｍビデオテープケースを使います。箱が分厚いときは浮板を用いて水面の乱れに対処します。 ※演示用は縦20cm、横15cm

10 2013 年度に池松先輩が 開発した加速度計 CDケースを用いた加速度計 演示用加速度計 CDケース M5ナット2個 蓄光プラ板 透明テープ
　　　演示用加速度計 CDケース M5ナット2個 蓄光プラ板 透明テープ (or OHPシ－ト） L字金具 透明テープ or　OHPテープ アクリル板(25cm×60cm)

11 水なしの場合 針が振れすぎる 粘度の高い液体では？ 今回の実験の目的はごくごく身近にあるものを使うこと。 　　身近な水が最も望ましい。

12 ６．慣性力の授業において加速度計を用いる場合
加速度を授業でどのように学ぶ・・・？ 力学台車を実験台の上で走らせる（外から観察） →日常生活との不一致 加速度運動の実感 乗り物の中にいるとき！ 乗り物のなかで加速度計を用いる実験 →生活とむすびやすくて効果的 →同時に吊り革を観察することで慣性力理解を支援できる 教室のなかでも加速度や慣性力を実感できる実験！

13 ７．おわりに 実験器具 暗記の物理 創造性の物理 リサイクルであれば手軽に作成可能 自分で実験器具を作製できればより物理が
生徒がいつでも実験できるように、 できる限り身近なものであることが望ましい リサイクルであれば手軽に作成可能 自分で実験器具を作製できればより物理が 身近なものに感じられ、物理離れを食い止められる 創造性は物理学習の目的の一つ 暗記の物理 から 創造性の物理 へ！

14 今後の展望 身近な材料で教材開発 力学分野の実験教室 川村研の根本的な考え方 この考えを大切にしながら教材開発を行う
　身近な材料で教材開発 　教材費が安く済む 　生徒が物理をより身近に感じる 　創造力を豊かにする 川村研の根本的な考え方 この考えを大切にしながら教材開発を行う 力学分野の実験教室 ・人が乗れる大型力学台車や、手作り記録タイマー 　も用いながら、加速度の学習をおこなっていく ・さらなる教材の開発・改良

15 ご清聴ありがとうございました。