分光実験でアクティブラーニング天文学－7－

分光実験でアクティブラーニング天文学藤田あき美（信州大学工学部）

Spectroscopy Lab in an Activity-Based Astronomy Course
Akimi Fujita (Faculty of Engineering, Shinshu University)
概要

天体からの光を集め分析することによって光の中に隠された情報を読み取り、その天体および天体間の様子を探求するのが天文（物理）学である。この分光学、そしてその基盤にある光と物質の相互作用の概念的理解を促すため、講義室内で輝線や吸収線を観測する実験ベースのグループ探求学習を、過去 6 年間に渡り実施してきた。分光実験とワークシートを中心とした学生主体の協同学習の効果を測るため、アメリカで開発された「光と分光学概念調査（Lightand Spectroscopy Concept Inventory-LSCI [1]）」を実施した所、学生の学びのゲインは、アメリカの能動参加型授業におけるゲイン以上であった。このことは、天文学の基本概念を理解するためにも、実験・体験的要素が重要であることを示唆する。
Abstract
Light is the main means by which astronomers study most astronomical phenomena.
Thus, spectroscopy, the study of dispersed light based on the interaction between matterand light, lies at the heart of astrophysics. In order to promote the conceptual
understanding of spectroscopy and its use in astronomy, “Spectroscopy Lab” is developed toobserve emission and absorption lines in an ordinary classroom and has been incorporated
into an introductory astronomy course for use by collaborative student learning groups.
The effectiveness of this lab-based, learner-centered instruction as well as students’conceptual understanding are evaluated by a research-validated assessment tool, “Lightand Spectroscopy Concept Inventory (LSCI) [1],” and the results demonstrate that thestudents’ learning gains on this topic are greater than or equal to the gains observed in
activity engagement astronomy courses at American universities. This suggests theimportance of incorporating “hands-on,” “eyes-on” observations/activities in astronomy
courses.

(Received: 15 April, 2016, Accepted: 19 June, 2016)

1. はじめに学習する学問や占星学と勘違いして天文学の天文学は日米両国の大学における自然科学授業を選択するようだが、そんな学生に我々系教養科目として最も学生に人気のある科目は何を教えるべきだろうか？宇宙空間、距離、の１つのようである。ほとんどの学生はダー時間そして形態を感覚として掴み、広大なるクマター、ブラックホール、地球外生命など

宇 宙 にお け る地 球 と 太 陽 系 の 存 在 を 考 え 、のかっこいい言葉に惹かれて、または星座を我々は星の子であることを知る。しかし、そ天文教育 2016 年 7 月号（Vol.28 No.4）

－8－

■ 論

文 ■

れだけが目的ならば大学で学ぶ必要もないで実際の星のスペクトル分析を通した学習[10]あろう。本やインターネット上で素晴らしいなどが行われている。本論文では、光と物質情報、画像、動画等が溢れているからである。の相互作用の概念的理解を深め、講義室内で教養としての天文学においても、学生は基本あらゆる光を分析し、宇宙現象を探求する方的物理法則を理解し、それらを適応し、宇宙法を学ぶ分光実験（Spectroscopy Lab）を紹の現象を探求する方法を学ぶべきではないだ

介すると共に、この分光実験前後の、学生のろうか？

光と分光学に関する概念的理解度を測定した

天文学で最も重要な物理概念は光―電磁波結果を示す。

―であると多くの天文学者は考える[2][3]。天文学者は天体が放つ光を分析することによっ

2. 実施についてて宇宙現象を解明していくからである。例え

以下に紹介する分光実験は、アメリカのラば、光には目に見える光（可視光）と目に見ンシング大学の Teresa Schulz 教授と共に開えない光（X 線、赤外線、ラジオ波など）が発を始めたものである。著者はこの分光実験あり、目に見えない光で宇宙を観ると様々なを取り入れた（現代）天文学入門授業姿が見えてくる。太陽の白い光も―「太陽の（Astronomy 101）を、ランシング大学にお光は赤い」という素朴概念を持っている学生

いて 2010 年から 2012 年にかけて 8 コマ、岐も多いが―実は７色の光から成り、よく見る

阜大学において平成 25 年度前期 1 コマ、そと、連続的に連なる７色の光も所々色が欠けして信州大学において平成 26 年度と 27 年度ていることがわかってくる。光の性質、そしの前期 1 コマずつ担当した。また平成 27 年て光と物質の相互作用の物理概念を理解する

度前期には、工学部の修士 1,2 年生を対象に、と、例えば星の温度、化学組成、光度、大き同じ現代天文学入門授業を全て英語で行ったさ、質量などを知ることができ、我々と星ま（表 1）。

での距離や星間空間に存在する物質の分布や表1物理量まで求めることができる。しかし天文各大学における授業形態

学を学ぶ上で一番学生が躓くのがこの光の分野、特に分光学の分野であり[4]、例えば原子ランシは吸収線を「放射」すると勘違いをし続ける

ング大

岐阜大

信州大

信州大
（工）

対象

教養

教養

教養

修士

学生は、実際に手足を使い、現実に関連す授業数

週2

週1

週1

週1

る問題に取り組むことにより、最も効果的に

授業

150 分

90 分

90 分

90 分

物理概念を理解することが、数十年にわたる時間

物理教育研究によって明らかになった[6][7]。

学生数30 人

50 人

50 人

6人

前後

以下

以下

英語

日本語

日本語

学生も多い[5]。

天文学教育においても、例えば、アメリカのボストン大学の天文学入門の授業では、光と光学を探求する道具とソフトフェアを用いる
Project

LITE:

LightInquiry

言語

英語

注：全大学において学期は 15 週

Through

Experiment を使用し、能動参加的実験要素

岐阜大学および信州大学では、教員の講義を取り入れている[8]。また、日本の中等教育を極力控え、グループによる協同探求型の授においても、分光器を使った光の探索[9]や、業 、「 ア ク テ ィ ブ ラ ー ニ ン グ 天 文 学

天文教育 2016 年 7 月号（Vol.28 No.4）

分光実験でアクティブラーニング天文学（Activity-Based Astronomy）」を目指して－9－

3. 分光実験いる。小実験が授業に筋道をつけていくワー

分 光 実 験 は輝 線 実 験 と 吸 収 線 実 験 と に わ

クショップ方式[11]や、小課題とワークシー

かれ、それぞれのワークシートを用意していトを基盤に、グループで議論をしながら探求る。アメリカから取り寄せることができる格

するチュートリアル方式[12]、または、クイ子約 5315 本/cm の分光グラスを使用する（図ズ形式（ピア・インストラクション風[13]）、1: 単価 35 セント）。スペクトル実験結果（可劇などを取り入れ、能動参加型のカリキュラ視光）を記録するために色鉛筆も使用していムを開発している。チュートリアル方式のワる。

ー ク シ ー ト は 、‘ Lecture-Tutorials for
Introductory Astronomy[14]’から抜粋し、著者の許可を得て訳したものを使用している。
また、教科書は一切使っていない。一方、学内の e-Learning ネットワーク上に、使用するパワーポイント及び関連する文献や動画図1などをどんどんアップしていく。天文学入門

分光グラス[16]における学生の理解度は、教科書の有無に相関関係がないという研究結果があるからであ

3.1

輝線スペクトル

輝線実験にはアメリカの大学の基礎物理学る[15]。
分光をして光から情報を得るには、光と物授業で必ず使われる高電圧電源装置とスペク質の相互作用を理解する必要がある。つまり、トル管を使う（図 2）。とても高価だが（特に教養レベルにおいても、簡単な原子構造を理日本では）実際に目であらゆる単一ガスが発解し、ガスが連続放射する、あるいは輝線をする輝線を見ることは「百聞は一見にしかず」

発する、または吸収線を生み出す物理的状況の効果があると思われる。

(キルヒホッフの法則)を理解しなければなら

主に水素で成り立つ宇宙を観察するには水ない。よって、全 15 週の 2 週、合計 3 時間

素線が非常に役に立つ。特に水素 Balmer 線を使って分光実験を行い、同時に‘Lecture-は可視光領域にあり、その中でも最も明るい

Tutorials for Introductory Astronomy’かHα輝線は 652nm の波長（赤）にあるので有ら 原 子 構 造 を 学 ぶ た め の 「 光 と 原 子 (Light用である。例えば Hα輝線を使い、放射や衝and Atoms)」とキルヒホッフの法則を学ぶた撃波で電離した水素ガスを探索することがでめの「スペクトルタイプ(Type of Spectra)」きる。なぜ外からエネルギー（電圧、放射、のワークシートを使いチュートリアルも行う。 衝撃波など）を受けた水素原子は、輝線を発実験は 4-5 人のグループで取り組む。分光学するのか？分光実験：輝線スペクトルのワーを学ぶ前に、学生は電磁波の性質や黒体放射クシートに誘導され、この状況そして原子構について学び、白熱灯、蛍光灯、LED,造を学習する。このワークシートの一部を図ブラックライトなど身近にある光源を分光グラスで観察し、連続スペクトルと輝線スペクトルの違いに触れている。

3 に示す。
また、学生はミステリーガスとして用意されたヘリウム、酸素、ネオン、クリプトンガスなどを観察し、既知の原子のスペクトル（図4）と比較しながらミステリーガスの正体を天文教育 2016 年 7 月号（Vol.28 No.4）

－10－

■ 論

文 ■

つきとめる。全て正解したグループには追加点が与えられる。追加点を狙い、学生たちもさらにやる気が出てくるようである。
最後には、スペクトル管に 2 種類のガスを入れて発光するとどんなスペクトルがみられるか、輝線を発する宇宙天体そしてその状況を説明せよ、などの応用問題に取り組む。

図2

高電圧電源装置と水素スペクトル管

カラー写真でみると、水素ガスが赤ピンク色に発光しているのがわかる。

3.2

吸収線スペクトル

学生にとって吸収線はさらに難しい概念である（原子は吸収線を放射するか？[5]）。例
えば恒星からの光を観察すると、視線上にある低密度ガス（恒星大気や星間ガス）があり、そのガスを構成する原子が背景放射の一定値

図3

輝線スペクトルのワークシートの一部のエネルギーを吸収すると、吸収線スペクト

ワークシートには Part I:理論と Part II:実験

ルがみられる、という物理状況を理解する必A,B,C がある。ここには Part II 実験 A の一部

要がある。このために、一定の光を吸収する、を示した。

イギリス Lee Filter 社による舞台、演出照明用の Lee Theatre Color Filters を使い白熱灯
天文教育 2016 年 7 月号（Vol.28 No.4）

分光実験でアクティブラーニング天文学

図5

図4－11－

Lee Theatre Color Filters

原子スペクトルからの連続放射を観察する（図 5）。白熱灯は

図6

白熱灯と分光グラス

高温高密度の天体（恒星など）として、また、カラーフィルターは分光観測をする観測者と天体の間にある低密度ガス雲のモデルとみな説明せよ、というものである。学生は、あらすことができる(図 6)。それぞれのカラーフィ

ゆる波長帯の望遠鏡と地球の大気の関係及びルターが生み出す吸収線スペクトルの予想をドップラー効果について学んでいるが、ファ立てた後、実際に観察した結果を図 7 の吸収シリテーターである教員の誘導なしにはとて線スペクトル表と比較する。ここでも、全ても難しい問題である。しかし、’hands-on’

正解のグループには追加点を与える。

‘eyes-on’ 実験を通して学んだ概念を、現実問吸収線スペクトルのワークシートは、最後題に応用する術を学なければ科学ではない。のグループチャレンジ問題へと学生を誘導す

例えば Lyα吸収線を使って銀河間ガス（Lyαる。宇宙空間にある水素ガス雲によるforest clouds）の分布や再電離の歴史を探求

Lymanα吸収線（紫外線λ=121nm）を地上のしたり、効率よく遠方銀河（Lyman break

望遠鏡で観測できるか？観察できる場合もでgalaxies）を発見した例がある。グループできない場合もあるが、それぞれ理由は何か、議論しながら、宇宙を探求する方法を学ぶのどういう状況で観察できるか、できないかをである。

天文教育 2016 年 7 月号（Vol.28 No.4）

－12－

■ 論

文 ■

解しているかが問われる。この調査は分光実
験事前事後である、天文学入門授業第 1 週と第 15 週目に行った。
表 2 に信州大学で平成 26 年度に実施した教養科目（S14）、平成 27 年度に実施した教養 科 目 （ S15 ） と 修 士 生 対 象 の 選 択 科 目（S15MA）における LSCI の結果を示す。
N は受講生数で、Pre は事前調査そして Post
は事後調査における正答率のクラス平均（%）、また Gain（ゲイン）は事後調査平均から事前調査平均を引いた差（＝Post-Pre）で、正答率の伸びを示す。<g>は規格化されたゲインであり、得点上昇の可能な最大上昇幅に対する比を、授業の有効性の指標として、以下のように定義される[18]：<g>=(Post% – Pre%) ÷ (100 – Pre%)。
図7

Lee Filters 吸収スペクトル

そ れぞ れ のフ ィルタ ーの 波長ご との 透過率 を

例えば、<g>=0.5 である授業においては、初表す。

期正答率平均値から 50%の上昇が見られたことを意味する。調査結果は、シャピロ・ウ

4. 光と分光学概念調査結果

ィルク検定により、有意水準が 5%以上なのこの分光実験を通した協同学習により、学で、正規分布であると仮定する。t は t 検定

生は光及び分光学の基礎概念を理解すること

値で事前と事後の平均が、ランダムサンプリができたか、そして光を分析して宇宙を探求

ングによる変動ではなく、統計的に有意であするという天文学の全体像を把握できたか、るかを示すが、この t 分布において 95%信頼が問題である。よって、平成 26～27 年度信区間の外側に来る確率 p(有意差)を求めるこ

州大学において、研究により検証されたとにより、p<5%であれば統計的に有意であLight and Spectroscopy Concept Inventoryると言える。

（LSCI: 光と分光学概念調査）[1]を和訳した

S14 は工学部において学部 2 年生以上を対ものを使い、学生の光と分光学概念の理解度象に行った授業であり、受講生が極端に少なを調査した。LSCI は全 26 の多肢選択問題かい。これは、信州大学工学部生は 1 年次を松ら成る。電磁波（光）、原子(物質)構造、そし本キャンパスで過ごし 2 年次から工学部のあて光と物質の相互作用（輝線・吸収線）、黒体る長野キャンパス（移動に 1 時間以上要する）放射(連続放射)、ステファンボルツマンの法に移るため、全ての教養必修単位数は 1 年次

則、ウィーンの法則、さらにこれらの法則にに取得するよう指示を受けているからである。

基づいた星の光度、温度（色）、大きさの関係

S15 は松本キャンパスで行った。一方 S15MA（HR 図）、ドップラーシフトの基本概念を理は工学部修士生を対象に全て英語で行われた。

天文教育 2016 年 7 月号（Vol.28 No.4）

分光実験でアクティブラーニング天文学

表2N－13－LSCI の結果

Pre

Post

Gain

(%)

(%)

(%)

<g>

tP

S14727.5

54.9

27.4

0.38

5.340.001

S1528

32.1

63.3

31.2

0.46

10.440.000

S15MA

527.7

73.8

46.1

0.64

5.410.003

英語における教育を受けてきた留学生 4 名（1

伝統的講義におけるゲインよりも大きいこと

名は家庭の事情により 14 週から来られなくである。この結果は、Hake（1998）[18]やメなった）と英語による教育を受けたことのな

リーランド大学の物理教育研究グループ[19]い日本人学生 2 名が受講したが、留学生と日に よ る , 力 学 概 念 理 解 度 調 査 （ FCI: Force

本人学生の間に成績の差異はなかった。

Concept Inventory）を用いた各教育手法の比図 8 は LSCI における正答率の伸び(ゲイ較研究結果と一致している。

ン)を事前テストの正答率に対してプロットさらに、分光実験を取り入れた授業のゲイしたものである。本調査の事前平均は 27.5%

ンは B08 や R13 のゲイン以上であることがわから 32.1%で、事後平均は 54.9%から 73.8%

かる。規格化ゲイン平均を比べると、である。t 検定によると、有意差は p ~ 0.001≪0.05 であり、本調査の正答率の伸びは統計<g>S = 0.49±0.11sd1
for S14, S15, S15MA (n=3)

的に有意であることを示す。
また、同じ図 8 に、LSCI の開発者の一人<g>AE = 0.27±0.10sdである Bardar（2008:B08）が、2005～2006
年に 26 大学 34 コースで行った調査結果[16]for B08 AE (n=5)<g>AE LT = 0.24±0.10sd
for B08 AE LT (n=6)

をプロットした。また、Rudolph（2013:R13）の調査結果[15]の<g>の直線も示した。B08<g>T = 0.15±0.06sd

Active Engagement（AE）はピアインストラ

for B08 T (p<0.05)2 (n=16)

クションを使用したか、もしくは伝統的講義の中で Project LITE を宿題として課した能であり、サンプル数（n）が少ないとはいえ、動 的 参 加 型 授 業 の 結 果 で あ る 。 Lecture

本調査による規格化ゲインは、B08 能動参加Tutorials（ LT）を使用した能動参加的授業は、的授業による規格化ゲインのおよそ 2 倍であB08 Active Engagement LT（AE LT）としる。R13 の規格化ゲイン<g>R=0.38 に比べてて別の表記をする。B08 Traditional（T）はも高い。

伝統的講義の授業結果であり、B08 Online
for Teachers は天文教員を対象にオンラインで行った授業結果である。R13 は LT を使用し教科書を一切使わなかった授業の結果である。図より明らかなのは、何らかの能動参加的要素を取り入れた授業におけるゲインは、

1

sd＝standard deviation 標準偏差B08 の伝統的講義授業の結果で統計的に有意なものだけを選択

2

天文教育 2016 年 7 月号（Vol.28 No.4）

－14－

図8

■ 論文 ■LSCI で測定した教育法の効果

事前調査の値（Pre）に対する事後調査平均から事前調査平均を引いた差、ゲイン（Gain）の分布を表す。ダッシュ線は<g>の一定値 0.1，0.25，0.5 を示す。

5. 考察

り、B08 のゲイン最高値に相当するものでは分光実験を取り入れた授業の高ゲインは、あるが、S15MA のゲインの 6 割に満たない。

分光実験の教育効果によるものかどうかを識

また、受講生 28 人の S15 のゲインは 31.2%別する必要がある。高ゲインの要因として考であり、S14 よりも B08 のゲイン最高値よりえられるのは、1）受講生数、2）15 週中にも高い。一方、期末テスト、ワークシート等

LSCI が取り扱う天文物理概念を学んだ時間の結果から判断すると、修士生と学部生の能数、そして 3） Lecture Tutorials（LT）の力及び理解度に差異はなかった。最終成績が使用である。

秀であった学部生は 6 名いるが（全員 S15）、1）S15MA のゲインは 46.1％であり特に高修士生は 0 名である。ただし、本研究で分析い。これは、教員 1 人に対して 5-6 人の少人対象とした３例のみからは、小受講生数がど数授業であり、教員が 1 人 1 人の学生の学びの程度、高ゲインに寄与したのかは結論付けのプロセスに注意を払いフォローアップがでがたい。

きたからという可能性がある。しかし、受講参考までに受講生が 50 人以上と 50 人以下生が 7 人であった S14 のゲインは 27.4%であの授業数と、それぞれの平均受講生数を表 3

天文教育 2016 年 7 月号（Vol.28 No.4）

分光実験でアクティブラーニング天文学

表3

高ゲインに関するこれらの可能な要因に対受講生数（N）の比較
N>

平均

N<平均

50

学生

50

学生数数

(人)

(人)

Traditional

5125

1127AE

598633

AE LT+R134+1842300－

313S14,S15,S15MA－15－して、われわれは、本研究で分析対象とした３例の授業における分光実験を取り入れた教育手法の効果が大きいのではないかと考える。
ここで行った分光実験を用いた教育手法は、Pricilla W. Laws（Dickinson College）が開発した、実験や小課題が授業の筋道をつけていくワークショップ方式[11]の要素を多く含む。大学初年次力学授業においては、このワークショップ方式による学生の概念理解度の上昇率は、伝統的講義による上昇率のおよそに記した。B08 の調査では、様々なサイズの授業が調査対象になっている。
2）信州大学においては LSCI の調査に含まれる天文物理学概念（4 章）を学習するのに、360 分、つまり、全授業時間の 26%を使用した（15 週、週 90 分）。B08 の授業内容は明らかではないが、R13 においては 420 分、全授業時間の 18%を使用している（10 週、週 2×120 分）。日本とアメリカでは授業形態が異なり、アメリカの大学における天文学入門授業では、全授業時間も履修内容も共に約 2 倍で、取得できる単位も 1.5~2 倍である。よって、信州大学において LSCI に関連する課題を学ぶ時間数が比較的に多かったわけではない。
3）信州大学では、分光実験と同時に、LTから「光と原子（Light and Atoms）」と「スペクトルタイプ（Type of Spectra）」のワークシートを使いチュートリアルも行った。分
光実験とは別に、LSCI の調査に含まれる概念を扱う LT ワークシートは 5 つ使用した。
本 調 査 に お け る 規 格 化 ゲ イ ン は <g>S =0.49±0.11sd であり、アメリカで LT を活用した授業の規格化ゲイン、<g>LT = 0.24±0.10sdと<g>R=0.38 以上の値である。よって、LT によるチュートリアルが、本調査の高ゲインの唯一の要因ではないことを示唆している。

2-3 倍以上であり、ワークショップ方式導入
後期の上昇率に関しては、チュートリアル方式による上昇率に比べてもおよそ 2 倍であるという研究結果がある[19]。このことは、学生が実際に手足を使い、現実問題（real-worldproblems）に取り組みながら、物理法則を発見していくという、誘導発見型授業の高い教育効果を意味している。本論文における調査結果は、力学授業においてのみならず、天文学授業においても、実験・体験要素を取り入れることの重要性を示している。
ただし、われわれのこれまでの実践結果だ
けからは、高ゲインの要因として、先述した少人数教育の寄与の可能性に加え、今回の受講生集団の何らかの特性や授業者の特性などがあった可能性も排除できない。分光学実験のみの教育効果を明らかにするには、LSCI調査を日本の他大学においても行い、結果を比較する必要がある。
6. おわりに天文学は観測科学である。つまり、天文学で扱う光は「現実」“real-world”のものであり、天文学の「問題」“problems”を解くことは、はこの光を分析して情報を抽出することである。このため、大学教育においても、実際の光を用いて問題を解くことが望ましい。
しかし、教養や初年次教育レベルで、実際に天文教育 2016 年 7 月号（Vol.28 No.4）

－16－■ 論文 ■望遠鏡を使い学習するのは不可能に近い。多文くの大学には望遠鏡もなければ、夜中に授業[1] E. Barder, E. E. Prather, K. Brecher, &を行うことはできないからである。よって、

T. F. Slater （ 2007 ） ‘Development andほとんどの天文学授業は伝統的講義によってValidation of the Light and Spectroscopy行われているのが現状である。しかし、それ

Concept Inventory,’ Astronomy Education

は、実際のボール（現実）を使ってドリブル

Review, 5, 2, 103やシュートをする（問題）ことなく、バスケ[2] T. F. Slater, J. P. Adams, G. Brissenden,ットボールを学ぶせるようなものである。ま& Duncan, D. （ 2001 ） ‘What Topics Are

た、大学初年次物理学及び天文学授業においTaughtて、伝統的講義による教育効果が低いことがCourses?’ The Physics Teacher , 39, 52.

明らかになっている。これらのことは、教員[3] M. Zeilik & V. J. Morris-Dueer（2005）

は、従来の授業に何らかの能動参加的要素を

‘What

献in

Are

Introductory

Essential

Astronomy

Conceptsin導入していくべきであることを意味している。 Astronomy 101? : A New Approach to Find
初年次の天文学授業のみならず、著者は、高Consensus from Two Different Samples of

教育効果が望めるワークショップ方式を、力Instructors,’ Astronomy Education Review,学（教養）の授業にも導入することを試みて

2(3), 61.

いる[20]。

[4] M. Zeilik, C. Schau, & N. Mattern

平成 26～27 年度に信州大学で実施したア（1998）‘Misconceptions and Their Change

クティブラーニング天文学授業では、全授業

in University-Level Astronomy Courses,’

時間等の制限から、アメリカランシング大学

The Physics Teacher, 36, 12.

で行っていた実際の星・銀河のスペクトル分[5] K. Brecher（ 1991） ‘Do Atoms Really

析を省いていた。日本の大学において、日本“Emit” Absorption Lines?’ The Physicsの授業形態で授業を担当し始めて数年になる

Teacher, 29, 454.

が、より多くの課題、より多くの情報を一方[6] L.C. McDermott（1998）‘Oersted Medal的に伝達しても、結局学生は自分が興味のあ

Lecture 2001: Physics Education Research

る 1~2 の情報しか覚えていない。一方、本研—The Key to Student Learning,’ Am. J.

究によって、分光実験による学生主体の協同

Phys. 69(11), 1127

学習の教育効果は高いことが明らかになった。 [7] E. Redish（2003）‘Teaching Physics with
今年度は、教員からの講義は 20～30 分以下

Physics Suite’ Wileyに抑える予定である。また、実際のスペクト[8] Project LITE

ル分析も取り入れるカリキュラムを組んでい[9] 西村晶能（2011）「星のスペクトル実習る。情報伝達はできる限りネット上で予習と（その１）」天文教育して行い(反転授業)、学生が主体とって現実[10] 福江純（2011）「実習問題に取り組む、“hands-on”“eyes-on”ル分類」

さらに“brains-on” の天文学授業、ワーク[11] P. W. Laws（2004）‘Workshop Physics

ショップ天文学の開発を目指している。

Activity Guide Core Volume with Module

http://lite.bu.edu/

天文教育vol. 23 No. 2, 46
星のスペクトvol. 23 No. 1, 34

1&2,’ John Wiley & Sons本研究は，科学研究費補助金「基盤研究 C」[12] L.C. McDermott（ 1993）‘How We Teach（課題番号 26350191）の助成を受けて行った。 and How Students Learn—Closing the
天文教育 2016 年 7 月号（Vol.28 No.4）

分光実験でアクティブラーニング天文学－17－Gap,’ Am. J. Phys. 61, 295[19] J. M. Saul & E. F. Redish（1997）‘Final[13] E. Mazur（2009）‘Farewell, Lecture?’

Evaluation

Science 323 5910 50#P116P50026: Evaluation of the Workshop

ReportforFIPSE

Grant[14] E. E. Prather, T. F. Slater, J. P. Adams

Physics Dissemination Project,’ University& G. Brissenden（2013）‘Lecture-Tutorialsof Marylandfor Introductory Astronomy,Third Edition,’[20] 藤田あき美（2016）「空手で力学―誘導Pearson Education

発見型ワークショップ物理の導入―」 大学の[15] A. L. Rudolph（2013）‘Do You Always

物理教育 , 22-2, 83

Need a Textbook to Teach Astro 101?,’Astronomy Education Review, 12(1)[16] Rainbow Symphony Store
http://www.rainbowsymphonystore.com/[17] E. M. Bardar（ 2008）‘First Results fromtheLight

andSpectroscopy

Concept

Inventory,’ Astronomy Education Review,2(6)[18]R.Hake（1998）‘Interactive-Engagement
versusTraditional

Methods:Asix-

藤田 あき美Thousand-Student Survey of Mechanics
TestDataforIntroductoryPhysics

Courses,’ Am. J. Phys. 66, 64

＊＊＊

＊

＊

天文教育 2016 年 7 月号（Vol.28 No.4）

－2－■ 投稿 ■天文教育 2016 年 5 月号（Vol.28 No.3）