高等教育ジャーナル─高等教育と生涯学習─ 14（2006）

J. Higher Education and Lifelong Learning 14(2006)

初等物理教育における能動的学習システムの構築

鈴木久男 1)*，細川敏幸 2)，山田邦雅 1)，前田展希 1)，小野寺彰 1)1)

北海道大学大学院理学研究科 , 2)北海道大学高等教育機能開発総合センター

Construction of Active Learning System
for Introductory Physics Education
Hisao Suzuki1)**, Toshiyuki Hosokawa2), Kunimasa Yamada1),
Nobuki Maeda1) and Akira Onodera1)
1)2)

Graduate School of Science, Hokkaido University
Center for Research and Development and Lifelong Learning, Hokkaido University

Abstract─The education for freshmen in the universities has been changed under the influence of thechanges of education at the high school level. As far as physics education is concerned, it is pointed
out that the ordinary lecture has a definite limitation for understanding physics concepts. A way toovercome the difficulties proposed in the USA is the active learning classroom. In Hokkaido University, we have tested the active learning classroom for one year and a half. We discuss the difficulties
in achieving the active learning classroom in Japan. We present as a solution for the difficulties anactive learning system which will be intriduced in 2006.

(Revised on March 22, 2006)

はじめにを克服する手段として，アメリカで双方向性のある授業形態が提案され実績を収めている。
日本の大学にお授業という形態は知識の伝達の科目では有用だが，理解を伴う学問では通常の授業形態には限界があるいて，この双方向性授業を導入するに当たっての問題点と今後の解決策について報告しよう。

ことが指摘されている。物理教育においては，それ＊）連絡先： 060‑0810 札幌市北区北 10 条西 8 丁目＊＊）

北海道大学大学院理学研究科

Correspondence: Graduate School of Science, Kita 10 Nisi 8, Kita‑ku, Sapporo 060‑08‑10, Japan‑89‑

高等教育ジャーナル─高等教育と生涯学習─ 14（2006）

J. Higher Education and Lifelong Learning 14(2006)

1. 大学初等物理教育の方向性

1.2 大学における物理教育の従来の方法
数十年前の大学初等教育での一般的な手法はほぼ確

1.1 大学を取り巻く環境の変化と大学初等物理教育立されていた。物理の論理を重要視し，それをベクトの重要性

ル積，偏微分やベクトル解析などを用いて表現してゆくことを重点になされた。しかし，それは，２，３割

現在，高校での教育は変更が加えられ続けている。

程度の学生しか授業が理解できないものであった。こ

ゆとり教育もその変化の一つであるが，最も大きなのような教育は，獅子を谷底に突き落とす教育とも言改良の動機は大学受験勉強にある。ここ２０年ほどわれたが，自習してわかる学生も少ないのが正直な感で，頻出問題がより体系化され，難易度別分類が発達想である。
物理をその後学習してゆく機会がある学生した。その結果，最小の時間で最大の効果が期待できは２年３年と物理を学習して始めて意味が分かることるような教育が多くなされてきた。物理教育に限っも少なくなかった。また，谷底に突き落とされてはいてみれば，公式を覚え，公式に正しく代入する訓練，上がってきた少数がまた新たに教員になるために，こ頻出問題の解法のテクニックを覚えることに重点がのような教育は長らく続けられてきた。

置かれている。その反面，頻出問題以外での正答率が1.3 学生の変化著しく下がっている。この応用力の欠如は，一つには国語力の低下が原因ではないかとも言われている。

従来型の教育において，単位を取るための学生の対また，物理の選択は，化学や生物に比べて，リスクが応として大きく分けて次の３種類に分類される。
１つ大きいものとされている。それは，化学や生物ではあは，物理の基本概念が解っていて，例題も解けるタイる程度暗記していれば点数が取れるのに対して，物プである。これは，学部学科にもよるが全体の２，３理では問題によって覚えていても零点もあり得るの割程度の学生がこの範囲にはいる。２つ目は，物理のである。このためポートフォリオ概念により，物理選基本概念は理解できないが，解法のテクニックの暗記択は物理の得意な学生に限られることになり，高校でカバーして単位を取ろうという学生である。実に，での物理履修率の低下を招いた。医学部などでは，物全体の 6 割程度の学生がこの範疇にはいると思われ理では差が付きやすいため逆に物理を選択する学生る。このクラスの学生は，基本概念についての基本的が多い。つまり，株などでごく一部の投資家のみが非な問題については解答できないが，良くある例題や，常に利益を得る体質を作りやすいのと同様に，物理導出問題は解けるのである。また，暗記に頼ることが選択は中程度の学力の学生が損をする体質を作りや多くなるので公式の適用ミスも多い。しかし，要領よすいのである。

く単位を取るためにこのように対応するのもうなずけ

こうした変化に入試問題の出題側ではどのようにるのである。３つ目は，物理概念も解らず，問題も解対応したらよいのであろうか？真に物理を理解してけないクラスの学生である。つまり，問題の意味すらいるかを選別する場合，新作問題がかかせないが，新分からないので対処しようがないというタイプであ作問題の正答率が低い場合，受験生の選別に使えなる。通常１割以下の学生がこのクラスにあるが，現在いのが実情である。特に選択科目として物理を受験の大きな問題のひとつは，このクラスの学生数が増加する場合，物理での極端な得点の低下は，先に述べた傾向にあるということである。

ような，物理選択自体を思いとどまらせることにつながり，物理教育自体に問題が生じる。また，得点が1.4 学生の変化や社会適用性に対する対応少ない場合には，合否判定対象者の得点の縮退を招

それでは，このような学生の変化に対してどのようき，その結果逆に非常に物理のできが悪い学生が入に対応したらよいのであろうか？３つ目のクラスの学学してくる結果となる。このように，頻出問題を中心生をなんとかして２つ目のクラスの学生に格上げするとする出題は，現状では打開する手だてがないのが必要があるのだろうか？おそらく高校の教育であれ実情である。よって，応用力のある物理概念の学力のば，受験勉強が目標であるからこうした試みは意味が育成には大学での物理教育が非常に重要な位置を占ある。しかし，大学における科学教育の目標のひとつめるようになるのである。

は，将来の学生のキャリアに役立つ教育である。公式‑90‑

高等教育ジャーナル─高等教育と生涯学習─ 14（2006）

J. Higher Education and Lifelong Learning 14(2006)

を暗記して代入することができるようにする教育に法があるのと同様のことがらである。この場合，数学果たして意味があるのであろうか？このように，学を専門とする学生にはどちらもできることが望まし生の変化に伴う対応において，従来の物理教育そのい。また，数学を道具として利用する学部学科では，ものが抱える本質的な問題も浮き彫りにされてし演算能力を重視して欲しいと思う。しかし，数学の教まった。また，以前のようなできる学生にだけ教える

員は，数学を本当に理解するのには，イプシロン ‑ デような教育は一般的に許されなくなり，学生の大多ルタを用いないといけない，関数の連続性の厳密な証数に有用な教育が重要視されてきており，物理教育，明が必要であるなどと思うものである。同様のことが特に物理を応用として用いる，物理非専門系への対物理の教員に対しても言える。
物理の教員のほとんど応が重要視されるようになってきた。

は，物理の論理性を教えるべきだと思う。しかし，その論理性を真に理解するのは，通常物理をその後も1.5 高校物理未履修者への２つの対応やっていく人だけであって，真に論理性を追求するにもう１つ大きな問題は，高校での物理未履修者へは物理学科の学生のみで，通常学科に所属した後に論の対応である。北大全体で約半数の学生が高校で物理性を理解することが多い。その他の学生にとって理を履修してきていない。このような学生に対しては，物理全体の描像を得ることは非常に困難であり，どのようなことを教えるべきかについては，様々な科学技術の基礎としての多くの現象の理解が応用上重意見がある。教え方としては大きく２つに分けられ要となる。また，物理学科の学生であっても，物理のる。１つ目は，教える範囲を狭めて，基本的な事柄を狭い範囲の現象の理解しかできていない学生も多い。

重点的に教えるということである。つまり，狭く深くそのため，初等教育では幅広い現象の理解が重要であ教えようということである。物理の論理性を重視する。一般に，日本では論理性重視の教育，アメリカでるとこの範疇の教え方が好まれるが，大きな欠点とは幅広い現象の理解を重視する教育がなされている。

しては，将来のキャリアに役立つ物理となりにくいところである。純粋な単純化された状況だけを教え2. 双方向性授業の重要性るのは，現実への応用力を大きく失わせる。もう１つは，教える範囲はそのままで，それぞれについての考2.1 見逃しがちな学生の理解度と通常の授業方法の限察を浅くすることである。つまり，広く浅くという教界え方である。このやり方では，現実との対応力が付く可能性が高いが，欠点は，教える概念の数が多く，理通常の試験では，公式を正しく代入できるかとか，解よりも暗記に陥りやすくなる点である。物理の時公式をより基本的な公式から変形して，導き出せるか間数が限られている現状では，限られた時間に教えといったところに重点が置かれていた。教員は，このる項目として何を削るべきか解答が得られていない。

ようなことができるようになれば，学生が物理を理解いやむしろ，この限られた時間数により多くの役立したものと思っていた。このような状況の欠点を最初つ物理現象を説明するためには，従来の教授法になに指摘したのは，Halloun, Hestenes(1985)である。かれい効率的な方法の出現が求められるのである。

らは，力学を学ぶ学生たちに注目した。数ヶ月の授業と演習の後にほとんどの学生が，ニュートンの法則が1.6 未履修者向けの対応の背景となる，物理授業のどのようなものであるのを言えるようになり，運動の２つの方向性法則を用いた例題を解けるようになる。しかし，基本高校での物理未履修者への２つの対応の背景には，的な物理概念についての問いかけをしてみると，物理

もともと初等物理教育そのものが２つの方向性を概念そのものを全く理解していないことに気づくとい持っていることも重要な要因となっている。ひとつうものだった。彼らの功績の一つは，現在標準となっは，物理の論理性を重視し，応用には力をいれない立ている基本概念理解のテストを考案したことでもあ場であり，もう一つは，物理の論理性よりも幅広い物る。Hake(1998)は，アメリカの学生６０００人以上を理現象の説明に力を入れる立場である。これは，ちょ対象にこのテストを行い，データを集めた。まず，授うど数学において，イプシロン‑デルタを用いて微積業を始める前のテストでの平均パーセントと，授業後を教えるのと，微積の演算能力を重視する２つの方のテストの平均パーセントを用意する。そして，授業‑91‑

高等教育ジャーナル─高等教育と生涯学習─ 14（2006）

J. Higher Education and Lifelong Learning 14(2006)

2.3 物理教育における通常の授業形態の欠点によるゲイン G を
G=(授業後テスト平均 − 授業前テスト平均)/(１００

通常の授業形態は，知識の伝達の科目に対しては，‑ 授業前テスト平均)

非常に有効であるのは言うまでもない。しかし，物理と定義する。つまり，Gは授業によってどれだけ新たでは，知識の伝達や記憶が目的でなく，物理概念の理な物理概念が理解できたかを判定する変数となる。

解そのものが目的である。このような観点から通常6000 人以上を対象にしたテストで，通常の授業形態の物理教育における授業の欠点をみてみよう。

でのゲインは
2.3.1 集中力の維持の困難

G=0.22 ± 0.05であることが示された。しかもこの結果は，教師がだ

通常の人は，集中力の維持は１０分から１５分がれであるかにほとんどよらなかった。つまり，授業限界である。そのため，ぼんやりしたり他のことを考において教授法が優れているかどうかと，物理概念えたりすることが生理的に必要となる。実際に，授業の理解にはほとんど関係がないのである。一方，通常で今しゃべっていたことについて知識だけのテストのテスト（公式を導くとか，公式代入）では，当然のをしてみても，今しゃべっていたことについて聞いごとく，教師の質による結果が出されている。通常，てない学生が数割いることが確認できる。しかし，こ教員は，公式を導出したり，公式の運用が可能であれれはほとんどの学生にとっては生理的必然である。

ば，学生が物理の基本概念が理解できたものと思い知識の伝達が目的の科目では，数個の知識が抜け落こんでいる場合が多い。しかし，このデータにより，ちるだけすむ。しかし，物理のように論理の積み重ね通常の授業形態の限界が示されている。つまり，どのや理解が目的である科目では，学生のその後の理解ように工夫しても物理の概念の教育には限界があるは望めなくなり，黒板に書かれていることの意味がのである。

分からず，筆記して後で理解してみようとつとめるだけになりがちである。また，授業では，疑問に思っ2.2 物理基本概念の理解の重要性たりすることも抑制される。それは，教員が板書してそれでは，物理基本概念の理解は教育で必要なこ説明している段階で，自問自答していると，教員が説とであろうか？まず，基本概念を理解せずに，公式の明していることを聞き漏らすおそれが高くなるから運用だけで良い成績が取れた学生は授業に対する満である。また，その場ですぐ質問することも，授業の足度もそれなりに期待できる。ただし，その学生が将進行上学生が自制することが多い。このように，授業来社会に出た場合，大学で習った基本的な公式の運における集中力の維持の問題は，理解を目的とする用が役に立たないことが多い。そのため，大学で習っ科目では不利となるのである。

た物理は役に立たないと思うようになる。つまり，短2.3.2 学生のノートの取り方の問題

期的に満足した学生も長期的には授業に対して満足度が低い結果となる。複雑な社会で必要なのは，物理高校までの教育により，学生は黒板に書いてある概念の応用力であって，単純な公式そのものでななことをすべて書き取り，それ以上のことは書かないい。そのため，社会においては，数値的な演算よりも傾向が強い。そのため，学生は教師がはっきり板書すある物理的な現象に対してどのような効果になるのることを求める。教師の説明していることを反芻しかを見極める定性的な物理概念理解が重要となるこて，自分の言葉でノートに書き留めるといったこととが多い。また，数式でなくどうしてそうなるのかをができる学生は少数に限られる。こうしたことは，頭説明する能力も重要である。また，一方公式の運用をの回転の速さが求められるからである。

覚えきれなく，成績が芳しくなかった学生は，短期的
2.3.3 短期的記憶の問題な満足度も長期的な満足度も低いことは言うまでもないだろう。また，物理の論理構造の理解といった観教師は自分の教えていることは非常に重要であり，点からも，物理基本概念理解は必須である。このよう内容については長期的な記憶のモードに入っている。に，さまざまな観点から，物理の基本概念の理解が非しかし，学生にとっては，ただノートを取ってその場常に重要であることが言える。

で理解したという気になっても，数週間後には内容を忘れてしまうことが多い。それは，他にも多くの教‑92‑

高等教育ジャーナル─高等教育と生涯学習─ 14（2006）

J. Higher Education and Lifelong Learning 14(2006)

科を抱えているのも理由となるが，より基本的には，

1. 授業では，知識の吸収ではなく，知識の構築に重授業と授業の予習復習程度では，習っている内容は点が置かれる。これは，学生は，課題に対して行短期的な記憶にしかなり得ない。自分で考えて納得動し，話し，考える。

する作業がなければ長期的な記憶のモードに入れな

2. 教師は，知識の伝達者としてよりも，司会者としい。このような作業の少ない授業では，物理の理解そての立場となる。学生が考えた結果に関しては，のものを望むことは通常の学生に対しては困難であ教師がさまざまなヒントを与えて修正したり，間る。

違った理解に対してすぐにフィードバックをかける。

2.3.4 テキストと授業の関係の問題
通常の授業形態では，テキストに書いてあること

このような能動的学習授業では，さまざまな方式を説明することが重要である。よくできる学生は，自が考案され実践されている。ただし，中には授業と実習し，授業に出てこなくてもよいし，自習するのがい験との融合といったものから，通常の授業に双方向やな学生が授業に出て安心を得る傾向が強くなる。

性を持たせるだけといったものまで多種多様である。

また，良くできる学生は，試験のための例題演習を

しかし，このような双方向性授業でのゲインは，Hakeもっとやってくれるように望むようになる。のデータ(Hake,1998)ではG=0.52 ± 0.10

2.3.5 授業で教える内容の問題であり，通常の授業に比べて２倍以上のゲインとな授業では，その形態から形式的な物理の論理構造ることが確認された。

を重視する傾向が強くなる。つまり，授業では，式の3.2 通常の物理問題に対しての波及効果導出などに重点が置かれる。そのため，物理現象そのものの説明や物理概念そのものの理解に結びつきに実は，このような形態の授業では，基本概念の理解くい。いやむしろ，学生は理解するといったことを認だけにとどまらない。V a n H e u v e l e n ( 1 9 9 1 ) や識することができない。よく，「先生の説明や，教科Crouch,Mazur(2002)の調査では，能動的学習におい書は理解できるんだけど，問題が解けない」といったて，通常の例題演習型の問題についても正答率の向ことがよく聞かれるが，学生の理解は，理解でなく記上が見られたのである。これは，物理概念の理解によ憶である。高校までの「理解しやすい」は「記憶しやり，公式の適用ミスが防止されると共に，問題そのもすい」と同意語であることが多いのである。大学で理のの意味がはっきり読み取れるようになった結果と解するとはどういうことか教えるのには，授業で教思われる。またこの結果は，逆に通常の問題の解き方えるべき内容そのものを変える必要があるが，通常は，物理概念の理解からではなく，公式のパターン認の授業形態はそうしたことは不得手である。

識による部分が多くあったことを物語っている。

3. 双方向性のある能動的学習授業

4. 北大パイロット授業における能動的学習
授業導入

3.1 能動的学習授業とその驚くほど高いゲイン
このように，物理概念の理解を目的とした教育に能動的学習授業には非常に大きな問題がある。そは，通常の授業形態は向いていないことを見た。これ

れは，教師の負担の問題である。多くの場合，新しいを打開する授業形態としてアメリカでは能動的学習

授業形態のため，教師に司会者としての新たな力量授業(Active Learning Classroom ,Interactive Engagement)が求められるのである。テレビの番組の司会者はあが取り入れられている(Hake,1998,Knight, 2004)。それ

る決まった人たちが多くなることからわかるように，

では，能動的学習授業ではどのようなことをするの能動的学習授業では全体を運用するのに力量が必要であろうか？その大きな特徴は次のようなものであとなる。この観点から，多くの能動的学習授業の形態る。

から，Mazurによるクイズ形式の授業に特化して話しを進めることにしよう。この方法を約１年実施した。

‑93‑

高等教育ジャーナル─高等教育と生涯学習─ 14（2006）

J. Higher Education and Lifelong Learning 14(2006)

導入初期の報告については，鈴木，細川，小野寺

で，あらかじめ A,B,C,D,E の紙を配り，写真 1, 2 の（2005）の報告がある。この後述べるように，この授ように一斉に答えさせるようにしている。

業形態は，ほぼだれが授業を仕切っても安定した結意見が割れた場合，周りの学生たちと話し合いを果が見込まれる。

させる。確信を持っている学生は，他の人を納得させるために熱弁をふるい，半信半疑の学生たちはみん

4.1 北大におけるクイズ形式の授業の実施

なで考えながら答えを出す。一般に，正答率が８０

Mazur(Mazur 1997, Crouch and Mazur 2002)によるクパーセント以上では話し合いをさせる効果は少ない。

イズ形式の授業では，まず物理概念に対して説明をまた，あまりに正答率が少ない場合には，教師自身が行う。その説明に対して，物理概念の基本理解についヒントを出した後，みんなで討論して答えをださせての４択ないし５択のクイズを出す。それを数分間てみる。その後，正解を示し，理由を説明する。もし，考えた後，みんなで一斉に答えを出させる。アメリカ

正答率が悪い場合には，その物理概念をもう一度他

では，専用のリモコンが売られており，リモコンによの言葉で説明をし直すことがある。このようなパり匿名性を保ったまま集計するシステムがある。たターンを 15 分に一度くらいのペースでクイズをしてとえば，Berkeley のChem1A の授業がこれを用いていゆき，授業を進行させる。

る。しかし，日本ではこういったシステムがないの

写真 1. クイズ

写真 2. 学生の答え‑94‑

高等教育ジャーナル─高等教育と生涯学習─ 14（2006）

J. Higher Education and Lifelong Learning 14(2006)

4.2 クイズ形式の授業の利点と欠点ニックが重要となる。たとえば，正解を見せる前にクイズ形式の授業の利点は次の通りである。

「正解は。
。
。
」とすこし溜めてから正解を見せるなどである。また，学生全体の雰囲気を読むことも重要で，

1. クイズについて考えさせ，みんなと話しをさせる

疲れが見えてきたら話し合いを長くさせて休ませる。

こと。学生は，人と議論する訓練を高校までで受また，クイズの消化のために学生の理解のペースをけておらず，人と議論する訓練がなされる。これ超えるといったこともあったので注意が必要である。

は，ある意味物理そのものよりも重要な教育とい授業では全体をカバーできないので，教えたところえる。

を確実に理解させるのを優先する。やるべきところ

2. 集中力の維持が容易であること。クイズについを焦って全部説明したつもりでも，学生の理解がつて考えるときに，リフレッシュする時間を得られいてこなければ，説明でなく教員がしゃべっただけるため，ちょうどテレビ番組でのコマーシャルのという結果になる。クイズ形式の授業では，学生が理ような働きをすることになる。また，授業半ばで解できたという実感が伴うのが非常に重要となる。

みんなで考えさせる時間ができたら，その時間を4.4 能動的学習についての学生に対する動機付けの多くとり，おしゃべりなどの休憩時間として使う重要性のも効果がある。これは，Berkeley の Chem1A の授業で使われていたテクニックである。

また，能動的学習授業を行うにあたっては，学生に3. 理解のフィードバックが直後になされること。一

対する動機付けが極めて重要である。それは，学生に般に，疑問に感じたことはその直後にフィードとってみるとかなりとまどう授業形態であるからでバックさせると，最大の教育効果が得られる。クある。自分で考えて，理解を構築することこそが，将イズ形式の授業では，間違ってしまった場合の記来一番役に立つべきことがらであることをことある

憶は，正解の場合の記憶よりも記憶に残りやすいごとに繰り返し説明する。また，みんなで話し合いしので，物理概念が，長期的記憶に移行しやすい。て答えを出す場合，あまり話し合いが見られないと

4. 高校物理履修，未履修での差が少ないこと。高校

きがある。このときは，他の人を説得したり，他の人で物理の履修未履修の違いは，例題解法での公式と討論する能力は，企業面接などで必須の能力であの運用ができるかで大きく差が付くことが多い。

ることなどを説明しつつ，みんなで話し合いさせる

しかし，クイズ形式の問題では差が少なくなる。

動機付けにしている。逆に言えば，学生の授業に出る

これは，高校で物理を履修してきても，物理概念主な目的は，通常良い成績を取ることである。そのたを理解してきていない学生が多いのと，現実の現め，みんなで話し合いをしたり，基本概念を理解して象の理解まで及ぶ教育がなされてきていないこといるかどうかは，直接成績に関係しない部分であるによる。

ことが多い。それだけに，長期的満足度を優先している能動的学習授業では，学生に対する動機付けは非などである。

常に重要な要素となっている。

一方で，欠点もある。

5. 日本における能動的学習授業の可能性

1. 物理概念自体の説明が全体の１／３になり，通常の例題演習などは，自習するようになること。

5.1 アメリカの能動的学習授業を日本に移植する上2. すべての物理概念についてクイズにするのには時での問題点間が足りないし労力も多い。

アメリカでは通常，１コースは，週３時間の講義などの点である。と，週４時間の演習と実験により成り立っている。そのため，授業自体をクイズ形式にしても，通常の例題

4.3 クイズ番組の司会者としての教員の授業運営演習を演習の時間にやることができる。また，週に取教員は，クイズ番組の司会者にあたる。そのため，るコースの数は限られているため，自習の時間を多授業を盛り上げるためには，司会者が良く使うテクく取ることができる。これに対して，日本の多くの大‑95‑

高等教育ジャーナル─高等教育と生涯学習─ 14（2006）

J. Higher Education and Lifelong Learning 14(2006)

学では，週１ .5 時間の講義のみで，実験はあまり授での説明時間の短さを補うと共に，物理が感覚的に業と連動していない。そのため，通常の例題演習につわかるようになるという利点がある。現在力学からいては自習に任されるが，他の授業科目も多く，クラ電磁気学までの動画入り PowerPoint スライドとクイブ活動などのため，一教科に自習時間を多く取るこズはほぼ完成した。ただし，自習に頼る部分が増加しとは困難である。このように，アメリカ型の能動的学てしまうという欠点は，今年度までは解消できてい習授業を日本において機能させるためには，日本のなかった。

システムに合わせた改良が必要であることがわかる。
5.5 来年度から運用を開始する能動的学習システム
5.2 導入を妨げる学生の質の変遷

動画入りの説明により，能動的学習授業の実施に日本において，能動的学習授業を導入する場合，先伴う説明時間の短縮という問題は軽減できた。しかに述べた理由により，その運用の影響は授業自体だ

し，自習を容易にするという目標のためには，自習にけでなく自習システム自体に変更を及ぼす必要があ対しても新たな効率化が必要となる。このためには，る。つまり，自習時間の少なさ，授業時間の少なさを動画入りの教科書を作成する必要がある。この動画カバーする新たな方法が必要となる。しかし，新たな入り教科書は現段階でほぼ完成し（鈴木，山田，前田，問題も起こっている。それは，学生の本離れである。

徳永 2006），2006 年 4 月に第１巻が刊行される予定と学生の国語力の低下により，本での説明は学生になった。教科書は，活字の本にDVDが付属しており，とって非常に理解がしにくいものになってきている。

中の PDF ファイルの絵をクリックすると動きだす。

一方では，学生の空間的理解力は教師よりも優勢な

この動画が物理現象を説明する。一般に，本を読む行ことが多い。これは，幼少の頃からテレビゲームを多為よりも動画を見る方がより効率よく物理を理解すくしている結果であると思われる。学生の空間認識るのに役立つため，自習時間の短縮につながること力の向上は，物理などの動きの現象の説明には非常が期待される。このようにして，以下のような物理学に役立つ資質となりうる。

習システムを来年度から運用する。

5.3 日本における能動的学習授業を支えるための２能動的学習システム

つの要件

1. 動画による効率よい物理現象の説明と，クイズにこれまでみたように，能動的学習授業では，通常でよる双方向授業も少ない事業時間の説明が，クイズのためにさらに2. 動画による効率よい自習のための「動く教科書」短縮される。また，そのために，自習にたよる部分が増加するが，自習時間の増加は期待できない。そこ

能動的学習のための PowerPoint スライドは，動画で，日本において能動的学習授業を実現するためにによる説明と授業用のクイズがあり，半期分で約450は，授業における効率のよい説明手法の新たな開発枚である。これらのスライドは「教員用コンテンツと，効率よく自習できるための自習システムのトーDVD」として教員には無償で供給される。そして，発タルパッケージが必要となる。この自習システムに行元の許可を得て，本を参考図書に指定した教官は，は，紙による媒体の自習システムは，先に述べたよう中のコンテンツを自由に編集して授業に活用するこに今の学生には期待できない。とができる。

5.4 効率的な説明のための動画の利用

6. まとめゲームや映画の SFX の発達と共に，コンピュータグラフィックスは身近なものとなっている。この技
術を応用して物理の説明のための教材の開発を行っ

能動的学習授業は，理解を目標とする物理などのた。そして，2004 年 10 月から授業への利用を始めて科目について，通常の授業形態よりも優れているこいる。つまり，物理現象を実験で見せる代わりに動画とをみた。また，その中の一つ，クイズ形式の授業をを見せること，また，説明自体を動画に行わせること日本で行うにあたっての困難と，それを克服するたにした。このような動画の利用は，クイズ形式の授業めの試みについて説明した。来年度から本格的に運‑96‑

高等教育ジャーナル─高等教育と生涯学習─ 14（2006）

J. Higher Education and Lifelong Learning 14(2006)

用する，動画を用いての能動的学習システムについPrentice-Hall, Upper Saddle River, NJて説明した。また，動く教科書についての詳細は別に

C.H. Crouch and E. Mazur (2001), “Peer Instruction: Tenyears of experience and results,” Am. J. Phys. 69,

報告することにしよう。

970鈴木久男，細川敏幸，小野寺彰（2005），「大学におけ参考文献る理科教育のグローバル化とeラーニング」，『高等教育ジャーナル─高等教育と生涯学習─』，
13，21‑28

I.A.Halloun and D.Hestenes (1985), “The initial knowledge

鈴木久男，細川敏幸，小野寺彰（2005），「大学初等物

state of college physics students,” Am.J.Phys.53,理教育の変革と e ラーニングシステムの利用」，

1043-『高等教育ジャーナル─高等教育と生涯学習─』，

Van Heuvelen (1991b), “Overview, Case Study Physics,”

13，15‑20

Am.J.Phys.59, 898R.R.Hake (1998), “Interactive-engagement vs traditional

R.D.Knight, Five Easy Lessons (2004), ”Strategies formethods:A six-thousand student survey of mechanics

Successful Physics Teaching,” Addison Wesleytest data for introductory physics courses,”

鈴木久男，山田邦雅，前田展希，徳永正晴（2006），「動画だからわかる物理 DVD 付 力学・波動編」，丸

Am.J.Phys.66, 64-

善株式会社

E.Mazur,Peer Instruction (1997), “A UserÅfs Manual,”‑97‑