シミュレーションは、遊びながら学べる

力学の法則を理解させるためには、どうしたらよいでしょうか。

 

例えば、落体運動が等加速度運動であることを教えたいときに、どのような方法を取りますか?

 

高校の教科書には、台車とテープを使った実験が載っています。

 

斜面上で台車を走らせ、テープを使って、その運動が等加速度運動であることを確かめさせるのも一つの方法でしょう。

 

実験は、物理の学習において重要なものです。

 

しかし、実物を使った実験は、なかなか気軽にできるものではありません。

 

実験装置が必要ですし、準備にも時間がかかります。

 

また、

 

実験方法も最初から決まっていて、それをやらせるだけ

 

ということになりがちなので、せっかく準備に時間をかけても、生徒はあまり関心を持たなかったりします。

 

楽しく学ぶためには、生徒やお子さんに「自由を与えること」が必要なのです。

 

それが、遊びの要素になり、生徒やお子さんの創造力が刺激され、夢中になるのです。

 

 

でも、実際に生徒やお子さんに自由を与えたら・・・・

 

収集がつかないことになりそう・・・

 

 

それは、その通りです。

 

しかし、コンピューターが発達した現在では、この問題を解決する方法があります。

 

それが、シミュレーションです。

 

シミュレーションを使えば、画面の中でどんなにものすごい設定を作って実験したとしても大丈夫。

 

ガラスが割れる心配もないし、部屋が水浸しになる心配もありません。

 

安全に、思いっきり試行錯誤できるのです。

 

 

この思いっきり試行錯誤できる環境こそ、学習に最適な環境なのです。

 

そして、遊びながら力学の重要な感覚を養っていくのです。

  • 物理シミュレーションは、学習者に安全と自由を与える。
  • 自由は、学習者の創造力を刺激し、遊びが生まれる。
  • 能動的な遊びは、学習を促進する。

アドバイザーからのあいさつ

物理シミュレーション+プロジェクト型学習が効果的!

物理ネット予備校代表 田原真人


私は、予備校講師として、また、ネット予備校の代表として、物理教育に20年以上関わってきました。

 

その中で、講義によって物理の知識や考え方を伝えるということを追求してきました。それによって、一定の効果は上がりましたが、その一方で、学習者がもっと積極的に自分から関われるような学習法があればいいなという気持ちがありました。

 

問題を解いて、正答を得る

 

ということを目指して勉強していると、処理能力がどんどん高まっていくのですが、もう一つの重要な能力である

 

考察力

 

は、置き去りにされてしまいがちです。

 

・物体の速さがもっともっと大きかったらどうなるんだろうか。

・摩擦力が小さかったらどうなるんだろうか。

・質量比が違う場合にはどうなるんだろうか。

 

自分で問いを立てて調べてみることで、考察力が身につくのです。

 

しかし、そのような学習を可能にするために、どんなものがあればよいのか、僕にはアイディアがありませんでした。

 

あるとき、物理シミュレーションのことを知り、

 

「学習者が自分で問いを立てて、物理的考察力を高めていく学習」

 

というものに使えるのではないかと直感的に思いました。

 

当時は、日本でライセンス購入ができなかったので、シンガポールでInteractive Physicsのライセンスを購入し、自著『日本一詳しい物理基礎・物理の解き方』の力学の問題設定を再現してみました。

 

作成したシミュレーション動画は、こちら見ることができます。

 

作成してみて分かったことは、出来上がったものを見るよりも、自分で作ってみるプロセスがとても勉強になることです。ぜひ、多くの人に、「自分で作ってみる」という経験をしてもらいたいと思いました。

 

そこで、株式会社日本ヴイアイグレイド様と相談し、日本でもInteractive Physicsを簡単に購入できるようにしてもらいました。

 

しかし、シミュレーションをどのように使ったら学習効果が上がるのかというのは、僕にとっても未知数なものなので、ユーザーの皆さんといっしょに勉強させてもらいたいと思い、アドバイザーという形で関わることにしました。

 

現在、Facebookにグループページを立ち上げ、ユーザーの皆さんと情報交換をしながら、一緒に学んでいます。

 

Facebookグループページ「シミュレーション教育利用研究会」にご興味がある方は、こちらにお問い合わせください。

 

適切な課題を与え、それに、学習者が一人で、または、親子で取り組むプロジェクト型の学習が、シミュレーションを使った学習と相性がよいのではないかと考えています。

 

どのような課題を与えればよいのか、どのように取り組めばよいのか、まだまだ分からないことが多いですが、物理シミュレーションの教育利用は、まだ日本では始まったばかりなので、試行錯誤しながら、確実に進んでいきたいと思っています。

 

これまでにはできなかった教育効果を上げられる可能性があると信じています。

力学実験を簡単にシミュレート

Interactive Physicsは、アメリカのDesign Simulation Technologies社が開発した2D教育用物理シミュレーションです。

 

空間に重力を設定し、円、正方形、長方形などの物体をお絵かきソフト感覚で作成し、それらに質量や摩擦係数、反発係数などを設定すると、物体は物理法則にしたがって運動します。

 

物体同士をロープや棒でつないだりすることができ、力学のさまざまな実験装置をシミュレーとして学ぶことができます。

 

まずは、その動きをご覧下さい。

 

教育用物理シミュレーションと呼ばれるものはたくさんありますが、その多くは設定が固定されていて、学習者ができることと言えば、1〜3個のパラメーターを変化させることくらいです。

 

これでは、すぐに飽きてしまいます。

 

Interactive Physicsにも、Work Book(英語)が付属していて、あらかじめ作られたシミュレーションを使って、力学を順序だてて学ぶこともできますが、このソフトの一番の魅力は、

 

自分で簡単に装置を組み立てて実験することができる点

 

だと思います。

 

この「自由」が、学習者の創造性を刺激し、遊びながら物理を直感的に勉強することができるのです。

 

Interactive Physicsの特徴をまとめます。

  • アメリカで生まれた教育用2Dシミュレーションソフト。
  • 実験装置を自分で簡単に作成することができる。
  • 自分で装置を組み立てながら物理法則を学ぶことができる。
  • Work Book(英語)で、カリキュラムに従って学ぶことも可能
  • 購入者を、FaceBookのグループページへご招待。

お申し込み方法

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お支払い方法は、クレジットカード払い、PayPal払い、銀行振り込みの3種類が選択可能です。

 

代金をお支払いいただくと、3-7営業日以内にメールでソフトのダウンロードURLとライセンスを発行いたします。

 

 

ライセンスの発行は、Interactive Physics 日本販売代理店、株式会社日本ヴイアイグレイドが行います。

 

※ソフトについてのサポートは行いませんのでご了承ください。

 

 

※画像は商品イメージです。

商品名 Interactive Physics

  • Windows用ソフト
  • マニュアル(PDF)ダウンロード
  • マニュアル(印刷版)をご希望の方は、別売3,240円(送料込)もございます。
  • Work Book(英語)付


限定50ライセンス (モニター販売)

通常価格:¥21,600

50名に達した段階で通常価格に戻します。

特別限定価格:  

 

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「物理シミュレーションで高校物理の授業の魅力をUPする方法」

 

をこちらからダウンロードできます。

 

高校の授業に物理シミュレーションをどのように導入すると効果的か、アドバイザーの田原の経験を下に、具体的に説明しています。

 

また、シミュレーションについての海外の情報、Web上にあるシミュレーション情報なども豊富に紹介しています。

 

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  • 田原の情報源:海外の物理教師フォーラム
  • 田原の情報源:反転授業に取り組む海外の教師SNS
  • Web上のVirtural Labの紹介
  • 高校物理の授業に使える無料物理シミュレーション19個
  • 授業にInteractive Physicsを使った実践例
  • 3D物理シミュレーションの現状

 

物理シミュレーションの教育利用にご興味のある方は、ぜひご覧ください。

 

 

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お知らせ

アドバイザーの田原真人が運営する物理ネット予備校では、毎月、1〜2回オンラインで物理の無料ライブ講義を行っています。

 

ライブ講義の中でInteractive Physicsを用いて作成した動画を利用しています。

 

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