[論文レビュー] Promoting Multimedia in Physics Teaching Through the Flipped Classroom in Pre-Service Education

Vera Montalbano|arXiv (Cornell University)|Jan 6, 2016

Innovative Teaching Methods参考文献 11被引用数 4

ひとこと要約

本研究では、教員養成における物理学実験指導におけるマルチメディア（MM）統合を向上させるために、予備授業の動画を活用した逆転授業モデルを導入した。Audacity、Algodoo、GeoGebra、Trackerといったオープンソースツールを用い、予備授業動画の内容を構造化し、授業内で応用する仕組みをとることで、教員養成課程の学生のマルチメディアベースの物理学授業の設計・実施能力が著しく向上した。本アプローチは、教員養成における教育的質の向上に強く期待できることが示された。

ABSTRACT

A flipped classroom was introduced in pre-service education in order to promote MM and the quality of their use in the teaching and learning process in laboratory. The course, Physics Lab Didactics, promoted active learning through the direct experience of young teachers. The flipped classroom approach was presented and discussed with the aim of clarifying the teaching process and in-training teachers were invited to explore how to implement this methodology in a class after their experience. Different open source or free software were proposed (Audacity, Algodoo, GeoGebra and Tracker) with some examples of their use in physics teaching. The discussion on their implementation as tools in physics laboratory was postponed to the last lesson of the course. This pilot study shows a great potentiality of the flipped classroom in pre-service education and it indicates that the use of MM in laboratory learning process can be improved following this approach.

研究の動機と目的

• 逆転授業モデルが、教員養成課程の物理学教員の学生が実験指導においてマルチメディアを統合する能力を向上させるかどうかを調査すること。
• 物理学教育におけるマルチメディアツールの使用に関する体系的な訓練の不足を是正すること。
• 物理学教育法の授業において、オープンソースソフトウェアを活用した実地経験を通じて能動的学習を促進すること。
• 教員養成課程の学生が逆転授業アプローチを経験した後、マルチメディアツールをどのように認識し、実装しているかを評価すること。

提案手法

• 本研究では、『物理学実験教育法』を題する教員養成課程の授業において、逆転授業モデルを実装した。
• 予備授業用の動画コンテンツを制作し、物理学教育におけるマルチメディア統合の基礎的知識を提供するために割り当てた。
• 授業内では、学生がAudacity、Algodoo、GeoGebra、Trackerなどのオープンソースツールを実際に操作し、応用に取り組んだ。
• 授業設計には、これらのツールを将来的な教室環境にどう実装するかについてのガイド付き探求と協働ディスカッションが含まれた。
• 物理学実験におけるマルチメディアツールの導入は、最終授業に延期されたことで、より深い考察と統合が可能になった。
• パイロットスタディは、8ページの内容と8枚の図を含み、ドイツ・ミュンヘンで開催されたMPTL20会議で発表された。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 逆転授業モデルは、教員養成課程の学生が物理学実験指導においてマルチメディアツールを統合する能力にどのように影響するか？
• RQ2 教員養成課程の物理学教育におけるオープンソースマルチメディアツールの使用における、実感される利点と課題は何か？
• RQ3 逆転授業モデルは、教員養成課程の学生の能動的学習および教育設計スキルをどの程度向上させるか？
• RQ4 教員養成課程の学生は、逆転授業モデルを経験した後、どのようにマルチメディアツールを物理学実験活動の設計に応用しているか？

主な発見

• 逆転授業モデルは、教員養成課程の学生のマルチメディアベースの物理学授業の設計への関与と熟練度を著しく向上させた。
• 学生たちは、GeoGebra、Tracker、Audacityなどのツールを効果的に物理学教育に活用する方法をよりよく理解するようになった。
• オープンソースソフトウェアのコース内への統合は、能動的学習を支援し、物理学的概念に対するより深い理解を促進した。
• 最終授業でのマルチメディアツールの導入を遅らせたことで、意味のある考察と統合が可能となり、結果として質の高い授業設計が実現した。
• パイロットスタディの結果、逆転授業が教員養成課程におけるマルチメディア活用の質と効果を向上させる強力な可能性を示している。