非弾性衝突に関する誤概念とその修正方略の事例的研究

• Published in: 理科教育学研究 Vol. 59; no. 3; pp. 423 - 430
• Main Author: 仲野, 純章
• Format: Journal Article
• Language: Japanese
• Published: 一般社団法人 日本理科教育学会 25.03.2019
• Subjects: メタ認知; 物理教育; 理科教育; 誤概念; 非弾性衝突
• ISSN: 1345-2614; 2187-509X
• DOI: 10.11639/sjst.18037

本研究では，衝突現象の中でも身近な「球体と壁との非弾性衝突」に関する誤概念について，その抽出と修正方略の検討・実践を試みた。まず，球体の運動方向と壁とのなす角度（衝突角度，はね返り角度），及び球体の速さについて，衝突前後の変化を尋ねる誤概念調査（事前調査）を実施し，当該現象に関する誤概念を抽出した。その結果を踏まえ，誤概念から科学的概念への概念修正を促すべく，誤概念の明確化と誤概念の獲得過程の明確化の両アプローチからなるメタ認知的支援を実施した。誤概念の明確化では，事前調査で問うた状況を再現する実験，すなわち，球体を壁と斜めに非弾性衝突させ，誤概念の反証的事実に直面させる実験を実施した。また，誤概念の獲得過程の明確化には，誤概念獲得に繋がり得る原因事象を想起・議論させる班内討議を実施した。そして，メタ認知的支援実施後の誤概念修正状況を確認するため，事前調査同様の事後，及び遅延調査を実施した。本研究の結果，球体と壁との非弾性衝突に関する考え方として，斜め衝突では「衝突角度とはね返り角度は等しい」とする誤概念を抽出することができた。そして，当該誤概念の原因事象として，学業経験要因，観察経験要因，デジタル視聴経験要因の3要因の存在が示された。また，メタ認知的支援の結果，著しい誤概念修正が達成されることも確認できた。