1つからでも可!センサーを導入しよう!単振動と演示実験


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国際バカロレアの研究をしてみると、
基本的には日本の教科書と同じ実験が多かったので、
日本の教科書は負けていない!と思いました。

しかし大きな違いがあるところがありました。

それは「センサー」を使った実験が多いということです。

例えば重力加速度の測定では日本は記録タイマーとテープを使った実験が一般的です。
しかしバカロレアでは、フォトゲートというセンサを使って、重力加速度を求めています。

記録テープのほうがいま実験していることがすぐみてわかりやすい、
またグラフも手作りをしながら学べるという特徴がありますが、

記録テープが大きく劣る点が一つあります。

それがデータの多さ。

バカロレアで大切にしている評価項目に「分析」という項目があり、
この分析を行うためには、十分なデータ数が必要になるんですね。

ですから、何度も何度も実験が授業時間内にできる、センサー系が求められているというわけです。

ぼくもセンサー系を研究をしたいと思い、ナリカのイージーセンスをワンセット
授業に導入をすることにしました。すると思いもかけない効果も出てきました。

単振動の実験がイキイキした!

今まで単振動の実験は、振り子の往復運動を生徒に目視で数えてもらい、
その数から周期を求めて、実験値と理論値の比較などを行っていました。

この実験からは、単振動が正弦関数を描くということを実感させることができていませんでした。
でもイージーセンスの距離センサー(超音波)と電子黒板(プロジェクターでも可)を使うと、

振り子の揺れと、その揺れの距離がリアルタイムで表示できるので、生徒も感動の声をあげました。

この動画では、単振り子の例でしたが、単振動でもどうように行いました。

どうしても単振動の範囲は、実験自体が地味で、単調になりがちですが、
それがイージーセンスをはじめに導入することで、
興味をもって実験に取り組むことができたのが今までと大きな違いです。

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データ処理の課題を出すことができる!

本来であれば、イージーセンスをそれぞれの班1つずつ与えて、
実験をしてデータをあつめて分析までをセットにするのが良いのでしょうが、
まず手始めとして1つあるだけでも、上記のように良い効果があります。

またデータ自体を全体で共有することで、分析まで行うことができます。

イージーセンスは数値データを書き出すことができるので、
宿題として数値データ(単振動エクセルデータ)を教師のホームページにおいて、
ダウンロード、そしてデータからグラフを描いて、そして周期を求めるという課題を出すこともできました。

キャプチャ

実験、分析、考察の流れが最も大切だと思っていたのですが、
パソコンを使った分析をこの単元で導入できたのがよかったです(^^)

まだまだいろいろな工夫が考えられるセンサー系の実験器具。

パソコン使用が前提となり、少し敷居の高い道具ですが、
パソコンをつかった分析をできることが、生徒が社会に出てから必要な能力になるので、
今後も研究をしていこうとおもいます!

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