２００８年の報告

●2008年7月16日
第９９回ＡＰ研
本日はやや人数が少なかったものの，公開講座に向けて少しずつ進んでいます。
今日で，ＡＰ研も９９回になります。

＜参加＞岩間，小川，古結，酒谷，谷口，山崎

本日は，センサープロジェクトを実際に行ってみて，指導上の課題を探り，レベルに応じた到達点を明確にするというものでした。まずは，暗くなると鳴るセンサーについて。

１．ＬＤＲの特性
　真っ暗（黒いフィルムケース内）でＯ．Ｌ．（オーバーレンジ−40ＭΩ以上）
　３３�pの真上からスタンドで照らし，筒の上にフィルターを載せて光量を調節
　ゼラチンフィルターの緑と赤で大きな違い（緑の方が大きく光をカット）
　　同志社高と京教大作成によるもので緑のフィルターでも大きな違蛍光灯と白熱電球の違い，蛍光灯の場合，三波長強調型（いわゆるパルック）で，緑の場合，特定　　波長の吸収がよいようで，電球の方が減衰が小さい。

２．電子オルゴールの使用について
　鳴るセンサーとして，これまで利用してきたが，LEDと違い，「鳴る」をどこで判断するかが難しい。
　0.5Vでも，耳を近づけると鳴っている。0.7Ｖでは音楽として鳴ると判断できるが，しきい値が難しい。
　何か別のものがあればよいのだが。電流−電圧特性をとってみたが，0.7Ｖになると，メロディで電流が大きく変動する（高い音ほど大きな電流が流れる）。ある電圧で急に電流が流れ出す地点はない。
　班によって，電子オルゴールとＬＥＤに分けた場合，精度が大きく違う。ＬＤＲを用いる班を全体の半分として，各班が電子オルゴールとＬＥＤのどちらも用いることとして，探究方法の指導，時間とのかねあいでによって班ごとまかせてはどうかというように考えた。

３．ＥＣＣＥテスト（FMCEの電気版・笠先生の訳がＭＬに）
これは，電流からのアプローチが中心で，今回のセンサー・電位分割では基本的に使えない。その精神を理解しながら，今回のセンサー用に自作してみてはどうかということになった。
担当：酒谷・山崎

◎公開講座２日間の展開，指導書のたたき台は次回までに，谷口先生が出す。

次回，７／２３（水）１８：３０〜同志社高校物理実験室では，サーミスタによるセンサーでの課題を探ることが中心。遅れても構わないので，皆さんより多く，お集まりください。

◆◆━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━◆◆
アドバンシング物理研究会 公開シンポジウムのご案内
◆◆━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━◆◆

　アドバンシング物理研究会[代表：村田隆紀（京都教育大学名誉教授）]は、2002 年1月の発足以来、日本における今後の高校物理カリキュラムのあり方を考えるためにイギリスのA レベルコース『アドバンシング物理』やアメリカの『RealTime 物理』の内容を検討して来ました。特に昨年８月には「アクティブ・ラーニングによる物理授業」公開講座を行ってセンサーを用いた力学授業の新たな試みに取り組み、その後さらに内容を深める研究をすすめてきました。
　この度、その研究の一環として、この内容を研究また実践しておられる講師をお招きして、さらに研究を発展させる機会にしようと考え、下記のようなシンポジウムを開催いたします。講演後は参加者も含めた自由な討論を予定しています。物理教育・科学教育に関心をお持ちの多くの皆様のご参加をお願いいたします。

======================= 記 ==========================
■日時： 2008 年6 月1 日(日) 午後1 時〜5 時
■場所： 京都教育大学藤森キャンパス１号館Ｂ棟（B2 講義室）
　　　　交通アクセス： 京阪線 「墨染駅」下車 徒歩７分
　　　　ＪＲ奈良線 「Ｊ Ｒ 藤森駅」下車 徒歩３ 分
　　　　マップ：http://www.kyokyo-u.ac.jp/kouhou1/access.html
　　　　
■主催： アドバンシング物理研究会
■内容：・挨拶 村田隆紀(研究会代表)
　　　　・講演
　　　　　　覧具 博義 氏（東京農工大学 名誉教授）
　　　　　　『米国の基礎物理教育の動向』
　　　　・講演及び実演
　　　　　　舟橋 春彦 氏（大阪電気通信大学 准教授）
　　　　　　『ニンテンドーＤＳを活用した双方向授業の試み』
　　　　・全体討論

■参加費： 無料
■連絡先： 山崎敏昭 （同志社高等学校）　 谷口和成 （京都教育大学）
■プログラム：
　　　　　12:40 〜 受付
　　　　　13:00 〜 13:10 開会挨拶 村田 隆紀 代表
　　　　　13:10 〜 14:30 講演 覧具 博義 氏
　　　　　14:40 〜 16:00 講演及び実演 舟橋 春彦 氏
　　　　　16:10 〜 17:00 全体討論
　　　　　◆終了後、懇親会を予定しています。

◎講演内容 ------------------------------------------------------
■『米国の基礎物理教育の動向』 覧具博義 氏
　一昨年東京で開催された物理教育国際会議で、アメリカでの物理教育研究（ Physics Education Research ） が注目を集めたが、その中心であるRedishの「Physics Suite 」について、覧具先生を中心に東京のグループで研究がすすめられてきた。その一環として、学生が能動的に学習に参加するインタラクティブ性を重視した物理教育がどのような教育システムで行われ、また実際の授業がどのように展開しているのかを昨年、東京学芸大の新田英雄先生とともに、現地視察した結果に基づいて報告していただく。訪問先は、大規模な州立研究大学Univ. of Maryland、少人数教育に徹するリベラルアーツ・カレッジDickinson College、少人数の（小）中高一貫教育男子校St.Albans Sc hool であり、授業としては、Maryland 大のRedishによるインタラクティブ講義、Laws らによるDickinson 大のワークショップ型授業についての報告である。

■『ニンテンドーＤＳを活用した双方向授業の試み』 舟橋春彦 氏
　学生への問いかけと反応を取り込むインタラクティブな授業の有効性が提唱されているが、教師の問いかけに多くの学生の反応は概して低調で、フィードバックするべき活発な自発的反応を引き出し得ず、これを克服する工夫が求められている。その中で舟橋先生は、大阪電気通信大学の情報処理教育センターと共同で、携帯ゲーム機‘ニンテンドーＤＳ’を活用し、一般教室でも即座に構築できる簡易情報演習室システムを開発し、双方向授業の支援に取り組んでいる。これまで行った大学初年度の授業や附属高等学校など多くの授業の場での実践を通して、学生生徒がどのように授業に取り組み、反応したかについて報告をしていただく。当日は実際に講演会場に‘ニンテンドーＤＳ’による簡易情報演習室システムを構築し、参加者が受講する学生役になっての授業実演も予定している。
　

●2008年5月6日
第９６回ＡＰ研報告
＜参加＞小川・古結・岩間・笠・大崎・本間・内村・酒谷・米村・谷口・山崎

１．夏の公開講座に向けて
　今年は，「センシング」で実施する。（１）が間に合えば，この内容検討を中心にするが，間に合わなくても（２）で夏までに準備をすすめていく。
　（１）新アドバンシング物理について
　　ＩＯＰの方から，４月３０日発売を聞いているが，現在はまだ手元に届いていない。全員後で購入すると言うことで，テキスト１冊，CD-ROM１枚を入手し，コピーして内容を検討していく。「センシング」の取り扱い方に注目。

　（２）２００２年夏の公開講座「センシング」とそれ以降の各校の実践をもう一度見直しながら，研究会で作ってきた「センシング」を再構成して，新たな展開を目指す。

　※写真はメンバーの一人が持ってきたミリカンの実験装置を操作しているところです。

＜フリー討論の内容＞
＊最初に，２００２年夏の公開講座について，ＨＰや学会の報告内容を振り返って，得られた成果の分析を行った。

・最終的に目指すものは何か
　教材のパッケージ化，道具キットや解説のパワーポイント，評価表などのセットを作り上げての具体的提案が可能か
　この点では，いくら完成したものを作っても現実に日本の高校物理の中で

・探究学習の指導の仕方についてはこの間だいぶ進んできた。
　４時間から１０数時間，それぞれの時間に合わせた「センサープロジェクト」のプログラムを実践してきた。生徒がどこでつまずくか，どんな視点を与えるかについて状況が把握できるようになった。

・新しいセンサーを探究していくことも視野に
　各校での取り組みはだんだん洗練されてきたが，「暗くなると（明るくなると）光る（鳴る）」「熱くなると（冷たくなると）光る（鳴る）」「デジタルマルチメーターで温度計を作る」などに落ち着いている。ＡＰで扱っているひずみセンサーで振動を測るものや他の材料を用いたセンサーを扱う探究も挑戦する価値があるのではないか

・公開講座の対象を教員にするか，生徒にするか
　今までは生徒対象の公開講座だったが，探究学習の教材作りという点では「教員対象のワークショップ」というのもあり得るのではないか。生徒対象であっても，探究学習の指導方法という観点を盛り込むことも。

・アクティブラーニング・RealTime物理との違い
　これは授業中に生徒が物理概念を認識していないことを教師が理解していないことがポイントだった。ＡＰでは応用的な面も探究的に扱うことでの違いがある。

・センサー学習の広がり
センシングは，扱う内容が中学校でのオームの法則さえあれば取り組める，しかも電流回路の学習を通して概念を使いこなして理解を確かめるという点で，中学，高校物理未履修者から大学初年度までいろんな生徒を対象にできたことで広がりが得られた。

・二日間で行うことについて
　前回は三日間だった。今回はサーカス形式で各センサーを試すのではなく，探究学習の中で必要なセンサーの特性など個別に調べることで可能になるのでは。

・公開講座でＤＳを用いることも
　ただ，アクティブラーニングに比べて，課題を一人一人が実際に実験しながら確認していくことが多いので，その場その場で討論したり，全体で確認していきながらの授業は難しいか？

◎おさえるべきポイント
　電流回路の理解につながるセンサープロジェクトの展開を明らかにする
　探究学習の指導を明確にする
　センシングの教材を日本で使えるようにするために，カリキュラムも意識しながら作成していく

●2008年4月6日
第９５回ＡＰ研報告
＜参加＞小川・古結・倉内・岩間・酒谷・谷口・山崎

１．Ａ２第16章の検討
・Q50C（福嶋）
Q50C（真空中の絶縁破壊）真空中の絶縁破壊が電極の表面でどのように始まるかについての解説文を読んでの問い。電極の表面は完全に平坦ではなく，微視的には突起部が存在し，その電場が極端に大きくなることによって絶縁破壊が始まる。そしてプラズマを発生しながら突起部は蒸発していくことが解説されている。谷口先生によると，完全な真空自体はあり得ず，ごくわずかに含まれる粒子の方が絶縁破壊には重要な役割を果たすとのこと。
電場を考えさせる上でのコンプリヘンションだが，高３のレベルではなかなかこなれていないのではいかという意見が多かった。

・R20T，Activity80E，90S（小川）
R20T（大気中の電気）地球表面と電離層の間で大気が絶縁体としてコンデンサーを形成している。その電位差は３×10＾５V，一方で，雷雲による電位差は10＾８Vになる。これを大気の抵抗と雷雲の抵抗で電気回路の電位分割を考える内容。地面と電離層での平均電流は2000A程度。議論では，雷雲から電離層に放電する「スプライト」現象やリチウムを高層大気に散布して発光を調べる人工オーロラなどが話題になった。

80E（実験：学校の実験室でのミリカンの実験），90S（電場を用いて電荷を測定する）ミリカンの実験の詳細な手順や注意点の解説。実際に小川先生がミリカンの実験は指導したこともあり，このうまくいかない点，何度も何度も予備実験を必要とする点などが非常に具体的に説明された。一度実験装置を持参して，やってみることに。90Sは，そのModellusモデル。

・DM70，Q60S，70D（山口）
DM70（ミリカンの実験）上の解説図。Q60S（一様な電場を用いる）ミリカンの実験および粉砕した鉱物を電場によって分離するモデルの紹介。Q70D（ミリカンの油滴の実験）ミリカンの油滴の実験のデータハンドリング。エクセルでグラフ化処理。

・DM80，R30T（山崎）
DM80（究極の速さ−ベルトジーのデモンストレーション）内容は，次の読みものにも紹介されているベルトジーの実験で，電子の加速電圧を上げていき，光速に近くなるとｅＶ＝（1/2）ｍｖ＾２から求まる速さからずれてくることを実験的に求めたもの。
R30T（究極の速さ）特殊相対性理論を題材としたもの。発展史を概観した後，特に，加速器と関連づけて光速に近づくと加速電圧を上げても速度はほとんど上がっていかないことに注目。計算上は260ｋＶ程度でほとんど光速になるのに，加速器で100Ｇｖほどの加速電圧で加速する理由は，運動量とエネルギーは電圧に伴って増加し，衝突によって質量の大きな粒子を生成するということがポイント。

・Activity100D，110D，120D（岩間）
100D（電場による水滴の偏向）水滴を帯電させ，5000Vの電源装置で作った極板間の電場の中を落とし，偏向することを観察するデモ。
110D（電場による電子ビームの偏向）120D（磁場による電子ビームの偏向）日本の高校でも見せる真空管内での電子ビームの偏向実験のデモ。

・Activity130S，140S（古結）
130S（平板間の荷電粒子）140S（磁場中の円運動）上記の電場，磁場による電子ビームの偏向について，Modellusを用いたモデリングで確認する内容。

・DM100-160（山崎）
図に日本語訳を付けたが，この図は全てテキストに掲載されていて，日本語で示した図もあった。

・Q80W，90S，100S，110M（遠山）
Q80W（F = q v Bを得る）日本でも教科書にあるF=ILBからF=qvBへの展開
90S（電場，磁場による偏向）上記デモの内容を基本的に計算する短答。100S（サイクロトロン）サイクロトロンの原理を上記内容で確認する短答。速度が変わっても，１周する時間が変化しないため，電圧の周期的変化でどの粒子も加速可能な点がポイント。
110M（電磁場中の荷電粒子）90Sの復習，再確認的選択問題。

・R40T（倉内）
R40T（CERNのLEPについての情報）CERNはこの間，LEPからLHC（ハドロン衝突器）に代わり，14TeVの加速で，ヒッグス粒子を探そうとしている。70000リットルの液体ヘリウムなど想像を絶するレベル。

・Activity150S，160D，170S（酒谷）
150S（スプレッドシートの速度フィルター）次回解説。160D（電子の質量と電荷の比を測定する）磁場による円運動は生徒がよく納得するデモ。光っているのは電子ではないことに注意。170S（速度フィルターを作る）電場と磁場の両方をかけて直進するようにし，ｖ＝E/Bとなる速度のフィルターを作ることをModellusでモデル化。

・Q140S，160S（古結）
Q140S（ホール効果）ホール効果を考える基本的な問い。解答の文字が間違っていたため，やや混乱あり。160S（自然と粒子加速器の中の場）雷など自然の状態と加速器の中での電場，磁場の基本例題。

●2008年３月２日（日）　１０：００〜　京教大物理実験室
第９４回ＡＰ研報告
＜参加＞　遠山・山口・古結・岩間・大崎・倉内・内村・本間・谷口・山崎・原田（広島）

１．第１１章の検討
Readings120T（彗星とロゼッタミッション）（岩間）
彗星探査計画ロゼッタミッションの読みもの−これもスイングバイでどのように彗星までたどり着くかを説明。到着は２０１０年以降。

２．第１６章の検討
（１）概観及びティーチングプラン（山崎・古結・岩間）
　「電荷と場」を扱う上でのポイント　線形加速器や荷電ビームの偏向などをコンテキストで扱う　重力とのアナロジーや対称性などを利用する　相対論を発展的に取り扱うなど
　一番議論になったこと。日本の物理では，静電気の現象を扱ってからまず，クーロンの法則を確認し，力から電場を考え，次に電位を定義してから電場と電位の関係を扱う展開だが，第１６章ではまず先に電場は存在するとして一様な電場からはじめ，電場と電位の関係を考えながら展開する。クーロンの法則は最後になって扱う。クーロンの法則のように点電荷からスタートすると，最初に逆二乗の電場を扱うことになり，途中から無限に広い極版での電場を考えてやっと一様な電場になる。その後はこちらを中心に展開するのであるから，こちらからやってもいいのではないかという意見もあった。実際には，いろいろ Activityを検討する中で考えていきたい。

（２）Activityの展開
10〜30D（遠山）
１０Ｄ（帯電した平板間の炎）20Ｄ（一片のフォイルを用いて一様な電場をみる）
遠山先生がその場で金属板と木板で実験装置を自作。高圧電源装置は古結先生自作のもの。
秋葉原（国際ラジオ）で3000円程度で購入したものにスイッチ，端子，電池ボックスをつけてプラスチック容器に入れたもの。設計図は次回山崎が持参。

10Dの内容は，２００２年の公開講座で，小川先生が演じたデモと同じで，高電圧がかかった極板間にろうそくを立てて，炎の変化をみるもの。遠山先生の工夫は，２枚の極板を木板に立てる際，斜めにして場所によって極板距離が変わり，炎の傾き度合いが違うもの。
今回は古結先生自作の５０００Vの電源装置が炎にはちょうどよく，京教大にある２０００Vの電源装置では傾きが小さく，生徒がみずらい。　




30D（一様な電場で，電位差を探究する）
これは「炎プローブ」を用いて，一様な電場のかかった極板間で電位を測定。空間の電位を測定するために，ガスの炎
で大気を電離させ，直接デジタルマルチメーターで電位を測定できるようにして
いる。「いきいき物理」で釣り竿からつるしたアルコールをしめらせた綿を燃や
して，はく検電器を開かせて空中電位を測定するものと同じ。ＣＤ−ＲＯＭに
は，「炎プローブ」の自作について解説がある。

50Ｄ，60Ｅ，70Ｓ（内村）
50Ｄ（２つの炎プローブを用いて，電位勾配を測定する）
これは，30Ｄの発展。炎プローブを２つ用い，電場に平行にしたり，垂直にしたりして，電位の違いを探るもの。
60Ｅ（一様な電場の導電紙の電位を測定する）
これは，日本でもよく行われている，等電位線を書かせるもの。導電紙は最近手に入れにくいが，カーボン紙でもよいという声もあった。30，50Ｄとどちらか行えばよいというもの。
70Ｓ（電場と電位を関連付ける）
Modellusを用いたシミュレーション。電場が電位の微分である（負になるが）ことを利用して，両方のグラフを書かせて確認するもの。これは，位置の微分ｄｓであるが，Modellusは時間微分ｄｔしかできないため，ちょっとややこしい（？）。

DM10〜60（倉内）
テキストの図を中心に確認。重力とのアナロジー。線形加速器の原理，導体の尖端での電場の強さなど。

Q40C,50C（福嶋）
どちらも大変長いコンプリヘンションで，福嶋先生大変でした。
Q40C（雷雲と避雷針）
雷雲と避雷針について書かれた科学読み物を読んで，具体的な数値を入れての計算もする問題。議論になったのは，雷雲のできかた。なぜ，氷粒でできた雲の中で２０クーロンもの帯電が発生するのか。接触電気の場合，違う物質との接触で一方が＋，一方が−になる。氷粒どうしでなぜ生じるのか。氷粒と水という説も紹介されたが，雲中に水はあるかという声も。
もうひとつは風によって尖端周辺の雑イオンが取り除かれるため，放電電流が違うという記述について。これによって速度を測るものがあるということも紹介されたが，次回までに調べる。
また，避雷針の場合，４５°を見込む角の位置での安全性についての紹介もあったが，高い木ではどうかなど雷に対する防御策等でも意見を交わした。
50Ｃは次回に。

３．本間さん持ち込み教材の検討
・レンズの教材で，目の仕組みを説明する模型，気体の熱力学を定量的に測定できる実験装置について紹介があり，意見を交わした。

４．広島の原田二郎先生から，取り組みの報告
広島県物理教育研究推進会の取り組み紹介　高大連携から小，中，高，大の理科教員が一緒に，自由に，対等に取り組む会へと発展しつつある状況の報告
あわせて，広島で自由にどれもが参加できるメーリングリストRICHの紹介も。
京都で，このアドバンシング物理のＭＬも，研究会の準備だけでなく，いろんな現場の疑問や情報の交換ももっと活発に行っていきたいものです。

以上，１日盛りだくさんの内容で多くの訳の検討も次回に持ち越しました。第１６章の残りについても，できるだけ早く分担をＭＬに出します。

●2008年2月3日　at 京教大物理実験室
第９３回ＡＰ研報告
＜参加＞小川・大崎・古結・岩間・内村・倉内・福嶋・谷口・山崎

・実験　170D　ロケットエンジンをテストする（山崎・古結）
　モデルロケットのエンジン（火薬）をテスト土台で点火して力積を測定
　エンジンはESTES社製（日本では中村が販売・３個で１２００円程度）
　古結先生作成の土台で，実際に点火して測定
　最初は，ばねばかり（１�s）２個で，目視およびビデオカメラで撮影して解析を試みた。映像を解析したが，早すぎて（燃焼時間が約0.5秒だが，ピークはさらにせまく，コマ送りでかろうじて最高値15N程度はわかったが，後でこれはばねの慣性で伸びすぎていることがわかった）なかなか解析は困難だった。
　次に，力センサーで解析。きれいなF-tグラフが作成でき，この面積から全力積が2.3Ns程度であることがわかった。仕様書によると，全力積が 2.0Nsでほぼ一致している。
　ちなみに，この力積だと計算で150ｍほど上昇することになるが，実際には摩擦も大きく，70〜80ｍ程度の上昇である。






・第11節の展開
11.3節　Q140〜170（酒谷・倉内）
Q140W（ベクトルとしての運動量変化）
ウォームアップとして，運動量変化をベクトルで表す練習

150S（衝突の力積と運動量）
これも基本的な練習。ただ，実例がモーターボート，バンパー，落とした時計，貨物列車（中に液体タンクがある場合），衛星に衝突する隕石，宇宙船のドッキングと豊富。

160S（球と球の衝突）
斜方投射の最高点で衝突したとき，どんな経路で動くかを非弾性，弾性衝突で考える。

170Ｃ（宇通船地球号との衝突）
隕石が地球に衝突する可能性を論じる短文を読み，計算も。地球の速さから隕石の相対速度を決め，10ｇ，豆粒大の隕石が衝突する運動エネルギーは1000�sの自動車が時速340�qで衝突するものと同じであることを求める。また，隕石を衝突から防ぐには核爆発をさせても質量中心は変わらず，地球にやってくるため，マスドライバーで隕石上から質量のある物体を放り出して軌道方向を変えることが唯一の解決策として紹介されている。

180S（ジェットとロケット）（山崎）
これも力積と運動量の実例。ジェットエンジンを積んだ車，未来のイオンエンジン，消防士が放水するときの力，ヨットの帆にかかる風力，チョウゲンボウがホバリングするときの仕事量など。キセノンイオンによるイオンエンジンの可能性を議論。プラズマを作って放出するあたりが谷口先生の領域。

11.4節190〜200D（萬處）
190D（テニスボールでポテンシャルを探究）
ボールをなげて，一様な重力場でポテンシャルが平行であることを考えさせる

200D（ループ・ザ・ループ）
カーテンレールなどで，ジェットコースターの模型を作って，斜面のどの高さから滑らすと円運動するかをデモする

Q200W，210S（小川）
Q200W（棒高跳び）
棒高跳びで，運動エネルギーが重力による位置エネルギーに変換することでどの高さまで上がることができるか，計算する。
※だれも目の前で実際の棒高跳びを見たことがなかったので，実際に飛ぶところとか，グラスファイバーのポールの実物とか見てみたいとの声あり。どこかの学校で可能でしょうか？

210S（重力による位置エネルギーと重力ポテンシャル）
重力による位置エネルギーと重力ポテンシャルの簡単な演習。高さではなく，重力ポテンシャルを用いて，物体をなげたり，落としたりしたときの運動を考えている。

210D，220S（遠山）
210D（重力の滑り台）
万有引力では半径方向に離れていくと運動エネルギーの獲得は一様でない。この状態を表す斜面モデルはどのような形か考えさせる。簡単なデモで理解できるほど易しくないのではないかという指摘あり。

220S（重力による位置エネルギーを蓄える）
重力，万有引力による位置エネルギー，ポテンシャルを表すModellusモデルを自分でつくる。 Teaching noteにできあがったModellusモデルはあるが，stepが粗すぎて実際に動かしてみると，どんどんずれてしまうのが困りもの。

230〜240S（山口）
230S（重力場を推測する）
Modellusモデルで，位置エネルギー，運動エネルギー，力の関係を表示。動かしただけではなかなかわかりにくい（！？）

240S（アポロ１１号の月へのミッションからのデータ解析）
アポロ１１号のスプレッドシートデータから，グラフを作成。運動エネルギーから位置エネルギーを考え，１／ｒとの関係を探るのがポイントか。

250〜280S（福嶋）
250S（重力場の強さとポテンシャルをモデル化する）
Modellusモデルで，重力場の強さとポテンシャルをグラフで表したもの

260S（重力ポテンシャルを調べる）
重力一様な地上でのボールの運動をビデオカメラなどでとらえ，エネルギー保存則を考えてから，一様でない重力場について，アポロのスプレッドシートデータから位置エネルギーと運動エネルギーの保存を見る

270D（重力滑り台の測定）
210D同様，重力滑り台を用いて，重力場の強さｇとポテンシャルの関係を考えさせるデモ

280S（重力場とポテンシャルの関係）
重力場の強さとポテンシャルを考える２つのModellusモデル。一つはポテンシャルを１／ｒで与えて，その微分から重力場の強さを求めてグラフ化するもの，もう一つは重力場の強さｇを１／ｒ＾２の形で与えてその積分からポテンシャルを求めるもの。これも一定時間動かしていくとグラフがずれてしまう点が難点。

●2008年1月14日　at 京教大物理実験室
第９２回ＡＰ研報告
＜参加＞小川，山口，古結，栗木，岩間，内村，倉内，福嶋，酒谷，谷口，山崎

１．ＡＳＥの報告（谷口・古結）
オグボーン氏の報告
(1)Ａレベルの基準が変わる
　ＱＣＡの新しい基準
　・Practical Skill
　　学内の評価を入れる　成績の区別をはっきりさせる（Stretch and Challenge）
　　Ａ＊グレードを設ける（従来のＡは到達度80％に対して，90％）
　・コンテンツ
　　多様なユニットを減らす
　・How Science Works
　　GCSEでの変革に対応　科学がどのように役立つか
　　ワークショップ多い　ex.スキーの滑降でワックスを塗った量と滑降時間　データの信頼性を検討

(2)アドバンシング物理の改訂
　・現行の評価
　　ASのコースワーク多すぎる
　　教師へのサポート十分でない，教師へのガイダンスが必要
　　Ａ２の探究は評価高い
　　Ａ２のレポートの盗作問題
　　１月の最終試験の改善必要
　・変更点
　　ＡＳ　Physics Action コミュニケーションとマテリアルだけに（センシングなし）
　　　　　マテリアルのコースワークが評価から外れる
　　　　　Understandings of Process　波動，量子，空間と時間（力学）　同じASの中にセクションCが追加　Physics in Practice　Quality of measurement　Physics in Use
　　A２のコースワーク　ASのようなモジュールに分ける
　　Synoptic paperがなくなる
　　量的に，Physics Action(AS)，Clockwork Universe(A2)が短くなり，Understandings of Process+Date measurement(AS)，Field and Particle，Picture+Synoptic　section(A2)が伸長
　・How Science Worksについて
　　　理論，モデル，アイデア　科学的説明を発展させるため
　　　適切な方法論を用いる
　　　コンテキストの範囲内で，実験，探究活動を行う
　　　相関を明らかにするために，データを分析する
　　　科学の仮説的な正確を理解する
　　　関連する利点やリスクの評価
　　　人間，生命の取り扱いなど倫理的問題
　　　社会が科学を利用する方法を理解する
　・具体的な内容の出し入れ
　　入るもの　AS:よい測定の理解，ヤング率，導電率の測定方法の詳細
　　　　　　　　　　測定については，Case Studyが入る　教師に対するガイダンスの充実
　　　　　　　　A2：特殊相対性理論，電磁力の詳細
　　出るもの　AS：スネルの法則　A2：磁気回路
　・Teacher's CD　ASとA2が一つになる　Helpの充実　キーワードA−Zの改良
　　今年４月　販売予定　
　・レポートの評価　曖昧な評価が問題→はっきりさせる盗作問題も

その他，Salter HornersやCaseについても紹介
　Salter HornersでのSwinbankさんの話は，新しい基準に沿って改訂するもののコンテキスト中心のスタイルは変えないとのこと

２．第１１章の展開
　・11.3のTeaching Plan（古結）　運動量と力積を展開
　　11.4のTeaching Plan（山崎）　重力場を展開
　・File90M　ムービー　違った観点からの衝突
　　静止している台車に右方向にｖで台車が衝突すると，合体してｖ／２で右方向に運動
　　同じ速度で動いている座標から撮影すると，静止している台車に左方向からｖで台車が衝突し，合体してｖ／２で左方向に向かう運動になる
　・Readings80T　運動量からスタートする（北野）
　　物理の教科書では，F＝ｍａと第三法則から運動量保存を導くが，現代物理学では運動量をベースにして，１秒あたりの運動量変化からＦを考え，Ｆ＝ｍａを考えるようにしていることの解説
　・Readings90T　スリングショットまたは重力アシスト（北野）
　　スリングショット（スイングバイ）の解説
　　一次元，二次元のスイングバイの計算は，山崎が展開した資料を解説（前回配布）
　・Questions230D　データハンドリング　軌道を変化させる（岩間）
　　高さ300�qの大気圏内周回軌道から楕円軌道（ホーマン軌道）に乗り，高さ42000�qの静止衛星　
　　軌道に乗る人工衛星の運動をエネルギーの観点から分析
　　運動エネルギー，位置エネルギー，全エネルギーのグラフが興味深い。高校物理で扱うと面白いと評価。高校物理では，万有引力による位置エネルギーを求めて，第２宇宙速度を計算するだけで終わりになっている。楕円軌道に乗るために加速し，また楕円軌道から静止衛星軌道に乗るために加速しているが，途中で位置エネルギーに変換するため，元に比べて運動エネルギーは減少することになる。このあたり生徒は混乱しがちだが，グラフで考えるのがよい。
　　ケプラーの第三法則を用いて周期を計算し，比較するのも面白い。大気圏内1.5ｈ，楕円軌道10.6時間，静止衛星軌道24時間
　・Questions240D　データハンドリング　なぜブラックホールは黒いのか（岩間）
　　地球からの脱出速度を応用して，太陽からの脱出速度を計算し，次に太陽が収縮して中性子星になったら脱出速度が光速の半分になるのを確認，次に太陽がどれくらいの半径に収縮したら脱出速度が光速になってブラックホールになるのかを考えさせる問題
　　ただし，実際の太陽は質量が足らずに中性子星にもブラックホールにもならないが。
　・Readings130T　土星へのカッシーニ−ホイヘンスミッション（山崎）
　　地球から金星で２度，地球と木星で１度ずつスイングバイして土星へ向かったミッションの紹介
　　打ち上げは1997年で，到着がアドバンシング物理よりも遅い2004年なので，この年実際にどうだったか，調べておく必要はある。

＊次回ＡＰ研での第１１章分担は後日確認を出します。

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