「質量保存の法則」・「アルキメデスの原理（浮力）」・「密度」，３者の理解とその関係に関する調査研究

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タイトル別名
  • Availability of registered dietitians' guidance in general clinics for patients with diabetes,Investigative research on the understanding of the three parties and their relationship;“law of conservation of mass”,“Archimedes principle（buoyancy）”,“density”
  • 「 シツリョウ ホゾン ノ ホウソク 」 ・ 「 アルキメデス ノ ゲンリ(フリョク)」 ・ 「 ミツド 」,3シャ ノ リカイ ト ソノ カンケイ ニ カンスル チョウサ ケンキュウ

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説明

「力」概念の１つとして「浮力」の学習があるが、「浮力」について幾つかの誤れる認識が存在すると言われている。1 つ目は「深さ理論」、2 つ目は「平ら理論」、3 つ目は「重さ理論」）である。しかし、これらの誤認識の改善だけで「浮力の認知」が確立できるかどうか、疑わしい。それは、これらの誤認識が「水中の浮力」に関わるものだからである。「浮力」は、水中に限定されるものではない。「流体；液体及び気体」において考慮されるべき「力」であり、「浮力がわかる」ということは、液体中でも、気体中でもその有り様がわかるということである。そして、最も重要だと思われるもう1 つの点がある。それは、「質量保存の法則」の理解との関係である。「物体が押しのけている流体の重さ（重量）」が「浮力」であり、「流体の密度」という視点がなければ、『アルキメデスの原理』は理解できず、「浮力」の理解も不十分となろう。これまでの「浮力」の誤認識の研究調査では、この３者的視点ではなされていない。そのような問題意識から、本研究（調査）は「質量保存の法則」関連問題，流体を想定した「浮力」問題－液体の密度の違い問題、及び流体としての気体（「空気」）問題，３種理論関連問題を用意し、大学生は「質量保存の法則」「浮力」「密度」をどのように理解しているのか，を調べ、「浮力」理解への道標を模索した。 結果、①質量保存の法則；「言葉」的に知っているが、事例判断となるとその物質の性質（例えば“水素”は軽い）によってしまう。 ②アルキメデスの原理（浮力の法則）；「言葉」的にも殆ど知られておらず、“浮く”場合のみ浮力は働き、その物体の重さは“０”になる，それは流体の密度に関係ない」という認識の者が多い。 ③浮力は流体の特性として認識していない。「空気（気体）にも浮力がある」ことに気づかない。④「浮力」は存在することはわかっているが、「アルキメデスの原理」的理解は全くない。 この結果を踏まえ、「浮力」を考える際、学習指導要領的に“圧”から考えるのではなく、①まず「質量保存の法則」の本質を理解させる－全ての物質には重さがある，②見かけ上その重さが変化するのは、その物質の周りの流体がその体積分支えているからだ，その支える力が「浮力」であり、流体の特性と考える，③支える力（浮力）はその流体に密度に関係する，この3 点を意識的に教育内容とする必要があると考える。

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