cハッとGPTさんとお話しした21=定番！力学授業について聴いてみた！課題はやっぱり悩ましい。このへんはchatGPTもまともに考えてくれます。変じゃないのであんまり面白くない。
まあ課題はもっとランダムに出しいるけどね。。。

<私>
こんばんわ

<chatGPTさん>
こんにちは！ご質問やお話がありましたら、何でもお聞きください。

<私>
わたしは大学1年生の力学の授業を担当しているので、今夜はこれを話題にしたいと思います。よろしくお願いいたします。

<chatGPTさん>
了解しました。力学は物理学の基礎分野であり、物体の運動を扱います。力学についてお話ししましょう。何についてお話しをしたいですか？

<私>
そうですね。先日は単位や物理量の表し方のお話をしたので今日は物体の速度と加速度の関係、重力加速度の授業や指導方法についてお話ししましょう。

<chatGPTさん>
素晴らしいです。速度と加速度の関係、重力加速度についてお話ししましょう。
物体の速度と加速度は密接に関係しています。速度とは物体がある時間内に移動した距離を時間で割ったものであり、加速度とは物体の速度が単位時間あたりにどれだけ変化したかを表すものです。加速度は、物体の速度が増加する場合には正の値、減少する場合には負の値を取ります。物体が等速直線運動をしている場合、加速度はゼロになります。
また、重力加速度は、地球の引力によって物体が加速することを表します。地球上での重力加速度は約9.8 m/s²です。この値は一定であり、物体の質量や大きさに関係なく同じです。重力加速度を利用することで、自由落下や投げ上げ運動などの物体の運動を簡単に計算することができます。
授業や指導方法については、学生が理解しやすいように、具体的な例や実験を交えた説明を心がけるとよいでしょう。また、学生が自分で考える機会を与えることも重要です。問題を解いたり、物体の運動をシミュレーションしたりすることで、学生が力学を深く理解することができます。さらに、学生が自分の手で実験を行うことで、物理現象を直感的に理解することができます。

<私>
ありがとうございます。お話をすすめる前に、まずどのような順序で指導していくかいっしょに考えてください。
指導目標の到達点から、逆算して整理すると重力加速度が地球上の多くの地域で9.80m/s²であり、地球の両極や赤道付近との違いまで指導をする。これが今回のゴール地点となります。ただし地球の自転によって生じる遠心力や月の重力による影響などの説明は、この授業会では無くもっと学修が進んでからになります。なのでここでは実測値の違いを示し、疑問をなげかけるところで終了となります。
ではそのためには加速度の理解が必要となります。つまり加速度は瞬間の加速度とも言われ、平均の加速度や速度の時間変化の変化時間を微小極限を撮った物であることの理解が必要です。
では、速度が変化することを理解するためには、速度やの理解が必要となります。速度は変位を時間変化で割った物であり、
（長くて切れました。）

<chatGPTさん>
単位時間あたりの変位を表すものです。また、速度の正負は、物体がどちらの方向に移動しているかを表します。
したがって、まずは速度の概念から始め、その後加速度の概念に進んでいくとよいでしょう。具体的には、速度と加速度の定義や単位の説明、速度と加速度のグラフや式の作り方、等速直線運動と加速直線運動の違いなどを説明します。
次に、重力加速度について説明します。地球上での重力加速度の値や、物体が自由落下する運動を例に挙げて説明します。また、重力加速度の影響が無視できない場合には、運動の式に重力加速度を加味する方法についても説明しましょう。
最後に、地球の両極や赤道付近での重力加速度の違いについて説明し、学生に疑問を投げかけます。このような疑問を通じて、学生が自分で考え、探究する姿勢を養うことが大切です。
以上のような流れで授業を進めると、学生が力学の基礎的な概念を深く理解し、重力加速度の概念についても十分に理解することができます。

<私>
最初は１次元で話を進めれば問題ありませんね。

<chatGPTさん>
はい、１次元運動に限定すれば、速度と加速度の概念をわかりやすく説明できます。また、１次元運動は物理学の基礎となる運動の種類の一つであり、学生にとっても馴染みやすい運動です。１次元運動を理解した上で、２次元運動や３次元運動についても学びを深めていくことができます。

<私>
では一通り学修をしたあとで、この授業の最後に出すべき課題はどんな物になるでしょうか？受講生の数は約１００名で毎週授業が実施されるものとしてください。授業時間内に課題提出する場合と、授業後の課題として提出する場合の両方について提案してください。

<chatGPTさん>
授業時間内に課題提出する場合の課題としては、以下のような問題を用意すると良いでしょう。
「初速度が5m/sである物体が、加速度3m/s^2で等加速度運動をしている。このとき、物体が移動する距離を求めよ。」
この問題は、速度と加速度の関係を理解し、等加速度運動の公式を使って解くことが求められます。授業内で学習した内容を総合的に活用することができるため、受講生にとっては自信をもって取り組める問題になるでしょう。
一方、授業後の課題としては、以下のような問題を用意すると良いでしょう。
「あなたは、地球上のさまざまな地域にいる友人たちから、同じ物体を同じ条件で落下させた場合、地域によって落下速度が異なることを聞きました。この現象について、地球の形状や質量などを考慮して説明し、その地域ごとの落下速度を算出してみましょう。」
この問題は、地球の重力加速度が地域によって異なることを理解し、地球の形状や質量、自転などについて調べ、考察することが求められます。授業内で学んだ内容に加え、自分で情報を収集し、論理的にまとめる力を身に付けることができる問題になるでしょう。また、提出期限を設けることで、受講生が自主的に課題に取り組む力を養うこともできます。

<私>
授業内の課題は計算問題ですが、授業後の課題はいわゆる論説問題ですね。なぜこのような違いをつけるのでしょうか？

<chatGPTさん>
授業内の課題は、授業時間内に限られた時間の中で学生が自身の理解度を確認するための練習問題です。計算問題は正解が一意に決まるため、短時間で自己チェックができ、自分がどの程度理解しているのかを数値化できます。
一方、授業後の課題は、学生が授業で学んだ知識を応用し、自分なりの理解を深めるための問題です。論説問題は、自分の意見や考えを述べることが求められます。こうした問題は、時間的な制限が少なく、学生が自分なりの視点を考えることができます。
授業内の課題は時間的な制限があるため、計算問題が適していますが、授業後の課題は学生が自分なりに考え、表現することが求められるため、論説問題が適していると言えます。

<私>
時間制限の要素が大きいと考えればいいでしょうか？

<chatGPTさん>
はい、時間制限がある場合には、短時間で回答可能な問題が必要になるため、計算問題のように正解が一意に決まる問題が適しています。学生が自己チェックを行い、自分の理解度を確認するためにも、時間内に回答ができる問題が必要です。
一方、時間制限がない場合には、論説問題のように、学生が自分なりに考え、表現することが求められる問題が適しています。学生が授業で学んだ知識を応用し、自分なりの視点を表現することで、より深い理解を得ることができます。

<私>
自宅でやらせると１００名の学生がいるとかなりの学生が他の人の課題を写して提出して、同じ内容だらけになるように思いますが、いい対策はありますか？

<chatGPTさん>
学生が他者の課題を写して提出することを防止するためには、以下のような対策が考えられます。
1.課題の種類を変える
時間内に解答ができる計算問題の代わりに、複数の答えがあり、自己表現が必要とされる論説問題を課すことができます。このような問題では、他者の回答を写して提出しても意味がありません。
2．課題の出題範囲を変える
課題の出題範囲を変えて、それぞれの学生に異なる問題を出すことができます。また、課題の出題範囲を狭め、自分自身で考えなければならない問題を出すことも有効です。
3．提出期限を短くする
提出期限を短くすることで、他の学生の回答をコピーする時間を制限することができます。また、提出期限が過ぎた課題については受け付けないという方針を取ることも有効です。
4．課題の提出形式を変える
学生が自宅で課題を提出する場合、紙媒体の提出や、授業内でプリントアウトして提出する方法が一般的ですが、課題の提出形式を変えることも有効です。例えば、オンライン上で回答を入力する形式や、動画での回答提出を求めるなど、新しい提出方法を採用することで、学生の意欲を高め、他者の回答をコピーすることが難しくなります。
以上のような対策を講じることで、学生が他者の回答をコピーすることを防止し、授業の質を維持することができます。

<私>
ご提案ありがとうございます。一つ一つ見ていきます。
1.課題の種類を変える
時間内に解答ができる計算問題の代わりに、複数の答えがあり、自己表現が必要とされる論説問題を課すことができます。このような問題では、他者の回答を写して提出しても意味がありません。
についてですが１００名の学生に１回の授業内容で全員課題を変えるということは１００種類作成することになります。これは非現実的だと思います。
2.課題の出題範囲を変える
課題の出題範囲を変えて、それぞれの学生に異なる問題を出すことができます。また、課題の出題範囲を狭め、自分自身で考えなければならない問題を出すことも有効です。
これも１回の授業内容で１００人分の異なる出題範囲に分割することはできません。これも対策としてはまったく機能しないと思います。また１回の授業で重要なポイントが１００も存在しませんので、有益な課題とあまり重要では無い課題があたる学生が発生してしまうためこれも不適切となります。
3.提出期限を短くする
提出期限を短くすることで、他の学生の回答をコピーする時間を制限することができます。また、提出期限が過ぎた課題については受け付けないという方針を取ることも有効です。
ですが、時間を与えて考えさせるということに矛盾します。
4.課題の提出形式を変える
学生が自宅で課題を提出する場合、紙媒体の提出や、授業内でプリントアウトして提出する方法が一般的ですが、課題の提出形式を変えることも有効です。例えば、オンライン上で回答を入力する形式や、動画での回答提出を求めるなど、新しい提出方法を採用することで、学生の意欲を高め、他者の回答をコピーすることが難しくなります。
ですが、オンライン化は他人のコピーは手書きより遙かに容易になってしまいます。逆効果ではないでしょうか？
いずれも過去に行われ・試行されたものだと思います。いかがでしょうか？

<chatGPTさん>
ありがとうございます。確かにそれぞれの提案には課題があることが分かります。ここからは、それらの提案を組み合わせたり、改良していくことが必要です。
例えば、以下のようなアプローチが考えられます。
1.課題の種類を変える
論説問題の代わりに、数式の証明問題を出すなど、計算問題でも自己表現が必要とされる問題を出すことができます。
複数の問題を用意しておき、ランダムに割り当てることで、同じ問題を解くことができなくなります。
2.提出期限を短くする
課題を提出する時間を制限することで、他の学生の回答をコピーする時間を制限することができます。
提出期限を短くすることで、学生に課題をギリギリまでやらせることができ、自己学習の機会を与えることができます。
課題提出期限の前後にクイズやテストを実施することで、学生が課題を自分で解く必要性を高めることができます。
3.課題の提出形式を変える
課題の提出形式を変えることで、他者の回答をコピーすることが難しくなります。例えば、学生が自分で描いたグラフや図をスキャンして提出するなど、手書きの特性を利用することができます。
課題の提出形式を変えることで、学生の意欲を高めることができます。例えば、学生が自分で作成したプログラムを提出するような課題を出すこともできます。
これらの提案を組み合わせたり、改良することで、より効果的な対策が考えられます。また、学生たちに対して正しい学習態度や倫理観を教育することも大切です。

<私>
できるだけ今回想定している授業に即してほしいのですがお願いできますか？

<chatGPTさん>
はい、了解しました。今回想定している授業に合わせて、具体的な提案をお伝えします。

<私>
お願いします。ではお書きください。

<chatGPTさん>
了解しました。今回の授業に即して、以下のような提案があります。
1.課題の提出期限を短くする
提出期限を短くすることで、他の学生の回答をコピーする時間を制限することができます。ただし、時間を与えすぎないように注意する必要があります。また、提出期限が過ぎた課題については受け付けないという方針を取ることも有効です。
2.課題の提出形式を変える
学生が自宅で課題を提出する場合、紙媒体の提出や授業内でプリントアウトして提出する方法が一般的ですが、課題の提出形式を変えることも有効です。例えば、オンライン上で回答を入力する形式や、手書きの回答をスキャンして提出する方法を取り入れることで、他の学生の回答をコピーすることが難しくなります。
3.個別の課題設定をする
個別の課題設定をすることで、同じ課題をすべての学生に出すことを避けることができます。各学生に違った課題を与えることで、他の学生の回答をコピーすることができなくなります。ただし、個別の課題設定には時間と手間がかかるため、教員の負担が増える可能性があります。
以上のような提案が考えられます。授業によって最適な対策は異なるため、実際の授業状況に応じて適切な対策を選択することが重要です。

<私>
今回の授業設定では100名の受講生です。ひとつの授業内容で100名の分の個別の課題設定はちゃんとできますか？しかもおおむね公平な課題内容を確保する必要があります。いかがでしょうか？

<chatGPTさん>
100名の受講生に対して個別の課題設定をするのは非常に困難です。公平性を確保するためには、同じ課題を与える必要があります。そのため、授業内容に応じて、複数のバージョンの課題を用意し、ランダムに割り当てることができます。
例えば、1つの問題に対して、文言や数値を変更して、複数のバージョンを作成し、それらをランダムに割り当てることができます。または、問題の種類やテーマを変えて、異なる課題を割り当てることもできます。
ただし、公平性を確保するためには、課題の難易度や評価方法にも注意する必要があります。課題の難易度に偏りがあると、それによって成績に影響が出てしまうため、出題する問題の難易度を均等にするように心がける必要があります。また、評価方法も均等に行う必要があります。

<私>
計算問題は数値を変更することで対応できますが、今話しているのは一つの授業での自宅に持ち帰る論述課題であるため、100名の受講生に対して個別の課題設定をすることは本当に可能ですか？

<chatGPTさん>
申し訳ありません。100名の受講生に対して個別の課題設定をすることは非常に困難であり、現実的ではありません。個別の課題設定をする代わりに、以下のような対策を検討することができます。
1.課題の種類を変える
自宅で行う課題の種類を変え、他の学生の回答をコピーしても意味がない論述問題を課すことができます。論述問題は、答えが一意に定まらず、自己表現が必要とされるため、他者の回答を写して提出することが困難になります。
2.提出期限を短くする
提出期限を短くすることで、他の学生の回答をコピーする時間を制限することができます。提出期限が短いと、学生はすぐに課題に取り組まなければならず、他の学生の回答をコピーする時間を確保する余裕がありません。
3.課題の提出形式を変える
学生が自宅で課題を提出する場合、紙媒体の提出や、授業内でプリントアウトして提出する方法が一般的ですが、課題の提出形式を変えることも有効です。例えば、オンライン上で回答を入力する形式や、動画での回答提出を求めるなど、新しい提出方法を採用することで、学生の意欲を高め、他者の回答をコピーすることが難しくなります。
これらの対策を組み合わせることで、他の学生の回答をコピーすることを防ぎ、学生たちが自分自身で課題に取り組み、自分の考えを表現することを促すことができます。

<私>
なぜ「申し訳ありません。100名の受講生に対して個別の課題設定をすることは非常に困難であり、現実的ではありません。」とおっしゃっているのに、同じ内容の提案である「1.課題の種類を変える」という提案が入っているのでしょうか？これは現実的では無いのですよね。いかがでしょうか？それとも違いがあるのでしょうか？

<chatGPTさん>
申し訳ありません、私の説明が不十分でした。私が言いたかったことは、100名の受講生に対して完全に個別の課題設定をすることは現実的ではないということでした。ただし、異なる種類の課題を提供することは可能であり、実際によく採用される方法です。これにより、大規模な授業でもおおむね公平な課題設定ができます。申し訳ありませんが、説明が不十分で混乱を招いてしまいました。

<私>
もしかすると、おっしゃっているのは「100名に完全に個別課題を出す」のではなく「100は無理でも数種類異なる課題を用意する」という意味でしょうか？

<chatGPTさん>
はい、そうです。100名の受講生に対して完全に個別の課題を設定することは現実的ではありませんが、複数の異なる種類の課題を用意することは可能です。この場合、課題の種類によって個別の指導や評価基準を設定することができます。

<私>
それは理解できます。他の提案も組み合わせるとして、何種類ぐらいの課題を用意すれば良いと考えますか？

<chatGPTさん>
100名の受講生に対して公平で適切な課題を提供するためには、複数の異なる課題を用意する必要があります。ただし、用意する課題の数は、時間と資源の制約によって異なります。一般的には、3〜5種類の課題を用意することができれば、十分な選択肢を提供できると考えられます。しかし、より多くの課題を用意することができれば、より多様な学生のニーズに応えることができます。

<私>
なぜ3〜5種類の課題で十分なのか理由を教えてください。

<chatGPTさん>
3〜5種類の課題を用意すると、受講生が自分で選択することで、一定の自由度を保ちつつも、課題内容を公平に配分することができます。例えば、1つの課題に多くの受講生が集中することを防ぎ、受講生全員が選択肢を持っている状況を作ることができます。また、課題の種類を増やしすぎると、課題内容の管理が難しくなることもあります。3〜5種類の課題を用意することで、受講生の選択肢を増やしつつも、課題内容の管理をしやすくすることができます。

<私>
今ひとつスッキリしませんね。ではもうすこし具体的にお聴きします。7～9種類より3〜5種類の優位性を教えてください。

<chatGPTさん>
もちろんです。3〜5種類の課題の方が7〜9種類の課題よりも優位な点としては、以下のような点が挙げられます。
シンプルな課題設計であるため、学生たちは自分たちが取り組む課題に集中することができます。
3〜5種類の課題に集中することで、学生たちはより深く理解を深めることができます。
公平性が高くなります。同じ課題を受講する学生たちが多い場合、学生たちの間で話し合いや相談が行われる可能性が高くなります。そのため、課題数が多いと、その分相談や話し合いが多くなるため、公平性が損なわれる可能性があります。
評価が公平に行いやすくなります。課題数が多い場合、採点の際に評価基準がばらつきやすくなります。しかし、3〜5種類の課題であれば、評価基準を統一することがより容易になります。
以上が、3〜5種類の課題を用意することの優位性です。

<私>
なるほど、ご提案の3〜5種類の課題は学生に自由選択にしますか？それともランダムに当てますか？どちらが有意義だとお考えですか？課題にもよりますが、一般的な事例でかまいません。

<chatGPTさん>
課題の自由選択かランダム割り当てかについては、それぞれメリットとデメリットがあります。自由選択の場合は、学生が自分の興味や得意分野に合わせて選ぶことができるため、モチベーションが高まり、取り組みやすくなるというメリットがあります。一方、ランダム割り当ての場合は、学生に新しい分野に挑戦させることができ、幅広い知識やスキルを身につけることができるというメリットがあります。
具体的な事例としては、例えば「プログラミングの課題」を考えてみましょう。自由選択の場合、学生は自分が興味のあるプログラム言語やアプリケーションを選ぶことができます。一方、ランダム割り当ての場合、学生にはランダムに選ばれたプログラム言語やアプリケーションに挑戦してもらいます。
どちらが良いかは、その授業の目的や学生の状況によって異なります。例えば、初めてプログラミングを学ぶ学生には、ランダム割り当てで新しい分野に挑戦させることが有効かもしれません。一方、上級者には自由選択で興味のある分野に深く取り組むことが有効かもしれません。

<私>
おおむね私と同じ意見でよかったです。どちらとも言えない物だと思います。課題回数が多ければどちらも導入してどちらのメリットも引き出せます。課題回数が少ないときは悩みますね。これは仕方が無いと思います。

<chatGPTさん>
そうですね、課題回数が少ない場合は悩ましいですね。ただ、自由選択にする場合は、学生が自分で興味のある課題を選択することができますし、ランダムに当てる場合は、公平性が保たれるというメリットがあります。ただし、ランダムに当てる場合でも、学生の興味や得意分野を考慮することができるような工夫があると良いですね。

<私>
ありがとうございます。Good Conversationに感謝です。またお話ししましょう。それではまた。

<chatGPTさん>
いいえ、こちらこそありがとうございました。またお話しましょう。よい一日をお過ごしください。