金属の電気抵抗の温度依存性に関する学習を支援するArduino実験教材の改良

抄録

本研究では，金属の電気抵抗の温度依存性に関する学習の支援を目的として，Arduinoを用いた実験教材の改良を行った．具体的には，銅線の電気抵抗と温度の関係を測定するSarı and Kırındı（2019）の教材について，日本の高等学校物理の授業での活用を念頭に改良した.従来の銅線のみを用いた構成にニクロム線を追加し，金属の種類による抵抗値の温度依存性を比較できるようにした.その結果,温度上昇に伴う抵抗増加の度合いが金属によって異なることを視覚的に確認できた．さらに,銅線とニクロム線のいずれの場合も測定時間は15分以内に収まり，授業時間内で完結できることが確認された.これらの成果から，本教材が高等学校物理における「電気抵抗と温度」の学習を深化させる有用な教材となり得ることが示唆された.