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Development and Evaluation of STEM Learning Program for Spatial Thinking Ability using Tangible Teaching Materials

Research Project

Project/Area Number 17H02003
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Educational technology
Research InstitutionWaseda University

Principal Investigator

MORITA Yusuke  早稲田大学, 人間科学学術院, 准教授 (20314891)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 辻 宏子  明治学院大学, 心理学部, 教授 (20374754)
瀬戸崎 典夫  長崎大学, 教育学部, 准教授 (70586635)
北澤 武  東京学芸大学, 教育学部, 准教授 (80453033)
Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥13,390,000 (Direct Cost: ¥10,300,000、Indirect Cost: ¥3,090,000)
Fiscal Year 2019: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2018: ¥6,630,000 (Direct Cost: ¥5,100,000、Indirect Cost: ¥1,530,000)
Fiscal Year 2017: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
KeywordsSTEM教育 / 空間的思考力 / タンジブル教材 / 教師教育 / バーチャルリアリティ / 空間的思考 / 論理的思考 / 教材開発 / タンジブル学習 / 実践研究 / タンジブルユーザインタフェース / VR / AR / 天体学習 / プログラミング教育 / インタフェース
Outline of Final Research Achievements

In this project, we conducted research on the following three points. First, we extracted learning contents related to spatial thinking abilities from the subjects (science, mathematics, technology, and information) in the Japanese National Curriculum Guidelines (Course of Study, MEXT) related to the STEM field, and developed teaching materials. Second, tangible teaching materials in which real and virtual objects are linked were developed for astronomy learning. Also, tangible teaching materials for learning spatial figures, and game-based learning materials for learning the concept of numbers were developed. Then, the teaching and learning materials were evaluated by students. Moreover, a STEM education program was tried for the students of a teacher training university who aspired to become a Math, Science, or Information, Technology teacher, and the usefulness was verified.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本申請課題では、次の3点について研究を行った。まず、日本の学習指導要領において、STEM領域に関連する教科(理科、数学、技術、情報)から、空間的思考力に関連する学習内容を抽出し、教材を開発した。開発した教材は、実物体と仮想物体が連動した天体学習のためのタンジブル教材、空間図形を学ぶためのタンジブル教材、数の概念を学ぶためのゲーム型学習教材であった。次に、STEM 学習を実践授業に導入することを想定し、実践的評価を実施した。 また、教員を志望する教員養成系大学の学生に対し、STEM教育プログラムを試行し、有用性を検証した。

Report

(4 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (44 results)

All 2019 2018 2017

All Journal Article (18 results) (of which Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 8 results) Presentation (26 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results)

  • [Journal Article] Practical Study on STEM Education for School Teacher Training Course Students2019

    • Author(s)
      丸山雅貴, 長濱澄, 北澤武, 瀬戸崎典夫, 森田裕介
    • Journal Title

      JSSE Research Report

      Volume: 34 Issue: 3 Pages: 303-308

    • DOI

      10.14935/jsser.34.3_303

    • NAID

      130007769061

    • ISSN
      1882-4684
    • Year and Date
      2019-12-21
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    • Author(s)
      佐野友香莉, 辻宏子, 森田裕介
    • Journal Title

      JSSE Research Report

      Volume: 34 Issue: 3 Pages: 181-186

    • DOI

      10.14935/jsser.34.3_181

    • NAID

      130007769008

    • ISSN
      1882-4684
    • Year and Date
      2019-12-21
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      成松 はるか, 青山 和裕, 辻 宏子
    • Journal Title

      JSSE Research Report

      Volume: 34 Issue: 3 Pages: 43-46

    • DOI

      10.14935/jsser.34.3_43

    • NAID

      130007769089

    • ISSN
      1882-4684
    • Year and Date
      2019-12-21
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      塩田悠介,瀬戸崎典夫
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      JSSE Research Report

      Volume: 34 Issue: 3 Pages: 275-280

    • DOI

      10.14935/jsser.34.3_275

    • NAID

      130007768999

    • ISSN
      1882-4684
    • Year and Date
      2019-12-21
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      瀬戸崎典夫, 森田裕介
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      Volume: 36 Pages: 57-65

    • NAID

      130007632195

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      森田和行,瀬戸崎典夫,森田裕介
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      Volume: 43 Pages: 3-21

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      130007632364

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      長崎大学教育学部紀要(教育科学)

      Volume: 84 Pages: 49-57

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      120006974794

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      Volume: 42 Issue: Suppl. Pages: 089-092

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      10.15077/jjet.S42047

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      130007546288

    • ISSN
      1349-8290, 2189-6453
    • Year and Date
      2018-12-20
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      Educational Information Research

      Volume: 34 Issue: 1 Pages: 3-16

    • DOI

      10.20694/jjsei.34.1_3

    • NAID

      130007493742

    • ISSN
      0912-6732, 2432-1745
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      Educational technology research

      Volume: 40 Issue: 1 Pages: 71-83

    • DOI

      10.15077/etr.41092

    • NAID

      130006565572

    • ISSN
      0387-7434, 2189-7751
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      130007493742

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      Japan Journal of Educational Technology

      Volume: 40 Issue: 4 Pages: 253-263

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      10.15077/jjet.40052

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      130005466786

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      1349-8290, 2189-6453
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Published: 2017-04-28   Modified: 2021-02-19  

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