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development of teaching material and lesson study focused of the mathematical inquiry about scientific phenomena using mathematical software

Research Project

Project/Area Number 17K00967
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Science education
Research InstitutionAichi University of Education

Principal Investigator

Yasuyuki Iijima  愛知教育大学, 教育学部, 教授 (30202815)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2019: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2018: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2017: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Keywords数学教育学 / 動的幾何 / 数学的探究 / 科学教育 / 授業研究 / 理数探究 / 数学教育 / テクノロジー / 作図ツール / 数学的問題解決 / 教育用ソフト開発 / ICT利用 / 教材開発
Outline of Final Research Achievements

Using mathematical software, we can observe various phenomena. We can interprete them, and make new problem. In some problem, we found some facts which were named "monster", with which we realized that this problem was very interesting. We can select mathematical reasoning to solve it or improvement of the program to observe much. We did case studies about such mathemaitcal inquiry using dynamic geometry software GC/html5 and mathematical inquiry using Python and mathematica. And we did lesson study using GC/html5 at ten (junoir and sinior high) schools. In the case of using motion detector, we can get the graph easily and can do decision making about what to do next. In in the senior high school lesson, student could do many trials of experiment to get nice data.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

学校数学で扱う範囲の問題でも, 数学用ソフトを使うと, 多くの数学的現象を観察することができ, 時には未解決の問題があることも実感でき, 次に何をすべきかを考えるべき数学的探究の可能性が広がることを, 具体的な事例とともに示すことができた。また, 距離センサなどを使った実験では, 実験の精度が高くなるでけでなく, すぐに結果を可視化されその場で検討できることから, よりよい実験の仕方などを高校生が考えることに焦点を当てた実践が行えた。数学用ソフトを使って探究の多様性に焦点を当てた教材開発や授業実践のための具体的事例と今後への指針を提供することができた。

Report

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

    (22 results)

All 2020 2019 2018 2017 Other

All Journal Article (11 results) (of which Open Access: 11 results) Presentation (8 results) Remarks (3 results)

  • [Journal Article] 超音波距離センサを活用した「理数探究」向け教材の実践-ボールが繰り返しバウンドする現象に潜む2次関数の探究-2020

    • Author(s)
      天羽 康
    • Journal Title

      研究紀要

      Volume: 47 Pages: 53-60

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Open Access
  • [Journal Article] Case study on mathematical inquiry using computer experiments2019

    • Author(s)
      飯島康之
    • Journal Title

      JSSE Research Report

      Volume: 33 Issue: 8 Pages: 67-72

    • DOI

      10.14935/jsser.33.8_67

    • NAID

      130007665058

    • ISSN
      1882-4684
    • Year and Date
      2019-06-22
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    • Open Access
  • [Journal Article] GC を使った数学的探究における事実と問いのダイナミズム -対応表をもとに進める数学的探究に関するケーススタディを基にして-2019

    • Author(s)
      飯島 康之
    • Journal Title

      イプシロン

      Volume: 61 Pages: 9-24

    • NAID

      120006777658

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    • Open Access
  • [Journal Article] テクノロジーを利用した数理的現象の探究の実際―距離センサを例として―2018

    • Author(s)
      飯島康之
    • Journal Title

      日本数学教育学会研究会報告

      Volume: 32 Pages: 71-76

    • NAID

      130007402450

    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Open Access
  • [Journal Article] ピンポン玉が繰り返しバウンドする現象の数理的探究について2018

    • Author(s)
      天羽康
    • Journal Title

      日本数学教育学会研究会報告

      Volume: 32 Pages: 65-70

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    • Open Access
  • [Journal Article] GCを使った「学び合い」の授業のための教材研究の一例2018

    • Author(s)
      飯島康之
    • Journal Title

      イプシロン

      Volume: 60 Pages: 7-16

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    • Open Access
  • [Journal Article] 数学科での ICT 機器を活用した新科目「理数探究」に関わる授業実践 ―超音波距離センサを用いた活動を中心に―2018

    • Author(s)
      天羽 康
    • Journal Title

      科学教育学会研究報告

      Volume: 32-6 Pages: 17-22

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    • Open Access
  • [Journal Article] ICTを利用した数学的探究の教材化を進めていくための基礎的考察 - mathematicaを使った数学的探究『πは乱数なのか』を手がかりに-2018

    • Author(s)
      飯島康之・天羽康
    • Journal Title

      研究紀要(愛知教育大学附属高等学校)

      Volume: 45 Pages: 51-60

    • NAID

      120006781458

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    • Open Access
  • [Journal Article] 「誤差」を生かした数学的探究の具体例2017

    • Author(s)
      飯島康之
    • Journal Title

      日本科学教育学会研究会研究報告

      Volume: 31-8 Pages: 75-80

    • NAID

      130006660303

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    • Open Access
  • [Journal Article] 教具としての Raspberry Pi の可能性について ―新科目「理数探究」に向けて―2017

    • Author(s)
      天羽 康・飯島康之
    • Journal Title

      日本科学教育学会研究会研究報告

      Volume: 31-8 Pages: 113-116

    • NAID

      130006660335

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  • [Journal Article] ICTを利用した算数・数学での探究のサイクルについて-完全数などについての探究事例を手がかりに-2017

    • Author(s)
      飯島康之
    • Journal Title

      イプシロン

      Volume: 59 Pages: 7-18

    • NAID

      120006460716

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  • [Presentation] 有名な定理の証明の発見のためにGC/html5を使った授業の実際 - 九点円・オイラー線・フェルマー点-2019

    • Author(s)
      飯島康之
    • Organizer
      RIMS共同研究(公開型)数学ソフトウェアとその効果的教育利用に関する研究
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  • [Presentation] ICTを使った生徒の学びの様子を把握するための試み2019

    • Author(s)
      飯島康之
    • Organizer
      日本科学教育学会
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  • [Presentation] 授業で生徒が探究するための図の作り方の多様性2018

    • Author(s)
      飯島康之
    • Organizer
      日本数学教育学会
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  • [Presentation] 思考を変えるための道具としてのテクノロジーを実感するための授業研究2018

    • Author(s)
      飯島康之
    • Organizer
      日本科学教育学会年会
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  • [Presentation] テクノロジーを利用した数学的探究と数理的探究について-Raspberry Pi でも可能になることに焦点をあてて -2018

    • Author(s)
      飯島康之
    • Organizer
      日本数学教育学会
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  • [Presentation] 教育利用における数学用ツールソフトの二つの側面について- GC/html5を例として2018

    • Author(s)
      飯島康之
    • Organizer
      京都大学数理解析研究所共同研究「数学ソフトウェアとその効果的教育利用に関する研究」
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 理数探究に向けた教材の開発-超音波距離センサを利用した数理的探究の複数の教材化-2018

    • Author(s)
      天羽康
    • Organizer
      日本数学教育学会
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  • [Presentation] 数学的探究のサイクルの原動力としての数学ソフトウェアの役割 -ケーススタディを中心に -2017

    • Author(s)
      飯島康之
    • Organizer
      RIMS共同研究(公開型) 数学ソフトウェアとその効果的教育利用に関する研究
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      2017 Research-status Report
  • [Remarks] GC Resource Center

    • URL

      http://www.auemath.aichi-edu.ac.jp/teacher/iijima/gc_rc/index.htm

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  • [Remarks] 図形を動かして問題発見

    • URL

      http://www.auemath.aichi-edu.ac.jp/teacher/iijima/gc_rc/JSME2018_problems.htm

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  • [Remarks] GC Resource Center

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Published: 2017-04-28   Modified: 2021-02-19  

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