The development of teaching strategies to encourage generalization of metacognitive skills in experimental design

• Project/Area Number: 17K12929
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Science education
• Research Institution: Iwate University
• Principal Investigator: Hisasaka Tetsuya 岩手大学, 教育学部, 准教授 (00779944)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2019)
• Budget Amount: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000); Fiscal Year 2019: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2018: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2017: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
• Keywords: 中学校理科 / 実験計画能力 / メタ認知 / メタ認知スキル / 実験計画 / プロダクション・ルール / 科学的探究

Outline of Final Research Achievements

The purpose of this study was to develop an instructional strategy for generalizing the ability to design experiments as a metacognitive skill that can be applied across units and domains. The results of this research were as follows: 1) we were able to organize the metacognitive knowledge on planning experiments into seven categories; 2) we were able to create a textbook for junior high school students; and 3) we were able to measure the effects of the experiments in a junior high school and found that students' ability to plan experiments improved not only in science problems but also in problems of daily life.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では，諸調査の結果において課題として指摘されている「実験を計画すること」に関して，この課題を解決するための指導方略を開発した。具体的には，実験計画能力を支えるメタ認知的スキルを明らかにし，その獲得を促す学習テキストを作成した。このテキストを用いた授業実践を実施して効果測定を行った結果，実験計画能力の向上が認められた。実験計画能力を支える下位のスキルを抽出し，それを意図的，明示的に指導することで実験を計画する能力を育成することができた点は，我が国の教育課題の解決に寄与すると考えられる。なお，本研究で作成したテキストは東京都内の中学校でも使用され，効果を発揮している。

Research Products

• [Journal Article] Reconsidering Metacognition Measurement Questionnaires for Science Education: Limitations of Off-line Methods and Recommendations (2020)
  • Author(s): 原田勇希, 久坂哲也, 草場実, 鈴木誠
  • Journal Title: Journal of Research in Science Education Volume: 60 Issue: 3 Pages: 627-641
  • DOI: 10.11639/sjst.19048
  • NAID: 130007832183
  • ISSN: 1345-2614, 2187-509X
  • Year and Date: 2020-03-30
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] 小学校教員の理科指導に対する不安，教師効力感，学習動機の検討 (2020)
  • Author(s): 中嶋彩華，久坂哲也
  • Journal Title: 日本教育工学会論文誌 Volume: 44
  • NAID: 130007872225
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] 1人1台端末を使用した中学校理科の授業における生徒の反応 (2020)
  • Author(s): 久坂哲也，佐々木聡也，平澤傑
  • Journal Title: 岩手大学教育学部附属教育実践総合センター研究紀要 Volume: 19 Pages: 97-104
  • Open Access
• [Journal Article] 「主体的に学習に取り組む態度」の評価指標の開発 (2020)
  • Author(s): 久坂哲也，平澤傑，佐々木聡也，菊地洋一，名越利幸
  • Journal Title: 岩手大学教育学部プロジェクト推進支援事業教育実践研究論文集 Volume: 7 Pages: 7-10
  • Open Access
• [Journal Article] Individual Instruction for Science Study by Cognitive Counseling (2019)
  • Author(s): 小西 かんな、久坂 哲也
  • Journal Title: JSSE Research Report Volume: 34 Issue: 1 Pages: 31-34
  • DOI: 10.14935/jsser.34.1_31
  • NAID: 130007751601
  • ISSN: 1882-4684
  • Year and Date: 2019-11-30
  • Open Access
• [Journal Article] Reliability and Validity of Conception of Learning and Motivation for Science Learning (2019)
  • Author(s): 川上 紗希、久坂 哲也
  • Journal Title: JSSE Research Report Volume: 34 Issue: 1 Pages: 35-38
  • DOI: 10.14935/jsser.34.1_35
  • NAID: 130007751599
  • ISSN: 1882-4684
  • Year and Date: 2019-11-30
  • Open Access
• [Journal Article] Metacognitive Judgment Accuracy for Science Learning in Junior High School (Ⅰ) (2019)
  • Author(s): 及川 宏輝、久坂 哲也
  • Journal Title: JSSE Research Report Volume: 34 Issue: 1 Pages: 63-66
  • DOI: 10.14935/jsser.34.1_63
  • NAID: 130007751647
  • ISSN: 1882-4684
  • Year and Date: 2019-11-30
  • Open Access
• [Journal Article] Metacognitive Judgment Accuracy for Science Learning in Junior High School (II) (2019)
  • Author(s): 久坂 哲也、及川 宏輝
  • Journal Title: JSSE Research Report Volume: 34 Issue: 1 Pages: 67-70
  • DOI: 10.14935/jsser.34.1_67
  • NAID: 130007751661
  • ISSN: 1882-4684
  • Year and Date: 2019-11-30
  • Open Access
• [Journal Article] 中学校理科・数学科におけるアクティブ・ラーニングの開発と評価（理科編）：メタ認知的支援を組み込んだ授業設計 (2019)
  • Author(s): 久坂哲也，及川宏輝，會津響平，平澤傑，佐々木聡也，菊地洋一，名越利幸
  • Journal Title: 教育実践研究論文集 Volume: 6 Pages: 117-124
  • NAID: 120006620577
• [Journal Article] Pilot Study of Relationship between Teacher Efficacy and Their Experiences for Elementary School Teachers (2018)
  • Author(s): 中嶋 彩華、久坂 哲也
  • Journal Title: Japan Journal of Educational Technology Volume: 42 Issue: Suppl. Pages: 057-060
  • DOI: 10.15077/jjet.S42035
  • NAID: 130007546279
  • ISSN: 1349-8290, 2189-6453
  • Year and Date: 2018-12-20
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Examination of the relationships between academic help-seeking, test anxiety, self-efficacy and motivation on science learning (2018)
  • Author(s): 川上 紗希、久坂 哲也
  • Journal Title: JSSE Research Report Volume: 33 Issue: 1 Pages: 9-12
  • DOI: 10.14935/jsser.33.1_9
  • NAID: 130007522156
  • ISSN: 1882-4684
  • Year and Date: 2018-12-01
  • Open Access
• [Journal Article] Analysis of anxiety for science teaching (2018)
  • Author(s): 中嶋 彩華、久坂 哲也
  • Journal Title: JSSE Research Report Volume: 33 Issue: 1 Pages: 13-16
  • DOI: 10.14935/jsser.33.1_13
  • NAID: 130007522573
  • ISSN: 1882-4684
  • Year and Date: 2018-12-01
  • Open Access
• [Journal Article] Basic Study on Cognitive Counseling in Subject Study (2018)
  • Author(s): 小西 かんな、久坂 哲也
  • Journal Title: JSSE Research Report Volume: 33 Issue: 1 Pages: 17-20
  • DOI: 10.14935/jsser.33.1_17
  • NAID: 130007522312
  • ISSN: 1882-4684
  • Year and Date: 2018-12-01
  • Open Access
• [Journal Article] The on-line assessment of metacognition in scientific problem-solving using balloon method (2018)
  • Author(s): 清野 樹恵、及川 宏輝、古本 温久、久坂 哲也
  • Journal Title: JSSE Research Report Volume: 33 Issue: 1 Pages: 55-60
  • DOI: 10.14935/jsser.33.1_55
  • NAID: 130007521661
  • ISSN: 1882-4684
  • Year and Date: 2018-12-01
  • Open Access
• [Journal Article] Beyond Intelligence: A meta-analytic review of the relationship among metacognition, intelligence, and academic performance. (2018)
  • Author(s): Ohtani, K. & Hisasaka, T.
  • Journal Title: Metacognition and Learning Volume: 13 Issue: 2 Pages: 179-212
  • DOI: 10.1007/s11409-018-9183-8
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] 中学校理科・数学科におけるアクティブ・ラーニングの開発と評価(理科編) ：考察場面におけるメタ認知的支援を組み込んだ授業実践 (2018)
  • Author(s): 久坂哲也・平澤傑・名越利幸・菊地洋一・小室孝典・佐々木聡也
  • Journal Title: 教育実践研究論文集 Volume: 5 Pages: 30-35
  • NAID: 120006460308
  • Open Access
• [Presentation] 理科学習における学習観尺度及び学習動機尺度の作成 (2019)
  • Author(s): 川上紗希，久坂哲也
  • Organizer: 日本理科教育学会第58回東北支部大会
• [Presentation] 理科学習における認知カウンセリングの予備的検討 (2019)
  • Author(s): 小西かんな，久坂哲也
  • Organizer: 日本理科教育学会第58回東北支部大会
• [Presentation] 科学的な文章読解に対するメタ認知的判断の正確さ (2019)
  • Author(s): 及川宏輝，久坂哲也
  • Organizer: 日本理科教育学会第58回東北支部大会
• [Presentation] テキストマイニングによる学習指導要領の分析 (2019)
  • Author(s): 阿部由佳理，今野浩幸，久坂哲也
  • Organizer: 日本理科教育学会第58回東北支部大会
• [Presentation] 中和概念の理解を深める授業 (2019)
  • Author(s): 山内洋子，菊地洋一，斉藤友哉，久坂哲也，平澤傑，坂本有希
  • Organizer: 日本理科教育学会第69回全国大会
• [Presentation] コロイドを効果的に活用する中学1年「溶液学習」 (2019)
  • Author(s): 菊地洋一，斉藤友哉，久坂哲也，佐々木聡也，新沼泰起，菊池永
  • Organizer: 日本理科教育学会第69回全国大会
• [Presentation] メタ認知的支援による科学的探究の充実：中学校理科の実験計画場面を中心に (2019)
  • Author(s): 平澤傑，久坂哲也
  • Organizer: 日本理科教育学会第69回全国大会
• [Presentation] 理科教育におけるメタ認知研究の動向と課題 (2019)
  • Author(s): 久坂哲也
  • Organizer: 日本理科教育学会第69回全国大会
• [Presentation] 理科授業における実験計画スキル育成の試み:プロダクションルールとしてのメタ認知的知識の教示効果 (2019)
  • Author(s): 久坂哲也，平澤傑
  • Organizer: 日本教育心理学会第61回総会
• [Presentation] 理科学習版グリット尺度の試作 (2019)
  • Author(s): 久坂哲也，平澤傑，佐々木聡也，菊地洋一
  • Organizer: 日本科学教育学会第43回年会
• [Presentation] 理科教育用メタ認知測定尺度の再考：オフラインメソッドの限界と今後に向けて (2018)
  • Author(s): 原田勇希，久坂哲也，草場実，鈴木誠
  • Organizer: 平成30年度日本理科教育学会四国支部大会
• [Presentation] 教育学部生の理科指導に対する不安の分類 (2018)
  • Author(s): 中嶋彩華，久坂哲也
  • Organizer: 日本教育工学会第34回全国大会
• [Presentation] メタ認知的支援を組み込んだ中学校理科授業の実践と評価：協働的問題解決における学業的援助要請の影響に着目して (2018)
  • Author(s): 久坂哲也，平澤傑
  • Organizer: 日本教育心理学会第60回総会
• [Presentation] 理科指導に対する不安尺度の作成 (2018)
  • Author(s): 中嶋彩華，久坂哲也
  • Organizer: 日本理科教育学会第68回全国大会
• [Presentation] 理科の問題解決場面におけるメタ認知に対するオンライン評価の理論的検討 (2018)
  • Author(s): 清野樹恵，久坂哲也
  • Organizer: 日本理科教育学会第68回全国大会
• [Presentation] 科学的探究における促進要因と阻害要因のメタ認知的知識獲得による効果の検討 (2018)
  • Author(s): 平澤傑，久坂哲也
  • Organizer: 日本理科教育学会第68回全国大会
• [Presentation] 理科授業の振り返り場面における学習方略に関する基礎的考察 (2017)
  • Author(s): 清野樹恵・中嶋彩華・久坂哲也
  • Organizer: 平成29年度第3回日本科学教育学会研究会
• [Presentation] 中学生の理科学習に対する学習動機の基礎的考察:学年差と自己効力感・メタ認知方略に与える影響 (2017)
  • Author(s): 久坂哲也・菊地洋一・小室孝典・佐々木聡也・平澤傑・名越利幸
  • Organizer: 日本理科教育学会第56回東北支部大会
• [Presentation] 理科授業場面における振り返り方略尺度の作成 (2017)
  • Author(s): 清野樹恵・中嶋彩華・久坂哲也
  • Organizer: 日本理科教育学会第56回東北支部大会
• [Presentation] 中学校理科における学習動機と科学的探究活動の関連 (2017)
  • Author(s): 久坂哲也・平澤傑
  • Organizer: 日本教育心理学会第59回総会
• [Presentation] メタ認知的知識を教示した協働的な学びの有用性：予想場面の正答率および確信度判断とその正確性 (2017)
  • Author(s): 久坂哲也・平澤傑
  • Organizer: 日本理科教育学会第67回全国大会
• [Presentation] 中学校理科の考察場面におけるメタ認知的知識に関する調査：計量テキスト分析を用いた分類と評価 (2017)
  • Author(s): 平澤傑・久坂哲也
  • Organizer: 日本理科教育学会第67回全国大会
• [Presentation] The Relationship Between Metacognition and Learning Performance: A Meta-Analytic Review. (2017)
  • Author(s): Kazuhiro Ohtani, Tetsuya Hisasaka
  • Organizer: 15th European Congress of Psychology
  • Int'l Joint Research
• [Book] 「主体的・対話的で深い学び」の理論と実践 (2019)
  • Author(s): 遠藤孝夫
  • Total Pages: 280
  • Publisher: 東信堂
  • ISBN: 4798915602
• [Book] 初等教育資料（2019年11月号） (2019)
  • Author(s): 文部科学省
  • Total Pages: 93
  • Publisher: 東洋館出版社