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Development of science instruction for harnessing metacognitive ability based on the theory of working memory

Research Project

Project/Area Number 18H01017
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 09040:Education on school subjects and primary/secondary education-related
Research InstitutionKochi University

Principal Investigator

KUSABA Minoru  高知大学, 教育研究部人文社会科学系教育学部門, 教授 (00737851)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 湯澤 正通  広島大学, 人間社会科学研究科(教), 教授 (10253238)
原田 勇希  秋田大学, 教育文化学部, 講師 (40883426)
北川 晃  横浜国立大学, 教育学部, 准教授 (90450684)
道法 浩孝  高知大学, 教育研究部人文社会科学系教育学部門, 教授 (90457408)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥17,810,000 (Direct Cost: ¥13,700,000、Indirect Cost: ¥4,110,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Fiscal Year 2018: ¥10,790,000 (Direct Cost: ¥8,300,000、Indirect Cost: ¥2,490,000)
Keywords理科 / 観察・実験 / メタ認知 / 動機づけ / 学習方略 / ワーキングメモリ理論 / 科学的探究 / 人間関係変数 / メタ認知測定 / 科学的探究活動 / ワーキングメモリ / 課題解決方略 / 科学的思考力 / 理科授業 / 理科の学力
Outline of Final Research Achievements

This study was aimed at developing teaching methods for scientific inquiry, focusing on psychological variables (e.g., motivation) in observations and experimentations. The salient results were as follows: 1) Students with positive emotions in observations and experiments used deep-learning strategies to solve problems. 2)Students using deep-learning strategies were effective in comprehending scientific know-how. On the other hand, they relied on working memory. 3)Self-efficacy, positive emotions, and deepening-based orientation had a synergistic effect on deep-learning strategies.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

現行学習指導要領では、理科の「観察・実験」は科学的探究における中核的な活動として位置づけられており、その学習指導・支援の在り方については、子どもたちの主体的・対話的で深い学びの視点から活発に議論されている。本研究では、観察・実験に対する興味の構造や学習方略との関係性、興味の状況に依拠した介入の在り方、観察・実験を通して育成される資質・能力への影響などについて示すことができた。したがって、本成果は、観察・実験に基づく科学的探究を実現するための理科授業の構築に寄与するものと考えられる。

Report

(5 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (46 results)

All 2022 2021 2020 2019 2018

All Journal Article (13 results) (of which Peer Reviewed: 10 results,  Open Access: 13 results) Presentation (32 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] A Case Study of the Effect of the Scientific Inquiry Process after “Observations and Experiments Implementation” at a Designated Super Science High School on Students’ Interest in Observations and Experiments2022

    • Author(s)
      齋藤惠介, 原田勇希, 草場実
    • Journal Title

      Journal of Research in Science Education

      Volume: 62 Issue: 3 Pages: 655-666

    • DOI

      10.11639/sjst.sp20017

    • ISSN
      1345-2614, 2187-509X
    • Year and Date
      2022-03-31
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      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Is the Effect of Psychological Safety on Observations and Experiments Groups to Promote Critical Discussion Moderated by Motivation?2022

    • Author(s)
      亀山晃和, 原田 勇希, 草場 実
    • Journal Title

      Journal of Science Education in Japan

      Volume: 46 Issue: 1 Pages: 69-80

    • DOI

      10.14935/jssej.46.69

    • ISSN
      0386-4553, 2188-5338
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Current Issues in Measurement of Metacognition in Science Education: With a Focus on Previous Studies Using Psychological Scales2021

    • Author(s)
      畠中俊暉, 原田勇希, 草場実
    • Journal Title

      Journal of Research in Science Education

      Volume: 62 Issue: 1 Pages: 173-185

    • DOI

      10.11639/sjst.sp20019

    • NAID

      130008069580

    • ISSN
      1345-2614, 2187-509X
    • Year and Date
      2021-07-30
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      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] The Effects of Social Status in the Classroom on Psychological Safety and Stress Response in Experimental Groups and Critical Discussion in Science Classes2021

    • Author(s)
      亀山晃和, 原田勇希, 草場実
    • Journal Title

      Journal of Research in Science Education

      Volume: 62 Issue: 1 Pages: 229-245

    • DOI

      10.11639/sjst.20054

    • NAID

      130008069436

    • ISSN
      1345-2614, 2187-509X
    • Year and Date
      2021-07-30
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      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Synergistic Effects of Interest and Self-Efficacy for Learning Strategies in Observations and Experiments: Focusing on Interaction Effects Based on “Expectancy × Value Theory”2021

    • Author(s)
      原田勇希, 草場実
    • Journal Title

      Journal of Research in Science Education

      Volume: 62 Issue: 1 Pages: 309-321

    • DOI

      10.11639/sjst.20068

    • NAID

      130008069447

    • ISSN
      1345-2614, 2187-509X
    • Year and Date
      2021-07-30
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      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] The Effects of Interest in Observations and Experiments on the Level of “Knowledge of Skills for Observations and Experiments”: Analysis of Mediation Effects of Learning Strategies Using Items from the National Assessment of Academic Ability2021

    • Author(s)
      畠中俊暉, 原田勇希, 草場実
    • Journal Title

      Journal of Science Education in Japan

      Volume: 45 Issue: 4 Pages: 393-405

    • DOI

      10.14935/jssej.45.393

    • NAID

      130008139882

    • ISSN
      0386-4553, 2188-5338
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      2021 Annual Research Report
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  • [Journal Article] When Should We Intervene in “Depth of Interest” in Observations and Experiments?: Promoting Positive Emotion in Science Learning2020

    • Author(s)
      齋藤惠介, 原田勇希, 草場実
    • Journal Title

      Journal of Research in Science Education

      Volume: 61 Issue: 1 Pages: 107-117

    • DOI

      10.11639/sjst.19081

    • NAID

      130007882582

    • ISSN
      1345-2614, 2187-509X
    • Year and Date
      2020-07-31
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      2020 Annual Research Report
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  • [Journal Article] Reconsidering Metacognition Measurement Questionnaires for Science Education: Limitations of Off-line Methods and Recommendations2020

    • 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
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      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Developing a Science Utilization Orientation Scale to Evaluate Efforts of Super Science High Schools2020

    • Author(s)
      原田勇希, 草場実, 齋藤惠介
    • Journal Title

      Journal of Science Education in Japan

      Volume: 44 Issue: 4 Pages: 353-366

    • DOI

      10.14935/jssej.44.353

    • NAID

      130007981462

    • ISSN
      0386-4553, 2188-5338
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      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 教員養成課程の学生が科学系博物館に感じた教育実践への可能性の分析-高知県の学校における理科教育への活用を見据えて-2020

    • Author(s)
      宮﨑亮介,赤松直,原田勇希,草場実
    • Journal Title

      高知大学教育学部研究報告

      Volume: 80 Pages: 123-127

    • NAID

      120006843232

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      2019 Annual Research Report
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  • [Journal Article] 共起ネットワークを用いた高等学校学習指導要領解説理科編の可視化2020

    • Author(s)
      宮﨑亮介,原田勇希,草場実
    • Journal Title

      高知大学教育学部研究報告

      Volume: 80 Pages: 135-141

    • NAID

      120006843234

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      2019 Annual Research Report
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  • [Journal Article] The Relationship Between Interest and Learning Strategies Pertaining to Observations and Experiments Based on the Results of Factor Analysis2019

    • Author(s)
      原田勇希, 中尾友紀, 鈴木達也, 草場実
    • Journal Title

      Journal of Research in Science Education

      Volume: 60 Issue: 2 Pages: 409-424

    • DOI

      10.11639/sjst.19019

    • NAID

      130007769955

    • ISSN
      1345-2614, 2187-509X
    • Year and Date
      2019-11-29
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      2019 Annual Research Report
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  • [Journal Article] テキストマイニングによる現行及び次期学習指導要領の比較-共起ネットワークを用いた中学校学習指導要領解説理科編の可視化-2019

    • Author(s)
      宮﨑亮介・原田勇希・草場実
    • Journal Title

      高知大学教育学部研究報告

      Volume: 79 Pages: 71-79

    • NAID

      40021832569

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      2018 Annual Research Report
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  • [Presentation] The Effect of a Science and Technology Human Resource Development Program on High School Students’ Motivation in Science Learning2021

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      Saito Keisuke, Harada Yuki, Chi Eunsup, Kusaba Minoru
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      STEM 2021 Virtual Conference
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  • [Presentation] 理科教育における対話的な学びの教育効果2021

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      亀山晃和, 原田勇希, 畠中俊暉, 草場実
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      日本科学教育学会第45回年会
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  • [Presentation] 観察・実験に対する興味が「技能に関する知識」の習得に及ぼす影響 ―学習方略による媒介効果の検討―2021

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      畠中俊暉, 原田勇希, 亀山晃和, 草場実
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      日本科学教育学会第45回年会
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  • [Presentation] 観察・実験場面の「対話的な学び」への参加行動の個人差および心理的安全性との関連の検討2021

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      亀山晃和, 原田勇希, 齋藤惠介, 草場実
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      日本理科教育学会第71回全国大会
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  • [Presentation] 課題遂行の直後ならば質問紙でメタ認知の働きを評価できるか2020

    • Author(s)
      原田勇希, 草場実
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      日本理科教育学会第70回全国大会
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  • [Presentation] 高校生の観察・実験に対する興味の学校間比較2020

    • Author(s)
      宮﨑亮介, 原田勇希, 齋藤惠介, 亀山晃和, 畠中俊暉, 草場実
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      令和2年度日本理科教育学会四国支部大会
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  • [Presentation] 短期縦断データを用いた観察・実験に対する興味の変容―スーパーサイエンスハイスクール指定校の取組を例に―2020

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      齋藤惠介, 原田勇希, 宮﨑亮介, 亀山晃和, 畠中俊暉, 草場実
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      令和2年度日本理科教育学会四国支部大会
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  • [Presentation] 近年の我が国での理科教育学における学習者間の「対話的な学び」の研究動向と課題2020

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      亀山晃和, 原田勇希, 宮﨑亮介, 齋藤惠介, 畠中俊暉, 草場実
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      令和2年度日本理科教育学会四国支部大会
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      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 理科教育におけるメタ認知測定に関する現状と課題―質問紙尺度を用いた研究に着目して―2020

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      畠中俊暉, 原田勇希, 宮﨑亮介, 齋藤惠介, 亀山晃和, 草場実
    • Organizer
      令和2年度日本理科教育学会四国支部大会
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  • [Presentation] 理科の活用志向性測定尺度の開発-スーパーサイエンスハイスクール指定校の取組の評価を見据えて-2019

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      草場実,原田勇希,齋藤惠介
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      日本教育心理学会第61回総会
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  • [Presentation] 科学的探究活動におけるメタ認知測定の試み-SSH指定校の高校生を対象に-2019

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      草場実,原田勇希
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  • [Presentation] 学級内の社会的地位が理科における観察・実験への積極的な参加に及ぼす影響2019

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      亀山晃和,西尾萌子,宮﨑亮介,原田勇希,草場実
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      日本理科教育学会第69回全国大会
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  • [Presentation] 大分スーパーサイエンスコンソーシアムの取組と成果(Ⅰ)-開始式におけるミニ課題探究を中心として-2019

    • Author(s)
      池恩燮,齋藤惠介,原田勇希,草場実
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      日本理科教育学会第69回全国大会
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  • [Presentation] 大分スーパーサイエンスコンソーシアムの取組と成果(Ⅱ)-観察・実験に対する興味の変容を中心として-2019

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      齋藤惠介,池恩燮,原田勇希,草場実
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      日本理科教育学会第69回全国大会
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    • Author(s)
      宮﨑亮介,原田勇希,草場実
    • Organizer
      日本理科教育学会第69回全国大会発表
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  • [Presentation] 理科学習に対する興味と観察・実験に対する興味の分散共有率の検討2019

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      齋藤惠介,原田勇希,草場実
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      令和元年度日本理科教育学会北海道支部大会
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  • [Presentation] 全国学力・学習状況調査(理科)における学力の次元と問題の特徴の分析-多次元項目反応理論を用いて-2019

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      齋藤惠介,原田勇希,草場実
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      第68回日本理科教育学会中国支部大会
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  • [Presentation] 学級内の社会的地位が理科における観察・実験への積極的な参加に及ぼす影響(Ⅱ)-性差に着目して-2019

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      亀山晃和,原田勇希,草場実
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      令和元年度日本理科教育学会四国支部大会
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  • [Presentation] 小学生のワーキングメモリ容量と科学的推論能力の関係2019

    • Author(s)
      西尾萌子,亀山晃和,原田勇希,草場実
    • Organizer
      令和元年度日本理科教育学会四国支部大会
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  • [Presentation] 理科教育学研究者による「理科に対する動機づけ」の捉え方(Ⅱ)-『理科教育学研究』,『科学教育研究』および『日本教科教育学会誌』をレビューして-2019

    • Author(s)
      宮﨑亮介,齋藤惠介,原田勇希,草場実
    • Organizer
      令和元年度日本理科教育学会四国支部大会
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  • [Presentation] 中学生の観察・実験に対する興味と方略の関係の検討-項目作成を中心として-2018

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      中尾友紀・鈴木達也・難波賢太・草場実
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      日本理科教育学会九州支部大会
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 高校生が行う地域の小中学生への理科教育の実践とその効果-大分県日田市での取組みをとおして-2018

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      池恩燮・有馬美月・草場実
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      日本理科教育学会九州支部大会
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 中学生の観察・実験に対する興味と方略の関係の検討(Ⅱ)-因果モデルの構成-2018

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      中尾友紀・鈴木達也・難波賢太・草場実
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      日本理科教育学会全国大会
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  • [Presentation] ワーキングメモリ理論に基づく理科学習指導に関する研究2018

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      草場実・鈴木達也・湯澤正通
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  • [Presentation] 中学生の観察・実験に対する興味と方略の関係の検討(Ⅲ)-メタ認知の調整効果-2018

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      中尾友紀・鈴木達也・難波賢太・草場実
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      日本教科教育学会全国大会
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  • [Presentation] 科学技術教育コースにおける「科学技術教育総合演習」の授業実践2018

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      日本教科教育学会全国大会
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  • [Presentation] 鈴木達也・宮﨑亮介・亀山晃和・西尾萌子・湯澤正通・草場実2018

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      宮﨑亮介・草場実
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      宮﨑亮介・原田勇希・草場実
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      日本理科教育学会四国支部大会
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      中尾友紀・原田勇希・宮﨑亮介・亀山晃和・西尾萌子・鈴木達也・草場実
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      日本理科教育学会四国支部大会
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  • [Book] 新・教職課程演習 第5巻 教育心理学2021

    • Author(s)
      外山美樹, 湯澤正通, 市川玲子, 入江慶太, 海沼亮, 草場実, 蔵永瞳, 芝﨑美和, 島田英昭, 関口雄一, 髙本真寛, 湯立, 長峯聖人, 荷方邦夫, 福丸奈津子, 藤原健志, 牧亮太, 水口啓吾, 三好一英, 三和秀平, 湯澤美紀, 渡邉大介
    • Total Pages
      206
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Published: 2018-04-23   Modified: 2023-01-30  

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