概念形成過程の実践的研究と一体化した物理概念調査紙群の開発
| Project/Area Number |
19H01731
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 09080:Science education-related
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| Research Institution | Tokyo Gakugei University |
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Principal Investigator |
新田 英雄 東京学芸大学, 教育学部, 名誉教授 (50198529)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
安田 淳一郎 山形大学, 学士課程基盤教育院, 准教授 (00402446)
右近 修治 東京学芸大学, 教育学部, 研究員 (60735629)
植松 晴子 (小松晴子) 東京学芸大学, 教育学部, 教授 (70225572)
石本 美智 高知工科大学, 共通教育教室, 客員教授 (40299368)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥16,900,000 (Direct Cost: ¥13,000,000、Indirect Cost: ¥3,900,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2019: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
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| Keywords | 物理教育 / 概念調査紙 / 素朴概念 / 授業評価 / Raschモデル / 物理概念 / 授業効果の定量的評価 / 学習姿勢・態度 / 現代テスト理論 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究は，高校・大学初年次における物理学習者の概念形成過程を授業実践に基づいて研究し，それと一体化した形で，日本の教育課程に合致した概念調査紙群を開発することを目的とする。
具体的には，複数の高校・大学での授業実践の中で概念形成過程を調査し，多数の生徒・学生が共有する素朴概念を高校物理の単元に沿って分類する。
次に，調査で明らかになった学習者の素朴概念や概念形成過程をベースに新たな概念調査紙の設問項目を作成し，実践でのフィードバックを取り入れながら調査紙の精度を高めていく。
また，現代テスト理論を用いて，学習者の概念理解度および設問項目難易度の指標を確立する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
【研究実績の概要】
本研究は，高等学校および大学初年次相当における物理学習者の概念形成過程を，物理教育研究の成果を取り入れた授業を通じて実践的に研究するとともに，実践研究と一体化した方式で，日本の教育課程に適合する新たな概念調査紙群を開発することを目的としている。具体的には，以下の3点を目標としている。①多様な高等学校および大学の研究協力者・研究分担者による授業実践の中で，物理教育研究で確立された手法を用いて概念形成過程を調査し，多くの生徒・学生が共有する素朴概念を高校物理全単元について明らかにして分類すること。②調査で明らかになった学習者の素朴概念及び概念形成過程に基づいて新たな概念調査紙の設問項目を作成し，授業実践でのフィードバックを取り入れながら調査紙の精度を高めていくこと。③作成と分析には現代テスト理論を用い，母集団や設問項目が変化しても同一尺度での比較を可能とする学習者の概念理解度および設問項目難易度の指標を確立し，長期にわたって標準的に利用できる教育資源を構築することにより，物理教育の永続的な改善と発展に貢献することを目指すこと。
本研究により，上記①②のプロセスに基づいて，高等学校「物理基礎」,「物理」の概念調査紙の標準問題を作成した。また，2022年度および2023年度には大規模調査をおこない，延べ100校以上から1万名以上の調査結果を得ることができた。また，調査結果の分析・評価には，③に記したように，古典テスト理論および項目応答図だけでなく，現代テスト理論の一つであるRaschモデルを用いた分析を行い，信頼性・妥当性の高い結果を得た。
研究成果については日本物理教育学会の研究大会および日本物理学会Eにおいて口頭発表を行った。
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(5 results)
Research Products
(38 results)
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[Presentation] Development of Concept Inventories fitting Japanese High School Physics I2021
Author(s)
Hitoshi Katsuda, H. Nitta, H. Uematsu, R. Nishimura, M. Ishimoto, S. Ukon, F. Okiharu, J. Yasuda A. Imai, A. Kariya, A. Shimizu, K. Nagakura, K. Hiramoto, K. Eto, G. Yamamoto and S. Ogata
Organizer
3rd World Conference on Physics Education
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[Presentation] Development of Concept Inventories fitting Japanese High School Physics II2021
Author(s)
R. Nishimura, H. Nitta, H. Uematsu, Hitoshi Katsuda, M. Ishimoto, S. Ukon, F. Okiharu, J. Yasuda A. Imai, A. Kariya, A. Shimizu, K. Nagakura, K. Hiramoto, K. Eto, G. Yamamoto and S. Ogata
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