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Development of a Learning Support System for Smooth Connection between Elementary and Secondary Schools in Junior High School Science

Research Project

Project/Area Number 19K02681
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 09040:Education on school subjects and primary/secondary education-related
Research InstitutionNara University of Education

Principal Investigator

ISHII Toshiyuki  奈良教育大学, 理科教育講座, 教授 (50636446)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2021: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2020: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2019: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Keywordsつまずき / 知識・技能 / 押さえておくべき / 理解が深まる / 地層 / 火山灰層 / 標高 / 柱状図 / 析出量 / 溶解度 / 温度変化 / 磁界 / 円形導線 / コイル / 教具 / 地形図 / 月の満ち欠け / 地層の重なり / 物質の密度 / 熱運動 / 熱膨張 / 電子レンジ / 推論スキーマ / 比例 / 一定 / 気体の発生 / 学習の転移 / 類似 / 3段階つまずき特定法 / 総合問題 / 中位問題 / 下位問題
Outline of Research at the Start

申請者が開発した「3段階つまずき特定法」を用いて,なぜ理解することができないのかを解明する.まず,「総合問題」「中位問題」「下位問題」のテストでの正誤の型の違いで,グループA~Fの6段階にグループ分けをする.次に,どのような知識・技能が不足しているのかを明らかにするために,隣接するグループ間における「それらの解答に直接必要な1問1答式の知識・技能テスト」での正誤者数と「苦手箇所の意識調査」の人数をもとに,フィッシャーの正確確率検定を用いて5%水準での有意差のある箇所を見出し.「押さえておくべき知識・技能」を特定する.そして,それらの知識・技能を補強する授業の有効性を考案していく.

Outline of Final Research Achievements

In "phases of the moon," there is a stumbling block in "positional relationship between the sun, the moon, and the earth.In "geologic strata," there are difficulties in "how to use volcanic ash layers (key layers)" and "the relationship between columnar maps and elevation.In "Deposition of solute in aqueous solution," there is a stumbling block in "The maximum mass that can be dissolved is proportional to the mass of the solvent.The "size per unit amount" is directly related to the "density of a substance.Even fourth-grade students are able to grasp thermal expansion in terms of the thermal motion of grains by teaching about the mechanism of a Styrofoam sphere and a microwave oven.The water flow model that promotes the study of electricity should be a "circulating water flow model.By having students solve analogous problems in advance, it is easy to create a transition in science learning.Buoyancy force can be better understood by treating objects floating in water quantitatively.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

せっかくの楽しい授業が知識・技能を習得していないために,分からない,つまらない授業になる可能性がある.児童・生徒は,内容を理解できないことに対して,興味・関心を持つはずがない.そのためにも「押さえておくべき知識・技能(つまずきの克服)」と「理科学習の新たな指導法」を報告することで,教育関係者の共通理解が図られ,その部分を意識して重点的に指導に当たることできる.そのことで,児童・生徒は理科に対して興味・関心を持ち続けられ,科学的見方・考え方ができるようになり,結果的に「学業不振の児童・生徒」や「理科嫌いの児童・生徒」が減少していくことが期待できる.

Report

(6 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (22 results)

All 2024 2023 2022 2021 2020 2019

All Journal Article (13 results) (of which Open Access: 11 results,  Peer Reviewed: 11 results) Presentation (9 results)

  • [Journal Article] Analysis of stumbling blocks in “calculating the amount of deposited solutes” in aqueous solution2024

    • Author(s)
      髙橋 純平, 佐藤 雄紀, 石井 俊行
    • Journal Title

      JSSE Research Report

      Volume: 38 Issue: 4 Pages: 13-18

    • DOI

      10.14935/jsser.38.4_13

    • ISSN
      1882-4684
    • Year and Date
      2024-03-16
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Journal Article] Causes of Lower Secondary School Students’ Struggling with “Strata overlap”and Considering Ways of Teaching It2023

    • Author(s)
      石井 俊行、柴田 真弓、髙松 千恵実、荒川 友希、田中 智貴、石井 佑典
    • Journal Title

      JSSE Research Report

      Volume: 37 Issue: 6 Pages: 101-106

    • DOI

      10.14935/jsser.37.6_101

    • ISSN
      1882-4684
    • Year and Date
      2023-06-24
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Open Access
  • [Journal Article] Causes of Lower Secondary School Students’ Struggling with “The Waxing and Waning of the Moon”, and Considering Ways of Teaching It: Promoting Students’ Comprehension2022

    • Author(s)
      石井俊行, 坂本 春貴, 荒川 友希
    • Journal Title

      Journal of Science Education in Japan

      Volume: 46 Issue: 4 Pages: 438-447

    • DOI

      10.14935/jssej.46.438

    • ISSN
      0386-4553, 2188-5338
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Effect of “Amount per Unit Quantity” in Elementary School Mathematics on “Material Density” in Lower Secondary School Science: In Comparison with the Results of the Problem on “Amount per Unit Quantity” in the National Assessment of Academic Ability and Survey on Learning Situations2021

    • Author(s)
      石井 俊行、鶴見 行雄
    • Journal Title

      Journal of Science Education in Japan

      Volume: 45 Issue: 3 Pages: 280-291

    • DOI

      10.14935/jssej.45.280

    • NAID

      130008101538

    • ISSN
      0386-4553, 2188-5338
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 中学生の合成抵抗の学習にゲーム的要素を取り入れることの効果~理解に影響を及ぼす要因を検討して~2021

    • Author(s)
      石井俊行・栁井孝夫・寺山桂史・中村大輝
    • Journal Title

      科学教育研究

      Volume: 45(1) Pages: 1-10

    • NAID

      130008021979

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Effect of Teaching the Mechanism of Nail Clippers in Elementary School "Leverage Theory" Class: In Order to Promote the Students’ Awareness of Usefulness of Science2020

    • Author(s)
      石井俊行・桝本有真・南口有砂
    • Journal Title

      奈良教育大学紀要. 人文・社会科学 = Bulletin of Nara University of Education. Cultural and Social Science

      Volume: 69 Issue: 1 Pages: 125-131

    • DOI

      10.20636/00013383

    • NAID

      120006994671

    • URL

      http://hdl.handle.net/10105/00013383

    • Year and Date
      2020-12-25
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Investigation of Instruction Contents Based on the Junior High School Students' Comprehension and Images of Buoyancy: Comparative Study of the Lessons with Different Instruction Contents2020

    • Author(s)
      石井俊行・田中智貴・吉岡照子
    • Journal Title

      次世代教員養成センター研究紀要

      Volume: 6 Pages: 181-186

    • DOI

      10.20636/00013339

    • NAID

      120006866840

    • URL

      http://hdl.handle.net/10105/00013339

    • Year and Date
      2020-03-31
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      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 小学4年「ものの温度と体積」に粒子モデルを導入することの効果~電子レンジで粒の動きと温度の関係に着目させて~2020

    • Author(s)
      石井俊行・岡本智子・柿沼宏充
    • Journal Title

      科学教育研究

      Volume: 44(3) Pages: 168-179

    • NAID

      130007925226

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 中学生の意識や理解を考慮した電気学習における水流モデルの検討~非循環型と循環型を比較して~2020

    • Author(s)
      石井俊行・荒川友希・伊東明彦
    • Journal Title

      学校教育実践ジャーナル

      Volume: 3 Pages: 3-10

    • NAID

      40022335983

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      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 中学生の意識や理解を考慮した電気学習における水流モデルの検討:非循環型と循環型を比較して2020

    • Author(s)
      石井俊行・荒川友希・伊東明彦
    • Journal Title

      学校教育実践ジャーナル

      Volume: 3 Pages: 3-10

    • NAID

      40022335983

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 浮力の指導内容の違いが中学生の理解や意識に及ぼす影響:アルキメデスの原理の学習の効果2020

    • Author(s)
      石井俊行・田中智貴・吉岡照子
    • Journal Title

      奈良教育大学次世代教員養成センター研究紀要

      Volume: 6 Pages: 181-186

    • NAID

      120006866840

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      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 中学理科における電圧の理解を促進させるための水流モデルの検討:モデルにおける水の循環の有無に着目して2020

    • Author(s)
      石井俊行・内藤拓・伊東明彦
    • Journal Title

      奈良教育大学次世代教員養成センター研究紀要

      Volume: 6 Pages: 205-210

    • NAID

      120006869956

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      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 類推による問題解決能力を活かした 理科学習指導法の検討: グラフ・データ解釈を向上させるために2019

    • Author(s)
      石井俊行・大歳愛海
    • Journal Title

      科学教育研究

      Volume: 43(3) Pages: 244-252

    • NAID

      130007726499

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  • [Presentation] 水溶液での「物質の析出量の算出」におけるつまずきの要因分析2024

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      髙橋 純平, 佐藤 雄紀, 石井 俊行
    • Organizer
      日本科学教育学会北関東大会
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      石井 俊行, 柴田 真弓, 髙松 千恵実, 荒川 友希, 田中 智貴, 石井 佑典
    • Organizer
      日本科学教育学会東海大会(三重大会)
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  • [Presentation] 水溶液における「析出量の算出」には,どのようなつまずきがあるのか?2023

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      髙橋 純平, 佐藤 雄紀,堀本宗弘,板橋保之,石井 俊行
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      日本理科教育学会近畿支部大会
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  • [Presentation] コイルが作る磁界の理解を促進させる教具の開発2022

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      寺山桂史,山本浩大,伊東明彦,石井俊行
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      日本理科教育学会近畿支部大会
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      石井俊行,大塚萌実,岡本智子
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      日本理科教育学会近畿支部大会
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      石井俊行、岡本智子、柿沼宏充
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      日本理科教育学会
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      石井俊行、鶴見行雄
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      日本科学教育学会
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  • [Presentation] 小・中学校理科地層分野の学習に必要な知識・技能とは?2019

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      石井俊行・荒川友希・田中智貴・岡本真弓・石井佑典
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      日本理科教育学会全国大会(静岡大会)
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      石井俊行・塚本颯馬・岡本智子
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      日本理科教育学会関東支部大会(山梨大会)
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      2019 Research-status Report

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Published: 2019-04-18   Modified: 2025-01-30  

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