ベイズ推定を利用した探究の過程を重視する植物検索教材の開発
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19K02695
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 09040:Education on school subjects and primary/secondary education-related
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| Research Institution | Hokkaido University of Education |
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Principal Investigator |
柚木 朋也 北海道教育大学, 教育学部, 特任教授 (00311457)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤枝 秀樹 国立教育政策研究所, 研究企画開発部, 教育課程調査官 (20741705)
並川 寛司 北海道教育大学, 教育学部, 教授 (90192244)
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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 |
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
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: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
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| Keywords | 植物検索 / ベイズ推定 / 探究 / 検索プログラム / APG分類体系 / アブダクション / 教材開発 / 探究の過程 |
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| Outline of Research at the Start |
植物検索は，探究の過程とよく似ており，様々な資質・能力の育成に役立つ。ただし，生徒や教員の植物に関する知識が希薄であるという現状のもとでは，使いやすい植物検索教材の開発が必須である。本研究は，種々の実態調査，新しい分類法（APG分類体系）への対応，適切なデータの選択などの検討を行い，ベイズ推定(観察事実から植物名を確率的な意味で推論する）を利用することにより，優れた植物検索教材の開発を行う研究である。
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| Outline of Annual Research Achievements |
植物検索は，これまで「植物名を知る」という結果のみに重点が置かれてきた傾向がある。しかし，検索の過程は，科学的探究の過程とよく似ており，様々な 資質・能力の育成に役立つことが考えられる。ただし，児童，生徒や教員の植物に関する知識が希薄であるという現状のもとでは，すぐれた使いやすい植物検索 教材の開発が必須である。加えて，新しい分類体系（ミクロなゲノム解析から実証的に構築したAPG分類体系）を基にした図鑑や植物目録などの資料が増加し，APG分類体系と古い分類体系との整合性が課題となっている。それらの課題を解決するために，本研究では，学習者が主体的に使用し，検索の過程を通して様々な資質・能力を育むことができるように，ベイズ推定を利用した植物検索教材を開発することを目的とした。
本研究では，「どのような検索方法を取り入れればよりすぐれた検索教材が開発できるのか」を模索するために，検索の過程を探究の過程に基づいて分析し，検索に必要な課題について整理した。検索においてはアブダクションが重要であり，多くの候補となる植物名の中から候補となる植物名の絞り込みをいかに行うかについてはベイズ推定を用いたプログラムの開発が有効であると考え，着手することとした。ベイズ推定を行うためには，事前確率の設定が必要である。そのため，地域性や時期を考慮した事前確率の調査を行い，事前確率の設定について検討した。また，それまでの調査，設定方法をもとに分類などに関する検討を行うとともに各種データの作成を行った。各種データの作成をもとにした植物の地域性，時期なども考慮した結果を事後確率として表示し，並び替えることを組み込んだプログラムを作成した。
最終年度では，作成した検索プログラムを使用した授業実践を行い，その検討を行うとともや研究成果の一部をまとめた書籍を発行した。
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Report
(5 results)
Research Products
(12 results)
