高校新科目「理数探究」のためのプログラム開発と探究活動の生徒及び教員への効果

• Project/Area Number: 19K03142
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 09080:Science education-related
• Research Institution: Osaka Kyoiku University
• Principal Investigator: 廣谷 博史 大阪教育大学, その他, 副学長 (70218858)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2025-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000); Fiscal Year 2023: ¥260,000 (Direct Cost: ¥200,000、Indirect Cost: ¥60,000); Fiscal Year 2022: ¥260,000 (Direct Cost: ¥200,000、Indirect Cost: ¥60,000); Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2019: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
• Keywords: 理数探究 / 探究活動 / STEAM教育 / 探求活動 / 環境学習 / 水質調査 / バクテリオファージ

Outline of Research at the Start

理科と数学の知識を融合する新たなプログラムを開発，提案し，その効果を生徒，教員の両面から実践を通じて検証する。測定過程がブラックボックス化せず，解析過程でも高等学校数学を効果的に活用できる題材として，身近な水環境中のバクテリオファージの測定による環境評価方法を開発し，教科への理解の深まり，大学など次のステップで学ぶモチベーションを上げる効果の検証を行う。複数教科の内容を含む指導が，生徒への影響にとどまらず，教員に対しても視野を広げ資質能力を向上させる効果があることも検証の対象とする。

Outline of Annual Research Achievements

2019年に調査を行った研究対象の中学と高校で、全校のアンケートを実施した。質問項目は同一である。この中学からはほぼ全員が高校に進学するため、①「3年前の中学生と本年度の中学生の比較」を行うとともに、②「3年前の中学生が高校生になった3年後追跡調査」と位置づけることができる。質問項目は、そのような教科を好むか、難しいと感じるかという点と、探究活動に対しての意識を尋ねることを想定して作成した。
回答を「そう思う」を１、「そう思わない」を４として数値化し、平均値を元にした変化の解析したところ、中学にはグループによる探究活動を楽しむ生徒の入学が増えているということがわかった。これは、中学の入試科目を各教科から総合問題への改革した成果である可能性が示唆された。また、2019年の中学生の集団が、3年後高校生となったときにどのように意識が変化したかを3年前の回答と比較し調べたところ、各教科に対しては、英語と理科が難しいという意識が増加するとともに、正解を知りたい・正解がないと不安という意識が増加していることが明らかとなった。また、高校になって自身を理系と考えるようになる生徒が増加したことがわかった。
因子分析の解析がほぼ完了し、その結果「理科が難しい」、「数学が難しい」、「理数の探究活動が探究活動が難しい」が相関が高いいっぽう、「数学はためになる」、「理科はためになる」、「理数の探究活動はためになる」の相関も高くなった。難しいが、ためになるという意識をもって取り組んでいると考えられる。具体的な興味に関しては、「水や地球環境」、「地域で起こっていること」の負荷が共通し、ミクロな環境とマクロの環境への興味を共通して持っていることがわかった。このことは、中高で変わらず、また2019年の結果とも一致した。
結果は学会で発表するとともに、論文として報告を行った。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

解析の結果を学会で発表し、また学会誌に投稿することができた。

Strategy for Future Research Activity

生徒だけでなく、教員の意識の変容についても明らかにすることができれば、大きな意義を持つ。また、同様の調査を継続し、変化をさらに追跡していくことが必要と感じている。

Research Products

• [Journal Article] 高校生の探究活動に対する意識と環境分野への関心について (2024)
  • Author(s): 広谷博史
  • Journal Title: 環境技術 Volume: 53 Pages: 102-106
• [Presentation] 理数を中心とした探究活動に対する中高生の意識調査 (2023)
  • Author(s): 広谷博史
  • Organizer: 日本陸水学会
• [Presentation] 中高生の理数探究活動への意識に関する追跡調査 (2023)
  • Author(s): 広谷博史
  • Organizer: 大阪教育大学第１１回附属学校園教員と大学教員との研究交流会
• [Presentation] 高等学校新科目「理数探究」設置に向けた，中高生の探究活動への意識調査 (2020)
  • Author(s): 広谷博史
  • Organizer: 第54回日本水環境学会年会