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Construction of Instructional Design for Individual Action of Children and Students Using Microscale Experiments Method

Research Project

Project/Area Number 20K03227
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 09080:Science education-related
Research InstitutionKyoto University of Education

Principal Investigator

Shibahara Hiroyasu  京都教育大学, 名誉教授 (60144408)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Fiscal Year 2022: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Keywordsマイクロスケール実験 / 科学教育 / 教材開発 / 探究活動 / 理科教育 / 環境教育 / プログラミング学習 / 小学校理科 / 中学校理科 / 高校化学 / 探究学習 / 授業デザイン / 主体的学習 / 個別実験
Outline of Research at the Start

マイクロスケール実験の特徴である個別実験により、児童・生徒の授業への主体的な参加を促す活動を実現する教材開発と、探究的な授業デザインの構築を目的とする。小・中・高校の理科実験における、個別実験と実験時間の短縮による学習効果に注目して、実験テーマに関する素朴な疑問点を、実験による解決を前提に、探究過程として含めた授業デザインの構築を目指す。 まとめると
1)個別実験により、新学習指導要領に対応した児童・生徒参加型の主体的な実験を取り入れ、探究的な授業デザインの構築及び現場への提案を図る。
2)提案する授業デザインの実践的検証を行う。研究成果の社会的発信をとおして、マイクロスケール実験の普及を図る。

Outline of Final Research Achievements

In the 2020-2022 academic year, we will develop or improve teaching materials for science in elementary, junior high, and high schools.At the same time, we will review existing science experiments and consider micro-scaling with the aim of individual experiments. In particular, keeping in mind the dissemination to school sites, we actively developed equipment that is as inexpensive and safe as possible. Due to the impact of COVID-19, we were not able to fully achieve our initial goals in class practice at schools. introduced the experiment. During the research period, 8 educational material experiments were developed, including 1 book (published on May 25, 2023), 10 conference presentations (including 1 international conference), and 3 papers and commentary publications.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

マイクロスケール実験は、すでに学習指導要領解説において「廃液量の削減」に有効な実験として推奨されたが、学校現場への普及は十分でなかった。普及にいたらない問題点を洗い出し、教材開発においては、より安価で安全な材料を用いた。また学校現場や実験教室での実践活動、ワークシートや実験動画の公開、さらに詳しい実験方法等を記載した単行本の刊行に向けて取り組んだ。マイクロスケール実験とICT活用にも注目、さらにSDGcの考えも取り入れ、学校現場への普及に取り組んだ。以上より、新しい教材実験の開発、理科授業の改善、児童・生徒らの探究的活動の支援等の観点から、学術的意義及び社会的意義のある研究成果となった。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2023 2022 2021 2020

All Journal Article (3 results) (of which Open Access: 3 results) Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] micro:bitによる備長炭電池の性能測定実験の教材化ーマイクロスケール実験とプログラミング教育の連 携を目指してー2023

    • Author(s)
      芝原寛泰・佐藤美子
    • Journal Title

      フォーラム理科教育

      Volume: 24 Pages: 1-7

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Open Access
  • [Journal Article] 小型温度センサーと micro:bit による温度測定の教材実験-マイクロスケール実験とプログラミング教育の連携を目指して-2022

    • Author(s)
      芝原 寛泰,佐藤 美子
    • Journal Title

      フォーラム理科教育

      Volume: 23 Pages: 11-16

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Open Access
  • [Journal Article] 「ひらめき☆ときめきサイエンス」の実施を通した研究成果の社会的還元事業の活用について2021

    • Author(s)
      芝原寛泰
    • Journal Title

      フォーラム理科教育

      Volume: 22 Pages: 66-71

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Open Access
  • [Presentation] マグネシウム金属を活用した金属のイオンのなりやすさを実感するマイクロスケール実験2022

    • Author(s)
      佐藤美子,芝原寛泰
    • Organizer
      日本理科教育学会近畿支部大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] マイクロスケール実験のプログラミング教育への応用(V) -空気Mg 電池による酸素の変化量の測定-2022

    • Author(s)
      芝原寛泰,佐藤美子
    • Organizer
      日本理科教育学会全国大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] マイクロスケール実験の普及に向けての実践的活用例 -新しい教材開発から実践活動まで-(課題研究発表会 趣旨説明)2022

    • Author(s)
      芝原寛泰
    • Organizer
      日本理科教育学会全国大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Construction of Exploratory Lesson Design and Teaching Materials Development of Daniell cell by Microscale Experiment2021

    • Author(s)
      Y. Satoh and H. Shibahara
    • Organizer
      The Royal Society of Chemistry Secondary and Further Interest Group
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] マイクロスケール実験の普及に向けての様々な取組みー新しい教材開発から実践活動までー(課題研究発表会 趣旨説明)2021

    • Author(s)
      芝原寛泰
    • Organizer
      日本理科教育学会全国大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] マイクロスケール実験とプログラミング教育への応用(Ⅲ)―micro:bitによる温度と電気伝導性の連続測定―2021

    • Author(s)
      芝原寛泰, 佐藤美子
    • Organizer
      日本理科教育学会全国大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 身近な材料とミニ試験管を活用したマイクロスケール実験による気体発生実験2021

    • Author(s)
      佐藤美子,芝原寛泰
    • Organizer
      日本理科教育学会全国大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] マイクロスケール実験の他分野・他教科への実践的応用 -個別実験と探究活動の特徴を生かして-(趣旨説明)2020

    • Author(s)
      芝原寛泰
    • Organizer
      日本理科教育学会全国大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] マイクロスケール実験のプログラミング教育への応用- micro:bitとmicrocodeを用いた導通テスト実験の教材化-2020

    • Author(s)
      佐藤美子、芝原寛泰
    • Organizer
      日本理科教育学会全国大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] ミニ試験管によるマイクロスケール実験の気体の発生と性質  -個別実験による探究活動を目指して-2020

    • Author(s)
      芝原寛泰,佐藤美子
    • Organizer
      日本理科教育学会全国大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] マイクロスケール実験のプログラミング教育への応用(II) micro:bitによる電解質水溶液の電気伝導度の記録2020

    • Author(s)
      佐藤美子、芝原寛泰
    • Organizer
      日本理科教育学会近畿支部大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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