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Theoretical and Practical Studies on the Development of Critical Thinking Through the Mathematical Modeling Processes

Research Project

Project/Area Number 21K02470
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 InstitutionOkayama University (2022)
Kochi University (2021)

Principal Investigator

服部 裕一郎  岡山大学, 教育学域, 准教授 (50707487)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2023: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords批判的思考力 / 社会的オープンエンドな問題 / 社会批判的モデリング / 社会批判的オープンエンドな問題 / 数学教育 / 批判的数学教育 / 数学的モデル化過程
Outline of Research at the Start

Society5.0の到来が謳われる今日,AIに代替されない資質・能力として批判的思考力の重要性が学校教育で強調されている.本研究は数学教育の文脈で,子どもたちの批判的思考力の育成を目指し,とりわけ,数学授業で子ども達が遂行する「数学的モデル化過程」に着目したい.教材開発の理論的枠組みとしては,「批判的数学教育」の理念に依拠し,以下の研究課題を設定した上で研究を遂行する.
Ⅰ.数学授業で批判的思考力を促進・誘発するための教材の開発と教師の役割の特定
Ⅱ.数学的モデル化過程における批判的思考力の貢献可能性の検証
Ⅲ.数学的モデル化過程を遂行することを軸とした批判的思考力育成のための指導事例集の作成

Outline of Annual Research Achievements

研究2年目である2022年度については主に研究課題のⅠ「数学的モデル化過程を遂行することで子ども達の批判的思考が促進・誘発され得る教材の開発」およびⅢ「数学的モデル化過程を遂行することを軸とした批判的思考力育成のための指導事例集の作成」に取り組んだ。研究成果としては,2件の実践研究を査読付論文としてまとめることができた(中学校第3学年を対象した実践:日本数学教育学会誌 数学教育/高等学校第2学年を対象とした実践:全国数学教育学会誌 数学教育学研究)。
中学校第3学年を対象とした実践「先生にエアコンをお薦めしよう!」は,これまでに開発した授業実践「自動車の購入」・「携帯電話の購入」に引き続き,社会的オープンエンドな問題の問題カテゴリ「選択」に該当する実践の第3弾とも言える。本実践は,数学的意思決定の自由性をより高めた点に特徴があり,他者の提案に目を向け,意識し,共感したり,自己修正を行ったりする批判的思考力を発揮する生徒の様相を特定することができた。高等学校第2学年を対象とした実践「マヨネーズの絞り口を提案しよう!」では,高校数学授業においてロールプレイ形式を採用し,生徒には企画社員という役割を与え,「マヨネーズ会社における商品開発」という文脈を設定した。顧客に対して「より良いサービスを提供する」ため,生徒には新製品のマヨネーズの絞り口(二重構造も可)を提案してもらう。「より良い」の解釈は多様であり,そのサービス提供のため,個人がそれぞれの価値観のもとで高校数学までの既習知識を駆使した意思決定を促す授業展開を設定し,マヨネーズの消費量を増やすために絞り口の面積をできるだけ大きくしようとしたり,デザイン性を高めるために図形の対称性を利用したりするなど,生徒それぞれがさまざまな価値観に基づいて数学モデルを構成する様相を特定することができた。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

上述したように,研究2年目では主に実践的研究の成果を上げることができた。2本の掲載論文はともに学習指導案も付していることから,本科研の研究課題であった指導事例集の作成にも繋がるものである。このことからも本科研の現在までの達成度としては「おおむね順調に進展している」と判断できる。

Strategy for Future Research Activity

今後の課題としては,研究1年目に構築した「社会批判的オープンエンドな問題の枠組み」の更なる精緻化及び,この枠組みの基で,授業実践を行い,生徒の発揮した批判的思考力の様相を詳細に検討することが挙げられる。また,引き続き,批判的思考力の育成に係る教材の開発および実践,そして教師の役割の同定などについて継続的に研究を推進させていきたい。

Report

(2 results)
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (27 results)

All 2023 2022 2021 Other

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 6 results) Presentation (17 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 1 results) Book (2 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] 批判的思考力の育成と評価を志向した高校数学における教材の開発とその実践―社会的オープンエンドな問題「マヨネーズの絞り口を提案しよう」を通して―2023

    • Author(s)
      服部裕一郎・井上優輝・松原和樹・袴田綾斗・久冨洋一郎
    • Journal Title

      全国数学教育学会誌『数学教育学研究』

      Volume: 28(2) Pages: 77-97

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  • [Journal Article] 中学校数学授業における算数・数学の問題発見・解決の過程の具現化―「日常生活の事象の数学化」及び「活用・意味づけ」の過程の強調―2023

    • Author(s)
      圓岡悠・服部裕一郎
    • Journal Title

      日本数学教育学会誌 数学教育

      Volume: 105(3) Pages: 2-14

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  • [Journal Article] 観点別学習状況の総括的評価を機械的計算に依拠することの問題点2022

    • Author(s)
      上ヶ谷友佑・服部裕一郎・石橋一昴
    • Journal Title

      Journal of Science Education in Japan

      Volume: 46 Issue: 2 Pages: 221-223

    • DOI

      10.14935/jssej.46.221

    • ISSN
      0386-4553, 2188-5338
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  • [Journal Article] 数学の誤用を批判的に認識する数学教育の必要性2022

    • Author(s)
      石橋一昴・服部裕一郎・上ヶ谷友佑
    • Journal Title

      Journal of Science Education in Japan

      Volume: 46 Issue: 2 Pages: 224-226

    • DOI

      10.14935/jssej.46.224

    • ISSN
      0386-4553, 2188-5338
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  • [Journal Article] Development of Socio-critically Open-ended Problems for Critical Mathematical Literacy: A Japanese Case2021

    • Author(s)
      Hattori, Y., Fukuda, H. & Baba
    • Journal Title

      Journal of Educational Research in Mathematics

      Volume: 31(3) Issue: 3 Pages: 357-378

    • DOI

      10.29275/jerm.2021.31.3.357

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Japanese use of probabilistic language about diagnosis tests for COVID-19: an analysis of Twitter data2021

    • Author(s)
      Uegatani, Y., Ishibashi, I., & Hattori, Y.
    • Journal Title

      Philosophy of Mathematics Education Journal

      Volume: 37 Pages: 1-37

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 社会批判的モデリングを遂行する算数・数学授業に関する基礎的考察-社会批判的オープンエンドな問題の視座からの教材提案-2022

    • Author(s)
      服部裕一郎
    • Organizer
      数学教育学会2022年度秋季例会予稿集,pp.45-47
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    • Invited
  • [Presentation] Development of mathematical identity in school health bulletins using the socio-critical modeling approach2022

    • Author(s)
      Ishibashi, I.,Uegatani, Y., & Hattori, Y.
    • Organizer
      20th International Conference on the Teaching of Mathematical Modelling and Applications
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Implementing Socio-critical Modeling in Fifth-grade Mathematics Lessons2022

    • Author(s)
      Hattori, Y., Tanaka, Y.
    • Organizer
      20th International Conference on the Teaching of Mathematical Modelling and Applications
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Proposed teaching materials for implementation and development of a curriculum based on the framework of socio-critically open-ended problems2022

    • Author(s)
      Hattori, Y.
    • Organizer
      ASIA PACIFIC CONFERENCE ON CURRICULUM STUDIES AND INSTRUCTIONAL DESIGNING 2022
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 数学的モデリング教材のカテゴリーに関する考察:社会的オープンエン ドな問題の視点から2022

    • Author(s)
      馬場卓也・島田功・服部裕一郎・福田博人
    • Organizer
      全国数学教育学会 第57回研究発表会
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  • [Presentation] 生徒自らが定義を構成し洗練する数学授業の実践的研究―ポリドロンを用いた正多面体の定義活動を事例として―2022

    • Author(s)
      西澤誠,服部裕一郎,袴田綾斗,中野俊幸
    • Organizer
      全国数学教育学会 第57回研究発表会
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  • [Presentation] Toward for Constructing the Didactics of Mathematics Originating from Japan: In a Case of Scientific Research of ‘Grundvorstellungen’ in Modelling2022

    • Author(s)
      MATSUZAKI Akio, MATSUSHIMA Mitsuru, HATTORI Yuichiro
    • Organizer
      10th International Conference of Research on Mathematics and Science Education
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      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 生涯学習においてプログラミング的思考を育むユニバーサル算数数学教材の開発研究―アンプラグド教材による思考過程の視覚化―2021

    • Author(s)
      松原和樹・服部裕一郎
    • Organizer
      日本科学教育学会研究会研究報告.Vol.35, No.6, pp.21-24.
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Aspects of fair-minded critical thinking in mathematics education: Based on the perspective of critical mathematics education2021

    • Author(s)
      Hattori, Y. & Fukuda, H.
    • Organizer
      The 14th International Congress on Mathematical Education Shanghai, July, 2021.
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      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Posing a Quasi-Society in the Problem Context of Socio-Critical Modeling:“Quadratic Voting” as Teaching Materials2021

    • Author(s)
      Hattori, Y., Uegatani, Y., & Ishibashi, I.
    • Organizer
      Proceedings of the Annual Meeting of JSSE, 45.日本科学教育学会 第45回年会. オンライン. (日本科学教育学会第45回年会論文集, pp. 137-140)
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Exploration of socio-critical modeling teaching materials from the perspective of risk communication2021

    • Author(s)
      Ishibashi, I.,Uegatani, Y., & Hattori, Y.
    • Organizer
      Proceedings of the Annual Meeting of JSSE, 45.日本科学教育学会 第45回年会. オンライン. (日本科学教育学会第45回年会論文集, pp. 133-136)
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Intellectual need: A key motivation toward critically understanding the roles of mathematical modeling in society2021

    • Author(s)
      Uegatani, Y., Ishibashi, I., & Hattori, Y.
    • Organizer
      Proceedings of the Annual Meeting of JSSE, 45.日本科学教育学会 第45回年会. オンライン. (日本科学教育学会第45回年会論文集, pp. 129-132)
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Mathematics education for trans-scientific issues: Implementability of a socio-critical modeling approach Rationale for our research project2021

    • Author(s)
      Hattori, Y., Uegatani, Y., & Ishibashi, I.
    • Organizer
      Proceedings of the Annual Meeting of JSSE, 45.日本科学教育学会 第45回年会. オンライン. (日本科学教育学会第45回年会論文集, pp. 127-128)
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 学校数学の内容としての「数学的方法学」2021

    • Author(s)
      上ヶ谷友佑・石橋一昴・服部裕一郎
    • Organizer
      全国数学教育学会第55回研究発表会発表資料,オンライン開催(鳴門教育大学)
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Critical thinking as equitable treatment of multiple perspectives in solving trans-scientific issues: Comparison between socio-critical modeling and word problem solving2021

    • Author(s)
      Uegatani, Y., Ishibashi, I., & Hattori, Y.
    • Organizer
      日本科学教育学会研究会研究報告, 36(2),65-70.
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 批判的思考力の育成と評価を志向した高校数学における社会的オープンエンドな問題の開発とその実践:マヨネーズの絞り口を提案しよう2021

    • Author(s)
      服部裕一郎・井上優輝・松原和樹・袴田綾斗・久冨洋一郎
    • Organizer
      全国数学教育学会 第55回研究発表会 (オンライン開催:鳴門教育大学)
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  • [Presentation] 批判的思考力の育成と評価を志向した中等数学教材の開発とその実践:「60秒チャレンジ」の新ルールを提案しよう2021

    • Author(s)
      服部裕一郎・井上優輝・松原和樹・袴田綾斗・久冨洋一郎
    • Organizer
      全国数学教育学会 第55回研究発表会 (オンライン開催:鳴門教育大学)
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      2021 Research-status Report
  • [Book] グローカルな社会・時代における算数数学教育2022

    • Author(s)
      馬場卓也、内田豊海、中和渚、福田博人、服部裕一郎
    • Total Pages
      198
    • Publisher
      学術研究出版
    • ISBN
      4910733655
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  • [Book] 「「数学的活動の楽しさ」とは結局どういうことか?」,『教育科学 数学教育』,2021年7月号,No.765,pp.52-55を執筆2021

    • Author(s)
      服部裕一郎
    • Total Pages
      112
    • Publisher
      明治図書
    • Related Report
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  • [Remarks] 服部裕一郎研究室

    • URL

      https://hattori-lab.com/

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  • [Remarks] 研究室HP

    • URL

      https://hattori-lab.com/

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URL: 

Published: 2021-04-28   Modified: 2023-12-25  

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