モデルの生成を基にした数学的モデリング授業のデザイン構築に関する実証的研究
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21K02528
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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 | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
吉村 昇 熊本大学, 大学院教育学研究科, 准教授 (20781339)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2025: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2023: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2022: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2021: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
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| Keywords | 数学的モデリング / 現実モデル / 数学モデル / 数学的見方・考え方 / 問題解決能力 / 数学的モデル / 教材開発 / 教師教育 / 活用力 / ICT活用 |
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| Outline of Research at the Start |
現実事象から問題を発見し，数学的モデルを生成過程のメカニズムを基にした授業デザインを実証的に構築することにより，授業で数学的モデルの生成を促すことが可能になる。また，未知の問題の解決能力，つまり基礎的・汎用的能力の育成が可能になる。そして，構築した授業デザインによる授業実践によって問題解決能力の育成，基礎的・汎用的能力の育成に対して大きく貢献できると期待できる。つまり，これからの数学の活用能力の育成を実現する学習指導の在り方についての方向性が得られるという点で，大変意義のある研究であるといえる。更に，これらの成果は，教師教育，数学的モデリング授業の普及およびＩＣＴ活用に繋がる点でも意義がある。
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| Outline of Annual Research Achievements |
現実事象から問題を発見し，数学的モデルを生成過程のメカニズムを基にした授業デザインを実証的に構築することにより，授業で数学的モデルの生成を促すことが可能になる。また，未知の問題の解決能力，つまり基礎的・汎用的能力の育成が可能になる。そして，構築した授業デザインによる授業実践によって問題解決能力の育成，基礎的・汎用的能力の育成に対して大きく貢献できると期待できると考える。
現実場面から数学化したモデルを生成することが困難であるとよく指摘されている。そこで，デューイの経験学習のモデルを手がかりに，現実事象から現実モデルを生成するメカニズムの解明とその生成モデルの構築をもとに，逆向き設計論における単元設計で，そのメカニズムや生成モデルの構築を役立てることが可能かを検討した。
研究の成果の一部は，以下の通りである。逆向き設計論のおける知の構造で，「知っておく価値があるもの」「重要な知識とスキル」「永続的理解」と数学的モデルを関連づけようと試みた。その結果，算数・数学の単元設計で「知っておく価値があるもの」「重要な知識とスキル」「永続的理解」の設定を捉えやすくすることが可能となった。また，「原理や一般
化」を行う段階で児童・生徒が「永続的理解」を獲得するために生成したモデルが有効に働いているのでないかという仮説を得ることができた。その仮説を実証していくためには，授業実践を行う中で児童生徒たちの数学的モデルの変化をどのように捉え評価していくのかが課題として明確になった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
前年度に，数学的モデルに着目することで，逆向き設計論に基づく単元開発と授業実践に役立つのではないかという示唆が得られた。そのことを踏まえて，逆向き設計論に基づく授業実践を行った結果，授業改善の視点が浮き彫りになることが少しずつ明らかになってきた。
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| Strategy for Future Research Activity |
授業実践を行う中で児童生徒たちの生成したモデルと数学的モデルの変化をどのように捉え評価していくのかを検討することを計画している。児童生徒たちの問題解決を育成するためには，どのような課題を提供するとよいのかを検証していきたい。
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Report
(3 results)
Research Products
(6 results)
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[Book] 共立出版2023
Author(s)
黒田恭史
Total Pages
258
Publisher
初等算数科教育法
ISBN
9784320114968
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