| Project/Area Number |
21K02903
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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 09080:Science education-related
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| Research Institution | Fukuoka University of Education |
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Principal Investigator |
ITO Katsuji 福岡教育大学, 教育学部, 教授 (10284449)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大内 毅 福岡教育大学, 教育学部, 教授 (40346838)
石橋 直 福岡教育大学, 教育学部, 准教授 (80802842)
後藤 顕一 東洋大学, 食環境科学部, 教授 (50549368)
野内 頼一 日本大学, 文理学部, 教授 (00741696)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
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| Keywords | 理科教材 / ３Dプリンター / STEAM教育 / プログラミング教育 / 粒子概念 / 空間概念 / 時間概念 / 見方・考え方 / STEAM / 3Dプリンター / 科学概念 / 粒子領域 / 地球領域 / 三次元教材 / デジタル教材 / STEAM教材 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究は，独自の切り口により動的な科学現象を学習者の学習時間と生活空間の中で捉え，実感を伴った理解につなぐためのSTEAM教材の開発と，その実践・改善，普及まで行うことを目的としている。この目的に向けて，理科教育・技術教育・プログラミング教育を専門分野とする研究者らを中心にSTEAM教材の開発に取り組むのと並行し，教育課程・学習評価・資質能力を専門分野とする研究者を中心に，開発した教材と指導法の評価・至適化を行う。さらに，全員で相互に連携しながら，実際に学校教育現場における理科授業，教員研修，教員養成大学の実験授業で試行実践して，評価・改善と学習者の概念形成や概念統合の分析を行うものである。
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| Outline of Final Research Achievements |
In this study, we developed 3D teaching materials that can be directly accessed by learners, and also developed a learning program using three-dimensional (3D) teaching material linked with time change, and put them into practice. As 3D teaching materials, we have used a 3D printer to create a ball-and-stick model of organic molecules and organic molecular models that allow learners to intuitively understand electron orbitals. Additionally, we have created a terrain model aimed at disaster prevention education. As digital 3D teaching materials, we have developed projection mapping type teaching materials and real-time teaching materials using AR. Furthermore, we developed and put into practice a top-making class that combines scientific and engineering approaches, as well as a class using electrical circuits.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究を通して、新学習指導要領の理科における小学校・中学校・高等学校を通した「見方・考え方」を領域横断的に働かせる学習過程や、STEAM教育の進め方に対して１つの提案ができるものと考えている。また、本研究の成果物は、教科横断的な観点から、技術・家庭科、数学（算数）科、美術（図工）科等の授業にも応用できる。さらに、デザイン（Arts）思考により創出した教材には、ユニバーサルデザインの視点も含まれているため、その波及効果は極めて高いものと考えている。
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