「関数的な見方・考え方」を取り入れた理科授業が「量の関係」の理解に与える効果
| Project/Area Number |
21K13660
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 09080:Science education-related
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| Research Institution | Joetsu University of Education |
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Principal Investigator |
山田 貴之 上越教育大学, 大学院学校教育研究科, 准教授 (90824277)
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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: ¥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: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
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| Keywords | 関数的な見方・考え方 / 理科と数学の教科等横断的な学習 / 量の関係 / 中学校理科教科書 / 問い / 理数学習の有用性 / 見方・考え方 / 正比例 / 数学と理科 / 教科書の分析 / カリキュラム・マネジメント / 教科等横断的な学習 / 理科 / 数学 |
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| Outline of Research at the Start |
平成24年度全国学力学習状況調査【中学校】では，数学も理科もともに「量の関係」の理解に課題があり，その解決のための指導法の考案が求められている。そこで，数学と理科を教科等横断的な視点で捉える際の要として，「関数的な見方・考え方」に着目した。しかしながら，「関数的な見方・考え方」を取り入れた授業が「量の関係」の理解にどのような影響を及ぼすかについては十分に検討されていない。そこで本研究では，比例関係のある事象を扱う理科授業を各学年１つずつ抽出し，結果の処理と考察の過程において「関数的な見方・考え方」を取り入れた指導法を考案し，それが「量の関係」の理解に与える効果を検証する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、比例関係のある事象を扱う中学校の理科授業を各学年から抽出し（第１学年：密度、フックの法則、第２学年：オームの法則、第３学年：物体の運動）、結果の処理と考察の過程において「関数的な見方・考え方」を取り入れた指導法を考案し、それが「量の関係」の理解に与える効果を検証することを目的とした。
まず，１年目(2021年度)で、中学校第１学年理科の密度の学習において、理科教師が数学の関数の指導事項を導入し、２つの数量の関係に着目させ、その特徴を表やグラフ、式を相互に関連付けて考察させる指導法の効果を明らかにした。また、密度の理科授業後に、比例の数学授業を実施し、関数の指導事項を両教科の教師が繰り返し指導する効果を明らかにした。
次に、２年目(2022年度)で、中学校第１学年理科「フックの法則」において、「関数的な見方・考え方」を働かせ、かつ「理科と数学の教科等横断的な学習の意義」を構成する因子を高める授業方略を組み入れることによる、２量関係について、実験結果の表からグラフを作成して式に表したり、表やグラフ、式を分析・解釈したりする力や、「理科と数学の教科等横断的な学習の意義」に対する意識に及ぼす効果を明らかにした。
上記の成果を踏まえ、３年目(2023年度)は、教科書会社３社（Ｘ社，Ｙ社，Ｚ社）の2020年検定済中学校理科教科書に記載されている全ての「問い」を対象に分析を行い，その特徴を明らかにすることを目的とした。分析の結果から、「どのように＋動詞（how＋動詞）」、「どのような＋名詞（how／what＋名詞）」、「何（what）」といった検証可能な「問い」が全体の83％を占めていることなどを明らかにした。
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Report
(3 results)
Research Products
(28 results)
