Project/Area Number |
22K02983
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Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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Allocation Type | Multi-year Fund |
Section | 一般 |
Review Section |
Basic Section 09080:Science education-related
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Research Institution | Shinshu University |
Principal Investigator |
坂口 雅彦 信州大学, 学術研究院教育学系, 准教授 (30221998)
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Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2023: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
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Keywords | 理科教育 / 生物学 / 数学 / 物理学 / 関連性 / 教員養成 / FUMIEテスト / 教科横断 |
Outline of Research at the Start |
将来理科を教える教員養成系の学生自身が,数学,物理学,化学,生物学,地学のいずれかに対する苦手意識を持ち,なかには嫌悪感を示す学生さえいる。義務教育教員養成段階において,その苦手意識を克服させ,将来,児童・生徒に有意義な理科授業を行い得る教員を養成する教育が必要である。自分の得意分野の理解に,苦手分野の知識・手法が役立ち,苦手分野の学びが重要であると気づき,苦手意識を克服する可能性を調べるため,本研究では,「生物学と物理学・数学の関連性を意識させる教材」を開発し,これらの教材が苦手克服や嫌悪感減少への効果を示すか,授業前後でアンケート調査と心理テスト(FUMIEテスト)を行い検証する。
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Outline of Annual Research Achievements |
小中学校で,将来理科の授業を行う教員養成系大学の理科コース所属学生自身が,数学及び物理学・化学・生物学・地学の理科4領域のいずれかに対する苦手意識を持ち,なかには嫌悪感を示す学生さえいる。従って,義務教育教員養成段階において,その苦手意識を克服させ,将来,児童・生徒に有意義な理科授業を行い得る教員を養成する教育が必要である。申請者は理数教員志望大学生に対し,生物学と,物理学・数学との関連性を意識させる教材「メンフクロウの音源定位」を開発し,この教材を使用した授業後,生物学の理解において数学・物理学が必要と回答した学生が増大したことを授業前後のアンケート調査で明らかにした(坂口,2012)。本研究では,心理テスト(FUMIEテスト)で上記教材の有効性(嫌悪感減少)を検証するとともに,その他の「生物学と物理学・数学の関連性を意識させる教材」を開発し,これらの教材が苦手克服や嫌悪感減少への効果を示すかを検証することを目的とし,授業前後でアンケート調査とFUMIEテストを行う。 本年度は,「メンフクロウの音源定位」の教材で授業を行い,授業前と授業後にFUMIEテストを行った。キーワードとして「数学」,「物理」,「生物」の3つを用いた。この有効性検証については生物学と物理学・数学との関連性を意識させない教材での授業前後でのFUMIEテストの結果との比較検討が必要で,これは次年度にゲノム編集等の倫理観を必要とする新技術の授業を教材に行う予定であり,解析結果については次年度まとめて報告する。 また新しい「生物学と,物理学・数学との関連性を意識させる教材開発」を本年度は行った。具体的内容については競争もあり記載を行わないが,今後アンケート調査とFUMIEテストで有効性を検証していく予定である。
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
新型コロナ禍によるリモート授業ではFUMIEテストの実施は難しいところ,感染状況が若干改善され,対面での授業を行うことができ,生物学と,物理学・数学との関連性を意識させる教材「メンフクロウの音源定位」を用いてFUMIEテストを授業前後で行うことができた。しかし,この結果は,生物学と,物理学・数学との関連性を意識させない教材を用いてFUMIEテストを授業前後で行い,結果を比較検討する必要があり,その授業を本年度行うことはできていない。これはまだ新型コロナ禍で完全に対面で実施できた授業が少なかったことに起因する。次年度は対面授業への改善がさらに進み,事態が改善されるものと思われる。 生物学と,物理学・数学との関連性を意識させる新たな教材開発も今年度行った。競争があるので本実施状況報告書では詳細な報告は差し控えるが,酸の化学平衡における数学の利用,神経における電気緊張電位の軸索方向への電気的等価回路での説明,遺伝の孫世代における理論値3:1と実測値間の統計的検証など順調に教材の開発は進んでいる。 教員免許法の改正により理科授業が減り,検証するための授業が少なくなっている。また所属機関におけるカリキュラム改定により,計画したスケジュールでの検証が行えず,新たな計画を立て直す必要がでてきた。このように予期していなかった事態が起こってきたのでこの点を改善するため,ローテーション担当授業を次年度優先的に担当させてもらうように変更し,検証を行う計画へと変更した。
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Strategy for Future Research Activity |
高校での理科の選択制の弊害で,個々の授業受講者のバックグラウンドが多様であり,均一な母集団を想定した解析ができない可能性がある。例えば,ある受講者は高校で生物基礎さえ単位を取得しておらず,代わりに地学基礎の単位を取得しており,生物については「生物」だけでなく「生物学基礎」も受講していない。一方別の受講者は「生物基礎」も「生物」も高校で単位を取得してきている。また数学についても高校で「数学III」の単位を取得した受講生もいる一方で,「数学II,B」までの受講生もおり,「メンフクロウの音源定位教材」では数学IIIの双曲線の定義を使用するため,理解の前提がことなり,均一な母集団とはいえない状況である。従って,全体を均一な母集団と仮定した統計的解析に加え,個々の受講生の個別調査,具体的にはインタビュー調査も行う必要があると考えている。 また教員免許法の改正により,申請者の授業を受講しない理科学生が多数いるので,免許に関係した授業以外の機会,例えばCST(コアサイエンスティーチャー)プログラムを用いた講習等を検証の場として利用できないかと考えている。 また生物学と数学の関連性,生物学と物理学の関連性に留まらず,教科横断として,理科生物学と家庭科栄養学との関連性や,理科生物学と体育学人体の運動と働きとの関連性なども追及していくことも考えている。そのために理科以外の教科の教員と連携した教職大学院の教科横断授業の利用を考えている。
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