Proof Without Words：新規開発と既存物分析・評価の両輪的研究
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22K03013
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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 | National Institute of Technology, Toyama College |
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Principal Investigator |
笠谷 昌弘 富山高等専門学校, その他部局等, 准教授 (40527884)
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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 |
¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2024: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2023: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2022: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
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| Keywords | 数学教育 / Proof Without Words / 証明の可視化 |
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| Outline of Research at the Start |
Proof Without Wordsとは、数学における証明を可視化することで言葉や数式による説明を最小限にとどめ、「見てわかる証明」を実現する図表のことである。本研究では、Proof Without Wordsに関して、以下の①②を意識した両輪的研究を行う。
目的① 新しいProof Without Wordsの開発・教材化：数式や命題を可視化する新しい手法・図表を考案する。また、新しく教材化する。
目的② 既存のProof Without Wordsの分析・評価：既に公表されているものを可視化のタイプ・メカニズム等によって分析する。また学習者から見た様々な観点から評価を行う。
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| Outline of Annual Research Achievements |
Proof Without Words（PWW）とは、数学における証明を可視化することで言葉や数式による説明を最小限にとどめ、「見てわかる証明」を実現する図表のことである。本研究の目的は、PWWに関して、次に挙げる①②を意識した両輪的研究を行うことである。目的① 新しいPWWの開発・教材化：数式や命題を可視化する新しい手法・図表を考案する。また、新しく教材化する。目的② 既存のPWWの分析・評価：既に公表されているものを可視化のタイプ・メカニズム等によって分析する。また学習者から見た様々な観点から評価を行う。
2022年度の研究実績としては、数学教育学会の例会・年会の予稿集への寄稿および口頭発表を2件行った。
1件は、平方三角数の図形的導出についてである。平方三角数とは、平方数（自然数の2乗）かつ三角数（1からnまでの自然数の和）である数のことである。また、矩形三角数とは、矩形数（連続する2つの自然数の積）かつ三角数である数のことである。これらの数を図形的に表現し、その図形的操作によって、平方三角数と矩形三角数を交互に生成する手続きを発表した（目的①）。この手続きにより、すべての平方三角数が生み出される。本手続きについて、高専生向けの授業実践も行い、学習者から見た評価を行った（目的②）。
もう1件は、自然数の累乗和（1乗和・2乗和・3乗和）公式の図形的導出とその課外授業実践についてである。自然数の累乗和公式は有名であるが、これらを図形的に導出できる教具を作成した（目的①）。また、この教具を用いて実施した近年の課外授業実践について報告した。また、当該授業実践では、学習者（高専生、中学生）から見た評価を行った（目的②）。
なお、上記2件のほか、現時点で未公表であるが、2022年度中に進展した研究がある。
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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
本研究は、Proof Without Words（PWW）について、目的①新しいPWWの開発・教材化と、目的②既存のPWWの分析・評価について、両輪的研究を行うことである。
研究期間の初年度である2022年度は、数学教育学会の例会・年会の予稿集への寄稿および口頭発表を2件行った。その詳細は「研究実績の概要」欄に記載したとおりである。2件いずれも、Proof Without Wordsの典型である教材を開発（目的①）でき、また学習者から見た評価（目的②）を得ることができた。すなわち、両輪的研究がうまく回った好例である。
このことから、本研究は順調に進展していると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
次の3点の推進方策を計画している：
１．現時点で未公表であるが進展中の研究について、次年度以降、公表すべく準備を進める。
２．高大接続についての数学教育研究グループとの議論を活発化させ、Proof Without Wordsの開発アイデアおよび分析・評価手法について、進展を図る。
３．数学教育に関する学会・研究会合に継続的に加入・参加し、研究成果を公表する、あるいは、本研究課題にも活用できる研究手法を吸収する。また、研究者との議論を通じて、本研究課題のさらなる高度化も目指す。
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Report
(1 results)
Research Products
(3 results)
