| Project/Area Number |
22K13625
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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 09010:Education-related
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| Research Institution | Shinshu University |
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Principal Investigator |
植原 俊晴 信州大学, 学術研究院教育学系, 助教 (30887279)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2025: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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| Keywords | 概念変化 / マイクロジェネティック法 / KJ法 / 科学的知識 / 概念的理解 / 小中学校理科 / 基本概念 / 知識理解の水準 / 小・中学生 / 理科 |
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| Outline of Research at the Start |
OECDが示すコンピテンシーを育成する要素として，教科の知識の獲得がある。一方，生徒は科学的知識の概念的理解が苦手であり，これの向上が課題である。また，科学的概念の学習には生徒が概念変化を経験する必要があるので，概念変化を促す理科授業が期待されるが，理科授業における概念変化過程は明らかではない。
本研究は，複数学年の理科授業で観察される発話や行為などをマイクロジェネティック法で分析し，概念変化のきっかけやそれに伴う思考の変化に着目して，概念変化過程を横断的に明らかにする。そして，生徒の概念的理解を促す観点から，理科授業を構築する手がかりを与えたり，理科教育政策の課題を検討したりすることを目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
３年目の目標は，①学習者が既存の概念を基に科学的概念を構成する過程を明らかにすること，②個別の事例を分析し，科学的概念の構成過程における一般的な傾向を導き出すことの２点であった。
① 学習者の科学的概念の構成過程
まず，小学３年生を対象に「物の重さ」に関する学習過程を調査し，概念変化の様相を分析した。その結果，学級全体としては重さの加法性や保存性を理解する傾向が見られたが，物の形状が変化すると重さも変わると認識する児童も一定数存在した。このことから，学習活動において観察された事実が児童の概念変化に影響を与えている可能性が示唆された。この知見は，日本教育実践学会第27回研究大会にて報告した。
さらに，中学１年生を対象に「気体の性質」の学習場面において，学習者の概念変化を促進するためにフローチャートを導入した授業を実施した。フローチャートを導入した群と導入しなかった群の知識理解の水準を授業後に比較した結果，両群間に顕著な差は認められなかった。しかしながら，フローチャートを活用することで，実験の見通しを持ちやすくなることが示唆された。したがって，フローチャートの活用による知識理解の水準を高めることや概念変化についてさらなる検討が必要である。本研究の知見は，日本理科教育学会オンライン全国大会2025にて報告した。
② 科学的概念構成の一般化
科学的概念の構成過程を一般化するため，小学３年生の「物の重さ」，および中学２年生の「気象とその変化」に関する学習過程における学習者個々の概念変化を，マイクロジェネティック法を用いて分析した。これらの分析結果を基に，科学的概念が形成される過程の共通性や特異性を明らかにし，より包括的な理解を得ることを目指している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本年度までに，小学校および中学校で授業を実施し，学習者の概念変化を捉えるためのデータ収集は，概ね順調に進んでいる。特に，各学年の学習内容に応じた概念変化の過程を詳細に記録し，分析するために必要なデータを十分に得ることができた。これまでに得られた成果の一部は，理科教育学研究誌にて公表している。
本年度は，収集したデータの分析をさらに進め，その成果を公表することを計画していた。しかしながら，データの分析作業に遅れが生じており，現時点では学会での報告にとどまり，論文としての公表には至っていない。その主な要因として，収集したデータの多様性と，学習者ごとの個別の概念変化を精緻に把握する必要があることが挙げられる。特に，児童・生徒が既存の知識を基に新たな科学的概念を構築していく過程を明らかにするためには，個々の学習の進行状況を慎重に分析する必要がある。
分析の過程では，学習者の概念変化をより詳細に捉えるため，マイクロジェネティック法を用いた検討を行っている。本年度は，小学３年生の「物の重さ」と中学２年生の「気象とその変化」に関する学習過程を対象に，各学習場面での概念変化を追跡している。例えば，小学３年生の学習では，「物の重さ」に関する概念形成がどのように進むのかを観察し，児童がどのように既有概念をもとにしながら科学的理解を深めていくのかを詳細に分析している。一方，中学２年生を対象とした「気象とその変化」の学習過程では，気象現象に関する理解の変化がどのような条件のもとで促されるのかを調査し，学習者が新たな科学的概念を構成する際の思考プロセスを明らかにすることを目指している。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでに収集したデータの分析を加速させ，研究成果を公表することを目指す。各学年での学習内容に応じた概念変化の過程を詳細に記録し，そのデータを精緻に解析することで，科学的概念の構成過程をより明確にする。特に，小学３年生の「物の重さ」や中学２年生の「気象とその変化」に関する学習過程を分析し，学習者の概念変化の傾向を整理する。学会報告に留まらず，研究成果を論文として公表することを目標とする。
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