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Analysis of qualities and abilities necessary for science learning through the practice of cross-curricular programming education

Research Project

Project/Area Number 22K13786
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 09080:Science education-related
Research InstitutionSojo University

Principal Investigator

板橋 克美  崇城大学, 総合教育センター, 助教 (10847403)

Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2024: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Keywordsプログラミング教育 / 教科横断的 / 資質・能力 / 科学的推論力・思考力 / Computational Thinking / 理科 / 概念形成 / 技術科
Outline of Research at the Start

基盤的な資質・能力であるプログラミング的思考力と科学的推論力・思考力との相関について検証する.そのために,中学校理科と技術科が連携した,教科横断的なプログラミング教育のカリキュラムマネジメントと教育実践を行い,両科目でプログラミング的思考力の育成を図る.生徒のプログラミングの様子や量的評価などから,上記の相関関係を検証して理科学習におけるプログラミング教育の理論構築を目指す.

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、プログラミング学習をすることにより、学習者の科学的推論力・思考力は向上するか検証することである。科学的推論力・思考力は、理科学習において必要な資質・能力であるが、我が国の子どもたちはこれらの力に課題があることが報告されている。一方で、我が国のプログラミング教育では、基盤的な資質・能力の一つであるプログラミング的思考力の育成と、教科の内容をより確実に身につけさせることがねらいとされている。本研究では、プログラミング的思考力の育成が科学的推論力・思考力の育成に資するのではないかと考え、中学校理科と技術科が連携した教科横断的なプログラミング教育を実施し、これらの資質・能力の向上度の相関について分析する。
本年度は、理科の「電流とのその利用」の単元において、大学生と中学生を対象としたプログラミング教育の実践研究を行った。現在、プログラミング的思考力と科学的推論力との相関について現在検証中である。また、これらの認知能力に加え、学習者の概念理解度についても調査を行い、プログラミング教育が学習者の電気回路の概念形成に資するかどうかについても検証を行っている。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

本来であれば、技術科と理科が連携した実践研究を行う予定であったが、実践校のカリキュラムから、技術科と連携できず、理科の一つの単元においてのみ、プログラミング教育を実践した結果となった。今後、技術科教員、理科教員との連携を通して、カリキュラムマネジメントを行い、モデルカリキュラムの提示を行いたいと考える。

Strategy for Future Research Activity

本年度の実践研究については、成果が揃い次第学会発表を行い、論文投稿を検討する。また、研究期間の延長も視野に入れながら、実践校への依頼、モデルカリキュラムの作成、このカリキュラムを基にした教科横断的なプログラミング教育の実践研究を行っていく。

Report

(2 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2023 2022

All Journal Article (6 results) (of which Open Access: 6 results) Presentation (6 results)

  • [Journal Article] Effeteness of Programing Education in Science Classroom2023

    • Author(s)
      板橋克美
    • Journal Title

      JSSE Research Report

      Volume: 37 Issue: 5 Pages: 29-34

    • DOI

      10.14935/jsser.37.5_29

    • ISSN
      1882-4684
    • Year and Date
      2023-02-23
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Open Access
  • [Journal Article] 大学生を対象とした気象分野でのプログラミング学習:大学生のプログラミング能力と科学的推論力との相関2023

    • Author(s)
      板橋克美
    • Journal Title

      日本理科教育学会九州支部発表論文集第49号

      Volume: 49 Pages: 51-54

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Open Access
  • [Journal Article] Correlation between Computational Thinking Concepts and Scientific Reasoning Skills2023

    • Author(s)
      板橋 克美
    • Journal Title

      Proceedings of the Annual Meeting of Japan Society for Science Education

      Volume: 47 Issue: 0 Pages: 717-718

    • DOI

      10.14935/jssep.47.0_717

    • ISSN
      0913-4476, 2186-3628, 2433-2925
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Open Access
  • [Journal Article] 中学校電気分野におけるプログラミング教育の構想2023

    • Author(s)
      板橋克美
    • Journal Title

      日本理科教育学会全国大会発表論文集第21号

      Volume: 21 Pages: 417-417

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Open Access
  • [Journal Article] 中学校理科におけるプログラミング教育の構想と試行実践2022

    • Author(s)
      板橋克美
    • Journal Title

      日本理科教育学会全国大会発表論文集第20号

      Volume: 20 Pages: 209-209

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Open Access
  • [Journal Article] Programming Education for "Formation of Cloud" in Junior High School Science ―Through Trial Practice for University Students―2022

    • Author(s)
      板橋克美
    • Journal Title

      Proceedings of the Annual Meeting of Japan Society for Science Education

      Volume: 46 Issue: 0 Pages: 535-536

    • DOI

      10.14935/jssep.46.0_535

    • ISSN
      0913-4476, 2186-3628, 2433-2925
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Open Access
  • [Presentation] 大学生を対象とした気象分野でのプログラミング学習:大学生のプログラミング能力と科学的推論力との相関2023

    • Author(s)
      板橋克美
    • Organizer
      令和4年度日本理科教育学会九州支部大会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 大学生のコンピューテショナルシンキング概念と科学的推論力の相関2023

    • Author(s)
      板橋克美
    • Organizer
      日本科学教育学会第47回年会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 中学校電気分野におけるプログラミング教育の構想2023

    • Author(s)
      板橋克美
    • Organizer
      日本理科教育学会第72回全国大会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 理科授業におけるプログラミング教育の有用性 ―プログラミング教育に関する文献レビューを通して―2023

    • Author(s)
      板橋克美
    • Organizer
      2022年度日本科学教育学会第5回研究会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 中学校理科「雲のでき方」におけるプログラミング教育 -大学生を対象とした試行実践を通して-2022

    • Author(s)
      板橋克美
    • Organizer
      日本科学教育学会第46回年会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 中学校理科におけるプログラミング教育の構想と試行実践2022

    • Author(s)
      板橋克美
    • Organizer
      日本理科教育学会第72回全国大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report

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Published: 2022-04-19   Modified: 2024-12-25  

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