| Project/Area Number |
24K05996
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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 09040:Education on school subjects and primary/secondary education-related
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| Research Institution | Shinshu University |
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Principal Investigator |
藤森 隼一 信州大学, 学術研究院教育学系, 助教 (60982634)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
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) |
2024-04-01 – 2028-03-31
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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 2027: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2026: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2025: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2024: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
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| Keywords | 一人一台端末 / 粒子概念 / 評価 |
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| Outline of Research at the Start |
小中学校において、物質を粒子の集合体として考え、その存在や性質についての学習が進められている。系統的な学習が進められているにもかかわらず、粒子概念を形成できない学習者は多く、概念形成に至るまでの過程やその躓きの要因については不明な点も多い。本研究では、授業記録から学習者の思考の流れを追跡し、粒子概念形成過程の解明と評価システムの構築を行う。具体的には、一人一台端末の画面録画機能を利用し、学習者の文字入力、図の作成などの状況を学習者による修正までをも含めて記録し、分析する。得られた結果から、学習者の粒子概念形成過程を解明し、新たな評価システムを提案する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、「一人一台端末」の学習環境を活用し、端末に備わっている画面録画機能を用いて、中学校における授業中の学習者の思考過程を可視化・分析することを目的とした。具体的には、教材操作の記録および学習者の発話を同時に収集することにより、資料作成などの課題に取り組む際の思考のプロセスを多角的に捉えることを試みた。
中学校の3授業分において、実際の授業場面で生徒の画面録画データを取得した。収集されたデータには、教材操作の時系列記録に加えて、マイクを通じた学習者の自発的な発話が含まれており、これにより資料作成の手順や検討内容、試行錯誤の過程を詳細に追跡することが可能となった。
これらのデータに基づき、思考過程を分析する手法について検討を行った。現在は、録画データから抽出した行動ログと発話内容の関連性を明らかにし、思考の展開パターンを明示するための分析枠組みの整備を進めている。
また、2024年度には、空気中に含まれる水蒸気の量とグラフとの関係を視覚的に捉えることを目的とした教材を開発し、授業実践を行った。中学校第2学年「水蒸気」の単元において、飽和水蒸気量とグラフの読み取り、空気中に存在する水蒸気のイメージについて扱ったところ、中学校第1学年「水溶液」の内容についての理解を深める効果が見られた。
これらの研究成果については、学会にて発表を行い、データ活用の可能性や分析方法に関して有益な意見を得ることができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
中学校の授業内容についてのデータを得ることができた。一方で、一人一台端末の利用があまり進んでいない状況もあり、データ取得に至らなかった学年・単元もあったため、このような評価とした。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、画面録画データを用いた学習者の思考過程の分析をさらに体系化し、教育現場での実用的な活用につなげることを目指す。まず、収集した操作記録と発話の時系列データを精査し、学習者が資料を作成する際の代表的な思考パターンや、つまずきやすい場面の特徴を明らかにする。これにより、教師が授業中や事後に学習者の理解や学びのプロセスを把握しやすくなる支援手法の開発を進める。
また、2024年度に開発・実践した「空気中の水蒸気とグラフの関係性を可視化する教材」については、学習効果や理解の深まりに関する定量的・定性的な評価を行い、その教育的有用性を検証する。得られた知見をもとに、他単元への応用可能性を探るとともに、教材設計の改善を図る。
今後は中学校に加えて、小学校においても同様の授業実践を行い、学年や発達段階に応じた思考過程の特徴を比較・検討する。これにより、小中を通じた一貫した思考力育成の方策を明らかにし、カリキュラム全体への示唆を得ることを目指す。
さらに、学習者の思考過程を可視化する分析枠組みについては、複数の授業・単元にまたがる事例を蓄積し、汎用的なモデルとして整理する。その過程で、AIやログ分析ツールの活用も視野に入れ、客観的かつ効率的なデータ解析手法の導入を検討する。
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