2015 Fiscal Year Annual Research Report
理科教育における自然のモデル化・数学化能力育成の基礎的研究
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15H03506
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| Research Institution | Kagoshima University |
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Principal Investigator |
内ノ倉 真吾 鹿児島大学, 法文教育学域教育学系, 准教授 (70512531)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
土田 理 鹿児島大学, 法文教育学域教育学系, 教授 (10217325)
稲田 結美 上越教育大学, 大学院学校教育研究科, 講師 (30585633)
板橋 夏樹 宮城学院女子大学, 学芸学部, 准教授 (90733212)
伊藤 伸也 金沢大学, 学校教育系, 准教授 (10570434)
高橋 聡 椙山女学園大学, 教育学部, 講師 (20613665)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 理科教育 / モデル化 / 数学化 / 資質・能力 / モデリング能力 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、モデルの理論的な検討、子どもの自然のモデル化・数学化能力の認知的な特性の把握、諸外国の理科／数学カリキュラムの構造分析を踏まえた上で、理科教育における自然のモデル化・数学化能力の育成方法の基本的な枠組みを構築することを目的とする。
①文献調査を通じて、科学論におけるモデルや数学化論、理科教育におけるモデル・アナロジー論、数学教育におけるモデリング論に関して、文献・資料の収集・分析を行い、多様な表象（特に、グラフや物理的なモデル）の活用では、視空間認知能力の向上の重要性に着目されるようになってきている傾向を把握した。②アメリカに着目して、初等・中等学校の科学／数学スタンダード、科学／数学教科書を収集し、その内容構成を分析し、事実的・概念的な知識、手続き的な知識、メタ科学的な知識を統合的に活用する行為能力としてモデリング能力が捉えられていることを明らかにした。また、ドイツの研究協力者および理科・数学教師を訪問し、研究討議を通じて、同国の理科教育では、関数電卓を活用することが一般的となってきており、計算などの処理よりも、自然現象を理解する方法に重点が置かれていることが分かった。③教科間比較調査では、日本の小学校および中学校の理科／算数・数学教科書の調査から、理科と数学で、類似した内容が扱われているものの、学習成果として期待されているものが異なるため（例えば、グラフでの数式など）、双方の教科間の連携にはさらなる検討が必要であることが分かった。
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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
国内外の研究分担者と共同して、①文献調査（科学論におけるモデルや数学化論、理科教育におけるモデル・アナロジー論、数学教育におけるモデリング論の資料調査）、②国際比較調査（アメリカの科学スタンダードの分析、ドイツ訪問調査と研究協力者との研究討議）、③教科間比較調査（小学校・中学校の理科・数学の教科書の比較）を予定通りに実施することができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
事前の研究計画に従って、国内外の研究分担者と共同して、①文献調査（モデリング論、視空間認知・グラフ認知関係資料の調査）、②国際比較調査（アメリカの科学・数学スタンダードと日本の学習指導要領との比較分析、ドイツ研究協力者との研究討議）、③教科間比較調査、④フィールド調査を実施する。特に、④フィールド調査として、小学生・中学生の自然のモデル化・数学化能力の評価方法（モデリング調査問題の作成）の開発・実施へ重点的に取り組む。
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