2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of high school physics curriculum fostering problem solving abilities through cognitive science
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15K00975
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| Research Institution | Kyoto University of Education |
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Principal Investigator |
谷口 和成 京都教育大学, 教育学部, 教授 (90319377)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
村田 隆紀 京都教育大学, 名誉教授 (10027675)
笠 潤平 香川大学, 教育学部, 教授 (80452663)
内村 浩 京都工芸繊維大学, アドミッションセンター, 教授 (90379074) [Withdrawn]
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 認知心理学 / 物理教育 / 形式的操作 / 動機づけ / 教員研修 / アクティブ・ラーニング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
中等教育における現在の教育課題である「問題解決能力」を育成する方法として，その基本となる「科学的推論力」に着目し，認知科学に基づくアプローチを用いた物理授業を通して，その育成を目指す物理授業の開発およびそれを実現する教員支援体制の構築を行った。主な成果を以下に示す。
(1)高校生の認知的な発達（科学的推論力）をはかる方法を新規に開発し，それによる調査を行った結果，実施校の生徒の約半数は，物理学習において具体的な支援が必要な段階（具体的操作期）にあることを明らかにした。
(2)英国のCASEプログラムを参考に，認知発達を支援する高校物理カリキュラムの開発，実践を行った。特に，具体的操作期にある生徒への具体的支援の方法として，物理学習に必要な「科学的推論のための考え方（シェマ）」を単元ごとに選別し，具体物を使って積極的に学習内容との「橋渡し」と「メタ認知」を促す展開を検討し，2年間を通じて継続的にはたらきかけた。その結果，約8割の生徒が，抽象的思考が可能な段階（形式的操作期）に移行し，物理概念の理解の向上が確認された。
(3)物理学習に対する動機づけの状況について本実践の事前・事後で調査した結果，「感情的要因」と「社会的環境」との2つの観点が有意に向上していることが明らかになった。これは，学習において悔しさを感じるようになり，周囲と話し合うことの意義を見出していることを意味する。さらに，上記(2)で述べた，物理概念の理解の向上とあわせると，授業においてアクティブ・ラーニングが実現されていることを示唆している。
(4)上記の成果を現職の理科教員を対象とした研修講座において取り上げ，実践的な視点で紹介し，受講者で議論を行い，共通理解を深めた。さらに，各自の授業実践を支援する体制を整えた。
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