2017 Fiscal Year Research-status Report
考える力を養成するための天文を中心とした理科教科単元横断型教員用教材の開発と検証
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16K00959
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| Research Institution | Shiga University |
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Principal Investigator |
大山 政光 滋賀大学, 教育学部, 准教授 (80332716)
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| Project Period (FY) |
2016-10-21 – 2019-03-31
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| Keywords | 理科教育 / 教材開発 / 天文 / スペクトル / 対流 / 理解度 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度に関しては、２つの研究を実施した。
①2016年度に一大学の大学生に対流に関係した小学校・中学校理科の学習内容に関しての調査を行った。この時の調査で一大学の例ではあるが、活用力の前に基本的な内容の理解が乏しいことが分かった。そこで、この傾向が全国的であるかどうかを調べるために、正答率の低かった内容に関して、2017年度に新たに関西、関東の３大学を加え、全国４大学に広げて理解度調査を実施した。調査対象は、３大学が教育学部理系学生、１大学が理学部生である。現在論文作成中のため詳細な結果には触れないが、小学校・中学校で学習する内容の理解度が全国的に低いことが分かった。このことは、活用力をつけるためにも、基本的な内容の理解が必要であることを示している。さらに、学生に質問をした場合の学生の解答の仕方から、その学生の理解を推し量る指標を見つけることができた。
②スペクトルに関して単元を横断する教材を作成した。星の元素特定は、原子が発光する輝線スペクトル（または、吸収スペクトル）によって調べることが出来る。この原子が発光する輝線スペクトルについては高校物理でその原理を学習する。しかしながら、高校で物理を履修した学生でさえ、この原理を理解できていない人が多いことが分かった。これは活用力を養成する前に、基本的な内容の理解そのものが必要であることを示している。この基本的な内容が十分に理解されていないという結果は、2016年度の対流に関する基本的な内容の理解と同じ結果である。そこで、将来教員を目指す学生がイメージできるように、原子モデル等を用いて視覚的に理解できる教材を作成した。次に他単元や身近な例を比較することでスペクトルに関する理解と活用力をつける教材の作成を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当初予定してたスペクトルに関しては、高校で物理を履修している学生でさえ、基本的な理解がなされていないことが分かった。そのため、活用力の前に基本的な理解が必要であることが分かった。そこで、単元横断するためにイメージできる教材を作成した。
2017年度の当初計画では予定していなかった内容であるが、重要な内容のため次のことを行い、成果を得ることが出来た。2016年度の調査は一大学に対し行い、活用力の前に、基礎的な内容の理解そのものができていない可能性が浮かび上がってきた。そのため、2017年度に全国調査（関西、関東の各２大学づつ計４大学）を実施し、この結果は全国的な結果であることをつきとめた。また、学生・生徒にあらたまった試験を実施することなく、面接等での受け答えの回答の仕方によって、理解度を推し量れる指標もみつけることができた。これらの結果は、今後の教育にとって重要な結果であり、当初の研究計画を超えた結果である。
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| Strategy for Future Research Activity |
2018年度は次の３つのことを中心に行う。
①開発教材の検証。②放射線に注目し、単元横断型の教材開発。③これまでの研究結果の成果報告。
①これまでの研究で開発した教材を、教員を目指している大学生や中学生（高校生）に対し実施し、教材内容の検証を行う。これまでの本研究の結果から、基本的な内容の理解が乏しいことが示されていることから、基本的な内容の理解も含めることとする。
②天文分野では太陽の爆発現象である太陽フレアに伴い発生することもある。また、近年、地球の寒冷化の要因の１つに宇宙から届く放射線（宇宙線）があげられ、注目されている。そのため、2018年度はこの放射線に着目し、単元横断型の教材開発を行う。
③これまでの研究結果の成果について、論文を作成し報告する。
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| Causes of Carryover |
2018年度に本研究の成果について、日本理科教育学会全国大会やノルウェーでの国際フォーラムで発表を行う。そのための旅費として使用する。
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