2018 Fiscal Year Research-status Report
小・中学校の地層学習の科学理論的省察と地層形成実験・授業の開発に関する研究
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17K00973
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| Research Institution | Osaka Kyoiku University |
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Principal Investigator |
廣木 義久 大阪教育大学, 教育学部, 教授 (80273746)
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2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 地層形成実験 / 地層の学習 / 小学校 / 理科 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成29年度の調査研究から，小学校理科で扱われている地層は通常流（川のように流水によって礫・砂・泥が引きづられて移動・運搬されるような流れ）によって形成された礫・砂・泥からなる地層であるが，教科書に掲載されている地層形成実験は通常流ではなく堆積物重力流による地層形成実験もしくは沈降にともなう分級作用による実験であることが確認された．そこで，本年度は，小学校理科での学習にふさわしい通常流による礫・砂・泥からなる地層の形成実験の研究・開発を行った．実験装置の設計と実験方法の計画にあたっては，次のことを考慮した．（１）通常流によって地層が形成されること．（２）流速と砕屑物の侵食・運搬・堆積の関係が観察できること．（３）明瞭な縞模様からなる地層を複数枚形成されること．（４）授業中に簡単にできる実験であること．以上の４つの条件を満たすことができるような実験装置として，本研究ではドーナツ型水槽を用いた．実験装置はドーナツ型水槽と試料の供給装置からなる．ドーナツ型水槽に水を入れ，スプーンでかき回して水流を発生させ，そこに礫・砂・泥のうち粒径の異なる２種類もしくは３種類の試料を投入した．実験は投入する試料を代えた６つの実験を行った．実験Ａ）細礫・極細粒砂・泥，実験Ｂ）細礫・細粒砂，実験Ｃ）細礫・極細粒砂，実験Ｄ）細粒砂・極細粒砂，実験Ｅ）細粒砂・泥，実験Ｆ）極細粒砂・泥．これらの６つの実験の結果を，明瞭な縞模様からなる地層が複数枚形成されたかどうかという観点で評価したところ，実験Ｃ，Ｄ，Ｅの評価が高かった．実験Ｃ，Ｄ，Ｅでは平行で明瞭な６枚の地層が形成されたが，実験Ａ，Ｂでは地層境界が不明瞭な地層が形成され，実験Ｆでは極細粒砂層の基底に火炎構造ができてしまった．したがって，実験Ｃ，Ｄ，Ｅが小学校理科の地層の学習で行う地層形成実験として適しているという結論が得られた．
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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
今年度の研究目的は，小学校理科での学習にふさわしい通常流による礫・砂・泥からなる地層の形成実験を研究・開発することであった．ドーナツ型水槽に水を入れ，スプーンでかき回して水流を発生させる実験を行い，細礫・極細粒砂を投入する実験，細粒砂・極細粒砂を投入する実験，細粒砂・泥を投入する実験で明瞭な縞模様を示す複数枚からなる地層を形成することができ，これらの実験は小学校理科で実施する地層形成実験として適切であると評価された．以上のように，今年度は，ほぼ当初の実施計画通り研究を遂行することができたことから，現在までの進捗状況を「おおむね順調に進展している」とした．
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度は，ほぼ当初の実施計画通り研究を実施することができた．特に，ドーナツ型水槽を用いた実験装置を使用することにより，小学校理科で実施するのにふさわしい地層形成実験ができることが明らかになった．一方，多くの堆積学的な実験は直線型水路を用いてなされるが，直線型水路を用いた実験に関しては，予察的な実験により，小学校理科で形成させたい礫・砂・泥からなる縞模様を示す地層を形成させるのが難しいことが示されたが，本年度は改めて，直線型水路を用いた地層形成実験の可能性について検討する．また，実施計画では，平成31年度は，平成30年度に研究・開発した地層形成実験を組み込んだ地層に関する授業内容と方法を開発することとなっている．そこで，当初の実施計画通り，小学校理科における地層形成実験を組み込んだ地層に関する授業内容と方法を開発するとともに，その授業内容と方法の検証方法についても検討する．
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| Causes of Carryover |
次年度使用額は31,669円であり，本年度の研究実施にあたり，当初の使用計画に概ね沿った使用実績となった．生じた次年度使用額は，次年度の地層形成実験ならびに授業のための材料費等に使用する予定である．
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