2017 Fiscal Year Research-status Report
デジタルファブリケーションを取り入れた日本型STEM教育システムの開発
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17K01012
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| Research Institution | Miyagi University of Education |
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Principal Investigator |
門田 和雄 宮城教育大学, 教育学部, 准教授 (30756490)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
村松 浩幸 信州大学, 学術研究院教育学系, 教授 (80378281)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | STEM教育 / デジタルファブリケーション / 3Dプリンタ / アクティブ・ラーニング / カリキュラム開発 / 教材開発 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，アメリカを中心とした諸外国で実践が広がりつつあるSTEM 教育の取り組みに，３Ｄプリンタやレーザー加工機等のデジタル工作機械を活用したデジタルファブリケーションを取り入れて，日本の学習指導要領の内容を踏まえた日本型STEM 教育システムの開発を目的とする。
諸外国のSTEM 教育の取り組みについて，発祥の地であるアメリカにおける事例を調査するとともに，台湾や香港，マカオなど，アジアにおけるカリキュラム及び指導法を分析した。台湾については，STEM教育に先導的に取り組んでいる国民小学，国民中学，自造教育示範中心などを訪問して，実地調査を行った。
これらを踏まえて，日本の小学校及び中学校の学習指導要領に照らし合わせたアクティブ・ラーニングを盛り込んだ教科横断型の日本型STEM 教育のカリキュラム・マネジメント及び歯車やねじなどを活用した具体的な教材開発を行った。３Ｄプリンタプリンタやレーザー加工機などを活用したデジタルファブリケーションの導入については，ファブラボにおける実践などを通して，理科と数学だけでなく，特に技術と工学の題材について精選して，「作ることで学ぶ」授業形態を探ることができた。
また，日本型STEM 教育のカリキュラム・マネジメント及び教材開発において，特に小学生や中学生が３Ｄプリンタなどのデジタル工作機械を活用する内容を整理するとともに指導法を検討するとともに，教員向けの講習会を2回実施した。
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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
研究1年次では諸外国のSTEM 教育の取り組みについて分析を行い，アジアですでに先駆的な取り組みを行っている台湾の諸学校を訪問して，日本の学習指導要領において実現可能なカリキュラム・マネジメント及び教材開発を開始できた。３Ｄプリンタなどの機材も導入を進め，2年次以降の本格的な実践研究のための準備するとともに指導法の検討を行った。関連した内容に関する学会発表等も実施でき，おおむね順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
１年次に開発したデジタルファブリケーションを取り入れた日本型STEM 教育のカリキュラムの成果を検証するため，引き続き諸外国の実践調査を実施しつつ，日本の小学生及び中学生向けの実践授業を実施し，その教育評価を行う。具体的には，児童及び生徒が何を知り，何を理解できたのかを整理して，優先すべき知識や技術の基準をまとめる。評価方法としては，試験，クイズ，観察，プレゼンテーションなど，多方面からのアプローチを行う。
また，1年目に実施した教員向けの３Ｄプリンタ講習会の実践を踏まえて，教員がデジタルファブリケーションの意義を理解して，STEM 教育の教材開発を行えるような指導法を考案して，教員向けのワークショップを実施する。
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