2018 Fiscal Year Research-status Report
A Study about Educational Method of Design learning with Computational Thinking
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18K02602
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| Research Institution | Minatogawa College |
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Principal Investigator |
山田 哲也 湊川短期大学, その他部局等, 教授 (00727224)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
荻窪 光慈 埼玉大学, 教育学部, 准教授 (00431726)
湯地 敏史 宮崎大学, 教育学部, 准教授 (80418988)
原田 信一 京都教育大学, 教育学部, 教授 (90646647)
岳野 公人 滋賀大学, 教育学部, 教授 (70313632)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 教育方法 / プログラミング的思考 / 設計学習 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ものづくりに関する内容を学ぶには，構想，設計，製作，評価，発表といったデザイン・プロセスが大切である。現在のものづくりに関する教育は，自然科学の理論を学ぶことを目的としたり，ものづくりの楽しさや達成感を持たせるものが多いが，デザイン・プロセスそのものを学ばせようとする教材は少ない。特に構想から設計にいたる過程には計画的なプログラミング的思考が必要であると考えられる。本研究では，初等・中等教育において，ものづくり学習の流れの中で児童・生徒がプログラミング的思考をしながらデザイン（構想・設計）する能力をつける教材を開発すること，および実際の教育実践において，その教育効果を確かめ，具体的な教育方法を示すことを目的としている。
小学校・中学校・高等学校のそれぞれのものづくり活動において，プログラミング的思考の中でものづくりの過程を認識させようとしている視点，及び小中高の連続性がなかった教材を，科学や数学と技術を結び付けるSTEM教育の視点から小学生向き・中学生向き・高 校生向きに開発，使用することを目指す中で，現段階の進捗として，国内外の学校教育におけるものづくり教育システムの資料収集。特にアメリカのSTEM教育，イギリスの教科「デザイン・アンド・テクノロジー」について文献による調査を行った。また，具体的な教育方法や教育内容として，双方向性のあるコンテンツのプログラミングに関する指導過程の検討やSTEM教育の視点での教授方略に関する成果を示した。また，小中高のそれぞれの発達段階でのプログラミング的思考を意識した教材として，力学的教材，IoT関連教材，プログラミング教材の検討などを行った。これらの研究成果は国内外の論文や学会において発表した。
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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
これまで小中高の連続性がなかった教材を，科学や数学と技術を結び付けるSTEM教育の視点から小学生向き・中学生向き・高校生向きに開発，使用することとし，STEM教育に関する海外の動向の基礎的調査を行った。また，力学的教材，IoT関連教材，プログラミング教材の検討などプログラミング的思考と結びつけた内容の授業実践は小学校，中学校及び高等学校で行い，分析を順調に進めるとともにそれぞれの実践に系統性を持たせる計画が進行している。教材によっては，結果に関係するパラメータを多く変更しながら，科学的な見方や技術リテラシーの育成を目指すものとして，授業実践を行った。実践パラメータを変更する探求型の教材は，パラメータが，どのような結果に関係しているかを児童・生徒が認識するのに優れる調査結果を出している。
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| Strategy for Future Research Activity |
ものづくりのプロセスを重要視する学習に着目し，主に設計能力を高める教材開発や教育方法開発を各研究者の専門性を活かしながら，進めていく。ものづくりのプロセスは，計画的でなければならず，学習の流れをプロ―チャートで表すことが多かった。プログラミング的思考とフローチャートは，状態遷移図など他のモデル化に対し，児童・生徒が認識しやすいため，学習の流れをモデル化する作業をそれぞれの研究者がメール等で連絡を取り合いながら進め，系統性のある教育課程に結び付けていく方略とする。並行してイギリス等のデザインに関する教材や教育課程の調査も深め，本研究における教育方法や教育内容に活かしていくことにする。
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| Causes of Carryover |
外国のテクノロジーに関する教育やプログラミング的思考に関する教育の教育内容や教育課程の調査を予定していたが，国内における教材開発や授業実践を優先させたため次年度使用額が生じた。外国における調査を次年度以降とし，旅費等に使用する計画である。
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