2021 Fiscal Year Research-status Report
オープンデータを利活用したデータサイエンス教育のコンテンツ開発
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18K02608
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| Research Institution | Ibaraki University |
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Principal Investigator |
小口 祐一 茨城大学, 教育学部, 教授 (70405877)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤井 良宜 宮崎大学, 教育学部, 教授 (10218985)
青山 和裕 愛知教育大学, 教育学部, 准教授 (10400657)
松村 初 茨城大学, 教育学部, 准教授 (60700557)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 統計教育 / データサイエンス / コンテンツ開発 / オープンデータ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は「オープンデータを利活用したデータサイエンス教育のコンテンツ開発を推進し，実験授業を通して生徒の活動や反応を分析して，その効果を検証すること」である。
令和３年度は，オープンデータを利活用したデータサイエンス教育のコンテンツ開発の基準を確認し，各コンテンツを用いた探究方法を改善した。コンテンツ開発の基本的な基準は，コンテンツを「統計的探究プロセス（PPDACサイクル）」の5段階と対応させることとした。Problemの段階において，「現実世界の題材」と「統計的知識」の観点でコンテンツを分類し，統計領域の内容を網羅するように整理した。Planの段階において，推測統計のコンテンツでは，「シミュレーションに基づく推測」を行う実験計画を立てるようにした。一方，記述統計のコンテンツでは，「データに基づく問題解決」を行う調査計画を立てるようにした。Dataの段階において，推測統計のコンテンツでは，さいころ投げなどのコンピュータシミュレーションによりデータ収集を行うようにした。一方，記述統計のコンテンツは，利活用するオープンデータの出典を明確に示すようにした。Analysisの段階において，結論を導く目的の指標KGI（キー・ゴール・インディケーター）と，影響を及ぼす要因の指標KPI（キー・パフォーマンス・インディケーター）を作るようにした。Conclusionの段階において，KGIの値に対するKPIの影響を示して，確率的な結論を導けるようにした。コンテンツ開発のモデルとして「人口減少の題材」を扱った。KGIは「自然増減率」（＝出生数÷死亡数），判定基準は「基準値１との大小比較」とした。このモデルを参考に，「みかんの重さの母平均の推定」，「人口の社会増減率」，「マグロの支出額」，「ウオーキングと睡眠時間」，「65 歳以上人口の比率」という5個のコンテンツを開発した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
令和３年度の目的は「開発されたコンテンツの効果を検証すること」であった。
まず，開発されたコンテンツとその効果を測定するための評価について，実験授業を担当する研究協力者を含めた研究組織全体で共有した。その後，これまでの研究成果を基盤として，研究協力校で，開発されたデータサイエンス教育のコンテンツによる実験授業を実施し，その効果を検証する予定であった。しかし，全国的に感染症拡大防止の対応が必要となり，令和３年度には，研究協力者の学校で実験授業を行うことができなかった。これまでの研究成果は，オープンデータを利活用したコンテンツとその一覧表として，論文にまとめて公開を進めた。
次に，シミュレーションに基づく推測に関する国際的な研究動向を調査して，データサイエンス教育のコンテンツ及び授業について，国際比較を行う予定であった。諸外国では，シミュレーションに基づく推測に関する研究が進んでいる。オランダの中学校訪問を中心に，海外への渡航調査を実施するために，オランダのフロイデンタール研究所とともに，調査方法の打ち合わせと渡航日程の調整を行った。しかし，新型コロナウィルス感染症が世界規模で拡大したため，渡航が延期となった。
このような状況のため，やや研究計画より遅れている。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和４年度の目的は，令和３年度の目的を継続し，「開発されたコンテンツの効果を検証すること」である。
まず，認知的側面の評価問題の追加と改訂，及び情意的側面の調査票の改訂を行う。統計検定３級・４級の問題を発展的に拡張して，統計的探究プロセスの遂行能力を問えるように認知的側面の評価問題を改訂する。また，SATS（統計に対する態度）の調査票を様々な学年段階における妥当性，信頼性の保証を目指して，記述や表現方法を改訂する。そして，追加されたコンテンツをデータサイエンス教育のコンテンツ一覧表に対応させる。
データサイエンス教育の目的，内容，方法，評価を含めたカリキュラムについて，研究協力者を含めた研究組織全体で協議し，理解を深める。これまでの研究成果を基盤として，研究協力校で，開発されたデータサイエンス教育のコンテンツによる実験授業を実施し，その効果を検証する。研究の成果は，オープンデータを利活用したコンテンツに，実験授業の分析結果を含めて公開する。
また，シミュレーションに基づく推測に関する研究を調査して，データサイエンス教育のコンテンツ及び授業について，国際比較を行う。オランダのフロイデンタール研究所の協力を得て，オランダの中学校訪問を中心に，海外への渡航調査を実施する。
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| Causes of Carryover |
諸外国では，シミュレーションに基づく推測に関する国際的な研究が進んでいる。そこで，オランダのフロイデンタール研究所とオランダの中学校訪問を中心に，海外への渡航調査を実施する予定であったが，新型コロナウィルス感染症が世界規模で拡大したため，渡航延期になった。また，中学生および高校生を対象にした実験授業を行い，発問系列を含めた指導計画を作成して，実験授業の分析を行う予定であったが，新型コロナウィルス感染症拡大防止のため，実験授業が延期になった。
このような状況のため，次年度使用額が生じた。
令和４年度において，まず，延期されているオランダへの渡航調査を行うとともに，国際数学教育学会（ICME）等での研究成果の発表を予定している。次に，データサイエンス教育のコンテンツ，評価方法，指導計画等について整理し，研究成果を報告書として公開する。この報告書の印刷費用として使用する計画である。これらのように，渡航調査及び研究成果の発表に関する費用として，本年度中に使用する計画である。
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Research Products
(6 results)
