2020 Fiscal Year Annual Research Report
Study on inquiry learning program with problem-solving for development concepts and way of thinking in earth sciences
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18K02965
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| Research Institution | Gifu Shotoku Gakuen University |
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Principal Investigator |
川上 紳一 岐阜聖徳学園大学, 教育学部, 教授 (80183036)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
寺田 光宏 岐阜聖徳学園大学, 教育学部, 教授 (40514641)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 地学教育 / 探究学習 / 溶岩流 / 火山灰 / 年縞 / 偏西風波動 / モデル実験 / シミュレーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、初等中等教育の地学領域の学習において、学習者の主体的な学びを促す実験・観察教材の開発と授業実践による検証を行って、地学分野における探究的な学習の在り方を明らかにするものである。
本研究では、溶岩流や火砕流のモデル実験教材、活断層の活動による地形発達モデル実験、地層の縞模様のでき方を探る地層実験器、偏西風波動モデル実験、脊椎動物の骨格模型教材など、自然現象をモデルでシミュレーションすることで、自然の見方・考え方を育み、獲得した見方を働かせて、地球で起こる現象のしくみを考察できるように工夫した。溶岩流の形態をマグマの性質や火山噴火の規模と関係づけるため、3Dプリンタで製作した火山モデルを用いて実験を行わせることで、マグマの粘り気、火山体の斜面勾配、マグマの流出量、流出率が関係していることを考察させることができた。
今年度は、地層の縞模様のでき方のモデル実験において、水を流すたびに地層ができること、その繰り返しで、地層の縞模様ができること、地層の重なりが1年ごとであることから、地層の枚数から年数へと結びつけることができることを中学生を対象とした授業実践で実証した。また、偏西風波動に関する回転水槽実験では、サーモカメラやサーモインクをもちいることで、異なる性質の大気の動きを視覚的に捉えることができることを明らかにした。火山灰中の鉱物の同定については、電子顕微鏡観察で確認し、開発した探究学習の妥当性を検証すると同時に、中学校での理科授業で、火山灰の学習の在り方について考察した。本研究で開発した探究学習プログラムは、中学生を対象としたアウトリーチ活動を実施し、地学の事物現象に関する興味・関心を高め、知識を組み合わせて総合的に考察するという地学的思考法を体験に学習させることができた。
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