Development and Practical Study of Teaching Materials of Science to Cultivate a Concept of Science Directed Towards STEM Education

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 18K02981
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 09080:Science education-related
• Research Institution: Fukuoka University of Education
• Principal Investigator: ITO Katsuji 福岡教育大学, 教育学部, 教授 (10284449)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大内 毅 福岡教育大学, 教育学部, 教授 (40346838) ; 石橋 直 福岡教育大学, 教育学部, 准教授 (80802842) ; 後藤 顕一 東洋大学, 食環境科学部, 教授 (50549368) ; 野内 頼一 国立教育政策研究所, 教育課程研究センター研究開発部, 教育課程調査官 (00741696)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 理科教材 / 3Dプリンター / プログラミング教育 / STEAM教育 / 粒子概念 / 空間概念 / 時間概念 / 見方・考え方

Outline of Final Research Achievements

In this research, we developed teaching materials and learning programs to understand the learning objects of natural phenomena and scientific phenomena with the actual feeling, and put them into practice. As basic research leading to the development of teaching materials, we examined organic synthesis using organocatalysts. We also examined a method for manufacturing an organic molecular model using a full-color 3D printer, and established a series of methods from creation of color 3D data to output. Furthermore, we have developed an interval shooting system using a micro:bit for observing objects that take a long time to move.

Free Research Field

科学教育，教育工学，有機化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究を通して，カラー3D教材（分子模型）を製作する方法の確立と，授業実践を通して有効性を示すことができた。この成果は，今後，中等教育や高等教育における化学系の授業や研究面での活用につながるものと期待される。また，マイクロビットを使った教材開発は，現在，学校教育現場で必要となっているプログラミング教育について，１つの提案ができるものである。これらの成果は，今後の我が国のSTEAM教育の推進に貢献できるものと考えている。