Exploration of the developmental process of scientific modeling ability from the viewpoint of multi-modality

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H01680
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 09040:Education on school subjects and primary/secondary education-related
• Research Institution: Kagoshima University
• Principal Investigator: Uchinokura Shingo 鹿児島大学, 法文教育学域教育学系, 准教授 (70512531)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 伊藤 伸也 金沢大学, 学校教育系, 准教授 (10570434) ; 稲田 結美 日本体育大学, 児童スポーツ教育学部, 教授 (30585633) ; 板橋 夏樹 宮城学院女子大学, 教育学部, 准教授 (90733212) ; 高橋 聡 椙山女学園大学, 教育学部, 准教授 (20613665)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: モデリング能力 / 表象 / STEM教育

Outline of Final Research Achievements

In this research project a developmental process of childrens' modelling competence was explored, based on the theoretical framework of model and modelling theory in science education, and referring to studies on multimodality and representational competence and visuospatial thinking skills. As a result, it was suggested that scientific modelling competence is emphasized in STEM (Science, Technology, Engineering, Mathematics) education, which is an innovation-oriented international science and engineering education reform and was strongly related to representational competence. In addition, the implications of science curriculum improvements from this project were identified.

Free Research Field

理科教育学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

諸外国の理科・数学カリキュラムや教科書におけるモデリングの位置付けや子どもの科学的モデリング能力の発達状況や学習状況の一端が明らかとなった。これらは、科学的モデリング能力を育成するのに資する授業開発・改善の視点を与えるものとなりうる成果である。その一方で、科学的モデリング能力に関連が深い表象能力の促進方策などの解明を進めて行く必要性が示唆された。特に，表象能力については，言語的な表現のみならず，図的な表現や数学的な表現について，体系的な指導を検討していくことが今後の課題である。