2019 Fiscal Year Research-status Report
多様性と共通性の視点で生命現象を捉える理科教材の開発と実践
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19K03149
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| Research Institution | University of the Ryukyus |
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Principal Investigator |
杉尾 幸司 琉球大学, 教育学研究科, 教授 (20433089)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
齊藤 由紀子 琉球大学, 教育学部, 准教授 (30626106)
富永 篤 琉球大学, 教育学部, 准教授 (60452968)
福本 晃造 琉球大学, 教育学部, 准教授 (80549816)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 生物多様性 / 理科教材 / 亜熱帯 / 自然環境 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、亜熱帯地域と温帯地域に生息する身近な生物の比較を通して「生物の多様性（地域性）と共通性」を実感できる教材を開発し、授業実践による有効性の検証を行う事を目的に実施している。これまで、亜熱帯地域の身近な自然環境に対応した理科教材の研究開発が、十分に行われてこなかった理由の一つに、教材開発の基礎となる対象生物に関する情報の不足があげられるため、本研究では、対象となる生物の基礎的な生態調査とその結果を活用した教材開発に注力して実施している。
動物を対象とする研究では、両生類を使用した研究が進み、リュウキュウカジカガエルの繁殖期の雌雄を水槽ケージに入れることで、容易に未卵割の受精卵を得ることができる事ができた。また１－２日ほどで、孵化することも確認でき、学校の教材として利用可能であることが明らかになった。その他、カエル類のPCR-RFLPのDNA実験の基礎データとして、ヒメアマガエル、ヌマガエルについて各地の遺伝的変異の調査を行い、高校生物で使用するDNAを扱った実験教材としての活用方法についての研究を進めている。
植物を対象とする研究では、小学校の理科授業で活用するための教材としてサトウキビの節や繊維質の部分について研究を進め、植物の体のつくりを学習する実験教材として検討を重ねている。その他、沖縄でも季節変化に応じて開花→結実→落葉の観察が可能だと思われるモモタマナの定点観測を行っており、気温などの外部要因との関係性についての分析を進め、教材化に向けての基礎データを蓄積している。
開発した教材は、授業協力校において授業で使用し、その成果について検証する予定であるため、教材の質的評価方法を確立するため「一枚ポートフォリオ評価（OPPA）」を使用して、「学習前・後の本質的な問い」「学習履歴」「自己評価」の各項目についての質的検証方法について検討を行っている。
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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
動物を対象とする研究では、リュウキュウカジカガエルの採卵、発生に関する基礎情報や、生物学的に興味深い事象が明らかになり、これらを教材として活かすことができることが分かった。その他、琉球列島のカエルの同種内にも多様な遺伝的変異がみられることが明らかになり、これらはPCR-RFLPでも検出可能であることを確認することができた。植物を対象とする研究では、サトウキビの節や繊維質の部分について分析を進め、植物の体のつくりを学習する実験教材として検討を重ねている。その他、季節変化に対応した教材開発のために樹木の定点観測を実施し、気温などの外部要因との関係性についての分析を進めている。また、教材の質的評価方法を確立するために、高校の探究活動等においても「一枚ポートフォリオ評価（OPPA）」を使用して生徒の認知レベルの変化について検証を進めている。
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| Strategy for Future Research Activity |
動物については、リュウキュウカジカガエルの発生について学術、教育双方に有用な成果となるように、発生段階の詳細についての研究を進める。動物のPCR-RFLPについては両生類だけでなく、身近な動物（牛、豚、鶏）の種同定をPCR-RFLPで行う手法を確立し、教材化を進める。植物については、亜熱帯地域で栽培されているサトウキビと温帯地域のイネ科植物の内部形態や生態的特徴を比較することにより両者の「違いと共通性」について多面的な理解を促す教材の開発を進める。教材の評価については、質的研究手法について検討を進めると共に、探究活動等においても活用可能なより広範囲に使用できる方法等についても検討を進める。
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| Causes of Carryover |
生物を材料とした実験において、DNAの実験手法検討の初期段階でとどまった研究があったために、次年度使用が生じた。また、新型コロナウイルスの影響によって、3月に予定していた学会発表等が中止になり、予定していた旅費の支出ができなくなった。生物実験については、翌年度分として請求した助成金と合わせて新年度により多くのDNA実験を行う。また、学会発表等については、参加可能な状況になり次第、積極的な参加に努める。
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