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2020 Fiscal Year Research-status Report

A Theoretical and Practical Study on Practices to Promote Scientific High-Order Thinking in Schools Using STEM Education

Research Project

Project/Area Number 20K14121
Research InstitutionTokai Gakuen University

Principal Investigator

山岡 武邦  東海学園大学, 教育学部, 准教授 (00844565)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2024-03-31
KeywordsSTEM教育 / 科学的高次思考 / プラクティス / 新たな疑問 / 深い学び / 教師の発問
Outline of Annual Research Achievements

本研究は,国内外における先進的STEM教育実践校の中で実践されている教師の発問の特徴について明らかにするものである。そのために,「教師による効果的で質の高い発問は,どのような教授方略のもとで成立するのか。また,生徒の思考活動にどのような影響を与えるのか。」,「認知的葛藤を生起させ,高次思考を促すような優れた実践の中で活用されている教授方略はどのようなものがあるのか。また,それは類型化できるのか。」,「生徒による質の高い質問を,次の学習につなげる教授方略はどのようなものがあるのか。また,それは類型化できるのか。」という3つの問いと,それに関連する課題の解明を通して,科学的高次思考を促すプラクティスを解明し,その調査結果を踏まえ,日本の教育事情に即したSTEM教育を提案するとともに,指導法への示唆を導出することを研究目的とする。
2020年度は,諸外国における発問に関する理論研究及び,国内研究者へのインタビュー調査,及びアンケート調査を行い,STEM教育実践者による発問の特徴について探究した。その結果,以下の2つの特徴が明らかとなった。日本におけるSTEM教育実践者による発問の特徴は,(1)次の学習につなげるために,生徒主体の活動を基本としながら,適切なタイミングで教師が助言をしていること。(2)実際に実験を行い,プラクティスとコンテンツの両輪をなすイメージで,再度,実験計画のデザインを見直すという試みの繰り返しによるビルドアップ型の実践を行っていること。特に,プラクティスとコンテンツをつなげる発問が重要であると考えていること。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

2020年度は,インタビュー調査をベースにした研究を進めることを想定していたが,コロナ禍の影響を受け,直接訪問によるインタビュー調査が困難な状況にあった。そこで,可能な限り当初の研究計画に近い形で,研究を遂行することを考えた結果,アンケート調査を実施するためのホームページを作成し,教師による質の高い発問とは何かについて探究することにした。ホームページの活用によって,2020年度は研究計画に基づいた研究が順調に進められており,おおむね予定通りに進展していると考えられる。
本研究で得られた知見の一部は,国内の雑誌や,勤務先紀要に掲載されており,本研究に関わる課題や成果は国内外の学会発表において発表されている。

Strategy for Future Research Activity

研究計画に従い,諸外国における発問に関する理論研究及び,国内外研究者へのインタビュー調査,及びアンケート調査を行い,教師による質の高い発問とは何かについて引き続き探究していく。特に,2021年度は,国外研究者へのインタビュー調査,及びアンケート調査を行うことで,分析対象を広げるとともに,分析をより精緻しながら,先進的STEM教育実践校の実践の中で行われている教師の発問の在り方等について詳細に検討を行っていきたい。また,得られた研究成果は,2020年度同様,国内外の学術界や科学技術・社会に向け,積極的に広く発信していく。

Causes of Carryover

次年度使用額が生じた大きな理由は,国内外への学会参加旅費である。コロナ禍の影響を受け,予定していた国内外の学会は,一部中止となったものもあったが,ほぼオンラインでの開催となったため,旅費としての使用額は生じていない。使用計画については,当初の計画どおり,国内外への学会参加旅費,国内外へのインタビュー調査旅費,国際学会発表原稿翻訳費,学会参加費,論文別刷り代,として使用していきたいと考えている。

  • Research Products

    (15 results)

All 2021 2020

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 1 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 1 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Implementation and Evaluation of Interactive Learning through a STEM Investigation Based on Meta-cognitive Support in a Japanese High School2021

    • Author(s)
      Takekuni Yamaoka, Shinichi Okino, Shinji Matsumoto, Tetsuya Yamada
    • Journal Title

      International Conference on Technology Education in the Asia-Pacific Region (ICTE2021),Taipei, Taiwan, Conference Proceedings

      Volume: - Pages: 10-17

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Initial Educational Method for Compu- tational Thinking in “The Period for Integrated Studies”2021

    • Author(s)
      Tetsuya Yamada, Mao Kosaka, Takekuni Yamaoka
    • Journal Title

      International Conference on Technology Education in the Asia-Pacific Region (ICTE2021),Taipei, Taiwan, Conference Proceedings

      Volume: - Pages: 72-77

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 理科授業におけるメタ認知的支援の有効性に関する研究-高等学校物理基礎「作用・反作用の法則」に焦点化して-2020

    • Author(s)
      山岡武邦,沖野信一,松本伸示
    • Journal Title

      日本理科教育学会理科教育学研究

      Volume: 61(2) Pages: 349-359

    • DOI

      10.11639/sjst.19069

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 日本の教育事情に即したSTEM教育による深い学びを実現する研究指導-高校生のための課題研究「永久ゴマ」の実践を事例として-2020

    • Author(s)
      山岡武邦,山田哲也
    • Journal Title

      東海学園大学教育研究紀要

      Volume: 5 Pages: 49-60

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 放射線教育用情報カード教材「DUO×DUO」を活用した高等学校理科授業の実践とその評価2020

    • Author(s)
      山岡武邦,沖野信一,松本伸示
    • Journal Title

      日本エネルギー環境教育研究

      Volume: 14(2) Pages: 3-11

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Implementation and Evaluation of Interactive Learning through a STEM Investigation Based on Metacognitive Support in a Japanese High School2021

    • Author(s)
      Takekuni Yamaoka, Shinichi Okino, Shinji Matsumoto, Tetsuya Yamada
    • Organizer
      International Conference on Technology Education in the Asia-Pacific Region (ICTE2021),Taipei, Taiwan.
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Initial Educational Method for Computational Thinking in “The Period for Integrated2021

    • Author(s)
      Tetsuya Yamada, Mao Kosaka, Takekuni Yamaoka
    • Organizer
      International Conference on Technology Education in the Asia-Pacific Region (ICTE2021),Taipei, Taiwan.
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 発散的思考を活用するための教授方略“Puzzling Picture”の効果に関する研究-高等学校物理授業「物理学が拓く未来」に焦点化して‐2020

    • Author(s)
      山岡武邦,沖野信一,松本伸示
    • Organizer
      日本科学教育学会第 44 回年会
  • [Presentation] 国公立理科系大学生における素朴概念の獲得過程に関する研究2020

    • Author(s)
      山岡武邦,沖野信一,松本伸示
    • Organizer
      日本理科教育学会第70回全国大会
  • [Presentation] 科学的思考習慣を促すSTEM領域の授業に関する調査研究2020

    • Author(s)
      山岡武邦,山田哲也
    • Organizer
      日本産業技術教育学会第63回全国大会
  • [Presentation] 小学校設計学習における児童の構造パラメータ認識2020

    • Author(s)
      山田哲也,山岡武邦
    • Organizer
      日本産業技術教育学会第63回全国大会
  • [Presentation] 3E+Sの実現に向けたエネルギーミックスにおける重み付けを考慮した意思決定ツールに関する研究2020

    • Author(s)
      山岡武邦,山田哲也
    • Organizer
      日本産業技術教育学会近畿支部第37回研究発表会
  • [Presentation] 小学校設計学習における児童の構造パラメータ認識 特別支援教育におけるプログラミングを取り入れた「総合的な学習の時間」の検討2020

    • Author(s)
      山田哲也,小坂真央,山岡武邦
    • Organizer
      日本産業技術教育学会近畿支部第37回研究発表会
  • [Presentation] 高校生の科学コンテストの指導経験から才能教育を考える2020

    • Author(s)
      山岡武邦
    • Organizer
      Gifted Academiaオンラインセミナー
    • Invited
  • [Book] 中部・東海エネルギー教育地域会議2021

    • Author(s)
      エネルギー環境教育のフロンティアVol.1
    • Total Pages
      59
    • Publisher
      株式会社篠原印刷
    • ISBN
      9784901580526

URL: 

Published: 2021-12-27  

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