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2009 Fiscal Year Annual Research Report

算数・数学学習時における教師と学習者双方の脳生理学的特徴の解明

Research Project

Project/Area Number 21500915
Research InstitutionBukkyo University

Principal Investigator

黒田 恭史  Bukkyo University, 教育学部, 准教授 (70309079)

Keywords神経科学 / 光計測装置 / 算数・数学教育 / 教授-学習
Research Abstract

本研究は,学習時における学習者と教師の双方について,脳内生体情報の計測・分析をもとにその特徴を明らかにするとともに,生理学的データをもとに学習者の理解を誘発する有効な教育方法のあり方を検証することを目的としている。本年度は,実験課題の開発を主目的とし,教師役(解答把握済み)と学習者役(解答未把握)が相互に交流する過程で,安定的に解法に至る実験課題の構築を目指した。大学生9名を被験者として,3種類の規則性のある数列の実験課題(難度:低・中・高)を交互に提示する方法を用いて実験を行った。その結果,9名とも開始直後は難度の低い課題は容易に解答し,難度の中程度の課題は中程度の時間で解答し,難度の高い課題は未解答となった。その後,ヒント提示などを取り入れた実験課題を繰り返すことで,難度の高い課題についても規則を発見し解答に至るようになった。また,難度が高い課題の規則発見に伴い,難度が中程度の課題の規則の確証が不安定になり,正答率が下がるという「負の学習効果の転移」現象も確認された。
今年度は,ヒントなどにより理解する過程を安定的に検出することが可能な実験課題の開発が主たる目的であったが,実験に際しては行動観察に加え脳活動(ヘモグロビン濃度)計測を行った。計測の結果,難度の低い課題では,ヘモグロビン濃度が全体を通して上昇しないこと,難度の高い課題では,最初,ヘモグロビン濃度が上昇するが,規則性の発見後は急速に下降すること,そして,難度の中程度の課題では,最初から最後まで,中程度の上昇が続くということが明らかになった。このように,理解に至る過程の学習者役側のヘモグロビン濃度変化の特徴を明らかにすることができた。
次年度は,同様の実験課題を用いて,ヒント提示を教師役側が行い,その際の教師役側のヘモグロビン濃度変化の特徴を,学習者役側データとの照合のもと,明らかにすることを計画している。

  • Research Products

    (12 results)

All 2010 2009

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (11 results)

  • [Journal Article] 授業場面を想定した学習過程時のNIRSによる脳活動の特徴-小学生を対象とした虫食い算課題におけるヒント提示実験を通して-2009

    • Author(s)
      岡本尚子
    • Journal Title

      教育実践学研究 Vol.10. No.2

      Pages: 11-20

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 算数学習における情意面指標としての脳活動データの可能性2010

    • Author(s)
      岡本尚子
    • Organizer
      数学教育学会
    • Place of Presentation
      慶應義塾大学(神奈川県)
    • Year and Date
      2010-03-25
  • [Presentation] NIRSの教育学への応用-脳科学と教育学との接点-2010

    • Author(s)
      黒田恭史
    • Organizer
      電気学会
    • Place of Presentation
      明治大学(東京都)
    • Year and Date
      2010-03-17
  • [Presentation] The assessment of effectiveness of hints given while solving mathematical tasks using brain activity data2010

    • Author(s)
      Yasufumi Kuroda
    • Organizer
      Leaning and the Brain Society
    • Place of Presentation
      San Francisco(U.S.A.)
    • Year and Date
      2010-02-18
  • [Presentation] Mathematics Educational Study Using Brain Activity Data as Biological Information2009

    • Author(s)
      Yasufumi Kuroda
    • Organizer
      International Conference on Mathematics Education and Cultural History of Mathematics in this Global Information Society
    • Place of Presentation
      大阪教育大学(大阪府)
    • Year and Date
      2009-11-21
  • [Presentation] The application of neuroscience to the classroom using NIRS2009

    • Author(s)
      Yasufumi Kuroda
    • Organizer
      Society for Neuroscience
    • Place of Presentation
      Chicago(U.S.A.)
    • Year and Date
      2009-10-19
  • [Presentation] Overview of Application of Brain Science in Educational Research Field2009

    • Author(s)
      Yasufumi Kuroda
    • Organizer
      International Society for Brain Electromagnetic Topography
    • Place of Presentation
      京都市国際交流会館(京都府)
    • Year and Date
      2009-09-29
  • [Presentation] 算数課題解決過程における方略変更時の脳活動変化2009

    • Author(s)
      岡本尚子
    • Organizer
      数学教育学会
    • Place of Presentation
      大阪大学(大阪府)
    • Year and Date
      2009-09-25
  • [Presentation] 大脳生理学的手法による論理教育の構築に向けて2009

    • Author(s)
      竹歳賢一
    • Organizer
      数学教育学会
    • Place of Presentation
      大阪大学(大阪府)
    • Year and Date
      2009-09-25
  • [Presentation] 光計測装置による脳活動データ波形の分析2009

    • Author(s)
      岡本尚子
    • Organizer
      日本教育工学会
    • Place of Presentation
      東京大学(東京都)
    • Year and Date
      2009-09-19
  • [Presentation] 光脳機能イメージングの数学教育研究への応用2009

    • Author(s)
      黒田恭史
    • Organizer
      日本光脳機能イメージング研究会
    • Place of Presentation
      星陵会館(東京都)
    • Year and Date
      2009-07-18
  • [Presentation] 脳科学研究の世界的動向と数学教育学との関わり2009

    • Author(s)
      黒田恭史
    • Organizer
      数学教育学会
    • Place of Presentation
      京都教育大学(京都府)
    • Year and Date
      2009-06-14

URL: 

Published: 2011-06-16   Modified: 2016-04-21  

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