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2010 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  佛教大学, 教育学部, 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,学習者役(解答未把握)と教師役(解答把握済み)の双方の脳活動データを同時計測し,教授-学習過程における脳活動データの特徴の分析を行った。除法虫食い算問題を実験課題として,学習者役は問題解決に取り組み,教師役は学習者役の解答進行状況に応じて,ヒント(解答の一部,6回分)を順に学習者役の前にあるディスプレイ画面にボタン操作で表示するようにした。大学生14名の被験者(学習者役7名,教師役7名)に対して,実験課題3問を制限時間120秒間(各問題)として実施した。
行動観察,事後のアンケート調査,及び脳活動(ヘモグロビン濃度)計測実験結果より,学習者役と教師役の脳活動は課題遂行の状況に応じて連動して変化することが明らかになった。学習者役が課題解決の方略未獲得の時間帯では,学習者役のヘモグロビン濃度が上昇し,それに連動する形で少し遅れて教師役のヘモグロビン濃度が上昇した。また上昇の度合いは,概ね学習者役の上昇の度合いに比例した。一方,課題解決の方略獲得後には学習者役と教師役の双方のヘモグロビン濃度の上昇が抑えられるようになった。
学習者役の解答進捗状況(理解の度合い)に応じて,教師役が「どのタイミング(120秒内)」に「どれだけの分量(6回分)」の支援(ヒント提示)を行うかを判断する時間帯に,教師役の被験者の脳活動が賦活するということが明らかになった。このことは,学習者の理解の状況を適切に分析し,支援の可否を判断することが,教師の重要な資質に関わることを示唆するデータであると考えられる。

  • Research Products

    (13 results)

All 2011 2010

All Journal Article (1 results) Presentation (11 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] 教育神経科学の今後の発展2011

    • Author(s)
      黒田恭史
    • Journal Title

      佛教大学教育学部論集

      Volume: 22 Pages: 171-183

  • [Presentation] 現実場面における長さ・高さ・面積の量感についての子どもの認識2011

    • Author(s)
      黒田恭史
    • Organizer
      数学教育学会
    • Place of Presentation
      早稲田大学
    • Year and Date
      2011-03-20
  • [Presentation] 数学課題遂行時における理解や難度の脳活動指標2011

    • Author(s)
      岡本尚子
    • Organizer
      数学教育学会
    • Place of Presentation
      早稲田大学
    • Year and Date
      2011-03-20
  • [Presentation] 中学生における日常論理と数学論理の認識の差異について2011

    • Author(s)
      竹歳賢一
    • Organizer
      数学教育学会
    • Place of Presentation
      早稲田大学
    • Year and Date
      2011-03-20
  • [Presentation] Detectability of mental stress using cerebral hemoglobin data from NIRS systems2010

    • Author(s)
      Naoko Okamoto
    • Organizer
      Society for Neuroscience
    • Place of Presentation
      San Diego
    • Year and Date
      2010-11-13
  • [Presentation] 量概念と量の数値化における子どもの認識の特徴-面積を事例として2010

    • Author(s)
      黒田恭史
    • Organizer
      数学教育学会
    • Place of Presentation
      名古屋大学
    • Year and Date
      2010-09-23
  • [Presentation] 知の創成力の育成と脳科学2010

    • Author(s)
      黒田恭史
    • Organizer
      日本科学教育学会
    • Place of Presentation
      広島大学
    • Year and Date
      2010-09-11
  • [Presentation] 脳科学研究と教育学との接点2010

    • Author(s)
      黒田恭史
    • Organizer
      日本生体医工学会
    • Place of Presentation
      大阪国際交流センター
    • Year and Date
      2010-06-25
  • [Presentation] Spectral Analysis of Hemoglobin Data in the Brain by NIRS2010

    • Author(s)
      Naoko Okamoto
    • Organizer
      Human Brain Mapping
    • Place of Presentation
      Palau de Congressos de Catalunya(Barcelona)
    • Year and Date
      2010-06-06
  • [Presentation] Usability of brain activity data for analyzing levels of understanding of mathematics learning2010

    • Author(s)
      Yasufumi Kuroda
    • Organizer
      EARLI Neuroscience and Education
    • Place of Presentation
      Swiss Federal Institute of Technology(Switzerland)
    • Year and Date
      2010-06-03
  • [Presentation] シンガポールにおける関数電卓を用いた数と式の指導2010

    • Author(s)
      黒田恭史
    • Organizer
      日本教育工学会
    • Place of Presentation
      北海道教育大学旭川校
    • Year and Date
      2010-05-15
  • [Presentation] 学習における「負の転移」時の脳活動データの特徴について2010

    • Author(s)
      岡本尚子
    • Organizer
      日本教育工学会
    • Place of Presentation
      北海道教育大学旭川校
    • Year and Date
      2010-05-15
  • [Book] 初等算数科教育法2010

    • Author(s)
      黒田恭史編著
    • Total Pages
      213
    • Publisher
      ミネルヴァ書房

URL: 

Published: 2012-07-19  

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