2021 Fiscal Year Research-status Report
「関数的な見方・考え方」を取り入れた理科授業が「量の関係」の理解に与える効果
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21K13660
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| Research Institution | Joetsu University of Education |
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Principal Investigator |
山田 貴之 上越教育大学, 大学院学校教育研究科, 准教授 (90824277)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 見方・考え方 / 量の関係 / 正比例 / 数学と理科 / 教科書の分析 / カリキュラム・マネジメント |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、比例関係のある事象を扱う中学校の理科授業を各学年から抽出し（第１学年：密度、フックの法則、第２学年：オームの法則、第３学年：物体の運動）、結果の処理と考察の過程において「関数的な見方・考え方」を取り入れた指導法を考案し、それが「量の関係」の理解に与える効果を検証することを目的とした。
本研究の初年度(2021年度)は、中学校第１学年理科の密度の学習において、理科教師が数学の関数の指導事項を導入し、２つの数量の関係に着目させ、その特徴を表やグラフ、式を相互に関連付けて考察させる指導法の効果について検討することを第１の目的とした。また、密度の理科授業後に、比例の数学授業を実施し、関数の指導事項を両教科の教師が繰り返し指導する効果について検討することを第２の目的とした。この目的を達成するために、中学校第１学年の生徒を対象とした密度の理科授業と比例の数学授業を行うとともに、理解の程度を測定する調査問題を課した。まず、各調査問題について量的分析を行ったところ、本研究の指導法は密度の理科授業において、２つの数量の関係を理解させる上で効果があることが明らかとなった。次に、質的分析を行ったところ、理科と数学の授業を通して両教科に共通する関数の指導事項を繰り返し指導することの重要性が示唆された。
このような成果を得ることができた要因として、「理科授業では調べた実験結果について、数学授業では与えられた関数関係について、それぞれ表やグラフにまとめさせ、規則性や法則性を見いださせたり、その関係を関数として式で表現し考察させたりしたこと」や、「両教科において、２つの数量の関係を表に示し、それを基に変化の様子を調べさせたり、対応のきまりを見いださせたりしたこと」などが挙げられる。
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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
【研究実績の概要】で述べた通り、本研究の初年度(2021年度)で得られた知見は、理解が難しいとされる内包量の形態をとる概念（例えば、密度、圧力、湿度、オームの法則、フックの法則）の獲得を促進する指導法としての可能性を裏付ける根拠と示唆を得るとともに、理科と数学の教科等横断的な学習を充実させるための授業を構想する際の基礎資料となることが期待されるため。
また、後述する「研究発表」の通り、本研究計画に基づく成果（査読付き論文５編、学会発表３編）を得ることができたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究では、比例関係のある事象を扱う中学校の理科授業を各学年から抽出し（第１学年：密度、フックの法則、第２学年：オームの法則、第３学年：物体の運動）、結果の処理と考察の過程において「関数的な見方・考え方」を取り入れた指導法を考案し、それが「量の関係」の理解に与える効果を検証することを目的としている。
今後の研究の推進方策として、新潟県内の公立学校の生徒を継続して調査対象とし、第２学年：オームの法則、第３学年：物体の運動における授業と調査問題を実施することで、本研究の指導法の有効性を検証する予定である。具体的には、中学校３年間の教育課程を見通して、教科等横断的に関係付ける要となる各教科の共通性と、各教科の本質に関わる固有性について整理し、２つの数量の関係を理解するといった活動の意味づけを促進するとともに、本研究の初年度(2021年度)の取組を継続的に積み重ねていくことが今後の課題である。
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| Causes of Carryover |
物品費（プリンターのインク）として使用する予定である。
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Research Products
(9 results)
