2016 Fiscal Year Research-status Report
中学校高校数学における動的データ探索ソフトによるコンテンツの開発と効果
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26381174
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| Research Institution | Ibaraki University |
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Principal Investigator |
小口 祐一 茨城大学, 教育学部, 教授 (70405877)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤井 良宜 宮崎大学, 教育学部, 教授 (10218985)
青山 和裕 愛知教育大学, 教育学部, 准教授 (10400657)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 教育学 / 学校数学 / 統計的思考力 / コンテンツ開発 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成28年度の目的は，研究協力者の学校などで，開発されたコンテンツによる実験授業を実施し，統計的思考力の評価問題に対する回答を分析して，コンテンツの効果を検証することであった。主な研究実績は，次のとおりである。
コンテンツを利用した実験授業の実施：研究協力者の学校などにおいて，「動的データ探索ソフト」による実験授業を実施した。平成28年度は，教師の演示でコンテンツを利用できる環境における実験授業を実施した。実験授業後に，研究分担者の１名が中心となって，授業プリントにおける生徒の反応を分析した。また，研究分担者の１名が中心となって，統計的思考力に関する事前・事後調査問題に対する生徒の反応を分析した。その結果，標本の大きさをパラメータとして標本比率の分布を動的に変化させることによって，大数の法則などの概念理解を促進する効果がみられた。
コンテンツの改良：実験授業の分析結果に基づいて，研究代表者が中心となって，顕著な効果がみられなかったコンテンツの改良をすすめた。その結果，コーシー分布のような特殊な分布を変化させることはできるが，その数式表現とグラフ表現を関連付けて理解させることは難しい学習状況がみられ，改良が必要な事項となった。平成29年度において，生徒が4人グループで1台のコンピュータを利用できる環境における実験授業を実施する予定のため，生徒がコンテンツを操作しやすいように説明を加えることに留意して改良した。
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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
本研究の目的は，中学校・高等学校数学において利用可能な「動的データ探索ソフト」によるコンテンツを開発し，実験授業を通して生徒の統計的思考力の発達を検証して，コンテンツの効果を明らかにする計画である。平成28年度は，研究協力者の学校などで，開発されたコンテンツによる実験授業を実施し，授業プリントと統計的思考力の事前・事後調査問題に対する回答を分析して，コンテンツの効果を検証した。平成29年度は，「動的データ探索ソフト」による授業モデルを作成し，多くの学校で開発されたコンテンツの教育的利用ができるようにすることである。現在までの達成度は，次のとおりである。
「動的データ探索ソフト」によるコンテンツの開発：学習指導要領における統計の内容に対応させて，「動的データ探索ソフト」によるコンテンツを開発した。そして，授業における発問系列を作成した。その際，「動的データ探索ソフト」として「Fathom」（ファズム）を利用した。
統計的思考力の評価問題の作成：中学校・高等学校数学における統計の内容に基づいて，統計検定の問題を分類した。また，「ARTIST」研究プロジェクトの問題を分類した。そして，学習指導要領における統計の内容を網羅するように，統計的思考力を評価するための問題を作成した。
コンテンツを利用した実験授業の実施：研究協力者の学校などにおいて，「動的データ探索ソフト」による実験授業を実施した。実験授業後に，研究分担者の１名が中心となって，授業プリントにおける生徒の反応を分析した。また，研究分担者の１名が中心となって，事前調査・事後調査における生徒の反応を分析した。
コンテンツの改良：実験授業の分析結果に基づいて，研究代表者が中心となって，顕著な効果がみられなかったコンテンツの改良をすすめた。これまでの年度において，ほぼ研究計画のとおりに研究が進捗している。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成29年度の目的は，「動的データ探索ソフト」による授業モデルを作成し，多くの学校で開発されたコンテンツの教育的利用ができるようにすることである。その際，生徒がグループでコンピュータを利用できる環境における授業モデルとともに，教師の演示でコンテンツを利用できる環境における授業モデルを併記することに留意する。具体的な研究実施計画は，次のとおりである。
「動的データ探索ソフト」による授業モデルの開発：研究代表者と研究分担者の２名が全員で，中学校・高等学校数学で利用可能な「動的データ探索ソフト」による授業モデルを開発する。その際，生徒が4人グループで1台程度のコンピュータを利用できる環境における授業モデルとともに，教師の演示でコンテンツを利用できる環境における授業モデルを併記する。
授業モデルの解説書の作成：研究代表者が中心となって，「動的データ探索ソフト」による授業モデルの解説書を作成する。解説書には，コンテンツの操作に関する説明，授業モデルの教育的な手立てや配慮事項に関する説明，教育内容の数学的な説明を記載し，利用可能性を高める。また，モバイルコンピュータとプロジェクターを利用し，中学校・高等学校数学の教員等にコンテンツと授業モデルの利用方法についての情報を提供する。
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| Causes of Carryover |
平成28年度の目的は，研究協力者の学校などで，開発されたコンテンツによる実験授業を実施し，統計的思考力の評価問題に対する回答を分析して，コンテンツの効果を検証することであった。その際，教師の演示でコンテンツを利用できる環境における実験授業とともに，生徒がグループでコンピュータを利用できる環境における実験授業を実施する予定であった。そのため，平成28年度において，生徒が4人グループで1台のコンピュータを利用できるように，モバイルコンピュータ8台分の費用を請求した。しかし，平成28年度は，教師の演示でコンテンツを利用できる環境における実験授業のみを実施し，数台のコンピュータで実施可能であったため，次年度使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成29年度の目的は，「動的データ探索ソフト」による授業モデルを作成し，多くの学校で開発されたコンテンツの教育的利用ができるようにすることである。その際，生徒がグループでコンピュータを利用できる環境における授業モデルについても提供する計画である。平成29年度には，生徒が4人グループで1台のコンピュータを利用できる環境における実験授業を実施する予定のため，平成28年度に請求したモバイルコンピュータ8台分の費用を平成29年度に使用する計画である。
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