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An Empirical Study on the Development of Teaching Materials and Teacher Education Integrating Mathematics and Science Across Schools

Research Project

Project/Area Number 19K03145
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 09080:Science education-related
Research InstitutionTeikyo Heisei University (2022-2023)
Naruto University of Education (2019-2021)

Principal Investigator

KANEKO Masafumi  帝京平成大学, 人文社会学部, 教授 (00706963)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 土田 理  鹿児島大学, 法文教育学域教育学系, 教授 (10217325)
後藤 顕一  東洋大学, 食環境科学部, 教授 (50549368)
佐伯 昭彦  鳴門教育大学, 大学院学校教育研究科, 教授 (60167418)
川上 貴  宇都宮大学, 教育学部, 講師 (90709552)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Keywords数学科と理科の総合 / 教員研修 / 数学教育 / 理科教育 / 理科と数学科の教員の教師教育 / 理科と数学の総合 / 化学反応速度 / 数学科と理科を総合する教育 / 教材研究 / 教師教育 / 教材開発 / 理科と数学を総合する教育 / 校種を超えた教員の研修
Outline of Research at the Start

本研究の目的は,異校種の学習内容を見通しながら,体系的に両教科を総合する教材と学習指導案を提案して実践授業とその検証を行うこと,児童生徒が両教科で学んだことを活用して主体的に探究していく指導が行える教師教育を実証的に検証すること,である。研究期間内(平成31年度~平成34年度)では,① 教科書分析,教材開発と学習指導案の作成,② 実践授業の実施とその検証,③ 教師の資質・能力の特定,④ 数学科と理科を総合する教師教育の提案,の4つの研究項目を実行する。
特に,校種を超えた数学科と理科の教員がどのような資質・能力を獲得して学習指導することが有用なのか,実証的に明らかにすることが目的である。

Outline of Final Research Achievements

This study was conducted to clarify the qualities and abilities of teachers of mathematics and science at elementary, junior high, and senior high schools in order for them to be able to look at the content of studies in different schools and to proactively propose systematic teaching materials and study plans that integrate the two subjects. Among the initially planned research contents, we analyzed elementary, junior high, and senior high school textbooks in mathematics and science, developed teaching materials with reference to subjects that integrate mathematics and science, and created study guidance plans. The study and instructional materials were completed, using isochronism of pendulum and chemical reaction rates as subjects, and these were presented and submitted to the Japan Society for Science Education and other conferences.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では,主として高等学校の数学科と理科を総合する題材の中に課題を見いだして,教材開発や学習指導案を作成する際に,小・中学校の学習内容も見通した。こうして開発した教材や学習指導案は,数学科と理科を総合する,体系的な教材群や学習指導案になっている。この開発過程に小・中・高等学校の教員がかかわることにより,児童生徒の既習内容を具体的に捉えられるようになるとともに,学習目標を明確にできるようになってきたことがわかってきた。
また現在では,数学科と理科を総合する学習はSTEAM教育の一部として認識されるようになっており,本研究の成果が,我が国のSTEAM教育の深化の一助になる可能性を秘めている。

Report

(6 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2023 2022 2021 2020 2019

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results) Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] オイラー数の多面体定理を帰納的にとらえる指導の実証的研究 ー位相幾何の視点で頂点,辺,面を捉える指導ー2020

    • Author(s)
      金児正史,松﨑和孝,松岡隆
    • Journal Title

      数学教育学会誌

      Volume: 61,No.1,2

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 図書館における和算のワークショップをデザイン・実施するPBL型授業-大学院生が水から見出した教育実践に関する着眼点-2019

    • Author(s)
      佐伯昭彦,金児正史
    • Journal Title

      数学教育学会誌

      Volume: 60/No.1・2 Pages: 61-74

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 算数・数学教科書の問題から数学的モデリングの問題への再教材化を目指した教員研修の可能性2019

    • Author(s)
      川上貴,佐伯昭彦,金児正史
    • Journal Title

      数学教育学会誌

      Volume: 60/No.3・4 Pages: 35-47

    • NAID

      130008038863

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 現実事象のデータをモデル化する数学と化学を総合した探究活動 -化学反応速度を題材とした教科書のデータの分析と考察に焦点をあてた学習指導-2023

    • Author(s)
      金児正史 土田理 錦織寿
    • Organizer
      日本科学教育学会(年会)
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 空港に着陸する飛行機の高度を求める探究型学習とその意義2022

    • Author(s)
      金児正史
    • Organizer
      日本科学教育学会第46回年会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 算数・数学教科書の問題から数学的モデリング教材への再教材化を中核とした教師教育プログラムの一事例(2):教師自身による数学的モデリング授業の分析2022

    • Author(s)
      佐伯昭彦,矢田耕資,金児正史
    • Organizer
      日本科学教育学会第46回年会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 数学教育の立場からのSTEM教師教育プログラム構想の提案 ―算数・数学教科書の教材からSTEM教材への再教材化を中核として―2021

    • Author(s)
      佐伯 昭彦, 金児 正史,川上 貴
    • Organizer
      日本科学教育学会研究会研究報告
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 化学反応速度を数学と化学の視点から探究する指導の提案 -教科書のデータから化学反応速度を微分方程式としてとらえる学習- A proposal for teaching students to explore chemical reaction rates from the perspective of mathematics and chemistry2021

    • Author(s)
      金児正史 ,早藤幸隆 ,後藤顕一,土田理
    • Organizer
      日本科学教育学会鹿児島大会第45回年会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 算数・数学教科書の問題から数学的モデリング教材への再教材化を中核とした教師教育プログラムの一事例2021

    • Author(s)
      佐伯昭彦,矢田耕資,金児正史
    • Organizer
      日本科学教育学会鹿児島大会第45回年会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 単振り子の等時性公式を題材とした理数探究の指導2020

    • Author(s)
      金児正史
    • Organizer
      日本科学教育学会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] より高度な数学の考察を加えた物理公式の探究とその指導の提案-「理数探究」を意識した単振り子の等時性の公式の探究-2020

    • Author(s)
      金児正史
    • Organizer
      2019年度第4回日本科学教育学会北海道支部大会(北海道教育大学)
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 数学科と理科における誤差や近似値の指導に関する一考察2019

    • Author(s)
      金児正史
    • Organizer
      日本科学教育学会第43回年会(宇都宮大学)
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] Task design requrirements for developing mathematical concepts of speed through modelling2019

    • Author(s)
      Shigekazu Komeda, Takashi Kawakami, Akihiko Saeki, Masafumi Kaneko,Yoshihito Ochiai
    • Organizer
      The International Community of Teachers of Mathematical Modelling adn Applications(ICTMA)(ICTMA14 香港大会)
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] In-service teachers' collaborative transformation from textbook problemas to modelling problems:first step of professiional development on modelling2019

    • Author(s)
      Takashi Kawakami, Akihiko Saeki, Masafumi Kaneko
    • Organizer
      The International Community of Teachers of Mathematical Modelling adn Applications(ICTMA)(ICTMA14 香港大会)
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2019-04-18   Modified: 2025-01-30  

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