高等学校「理数探究基礎」を網羅するオリガミクスの新たなSTEAM教材の開発実践

Research Project

Project/Area Number	20H00791
Research Category	Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
Allocation Type	Single-year Grants
Review Section	1180:Education on school subjects, primary/secondary education-related
Research Institution	Kyoto University of Education
Principal Investigator	Katsuragi Tsukasa 京都教育大学, 附属高等学校, 教諭
Project Period (FY)	2020-04-01 –
Project Status	Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help	¥410,000 (Direct Cost: ¥410,000) Fiscal Year 2020: ¥410,000 (Direct Cost: ¥410,000)
Keywords	高等学校理数科 / オリガミクス / 数学的探究 / 教材開発 / 教育実践
Outline of Research at the Start	本研究では, 2022年度から高等学校理数科に位置付く「理数探究基礎(1単位で年間35時間)」の教育内容の網羅を目指したオリガミクスによる新たなSTEAM教材の開発実践に取り組む。オリガミクスは, 折り紙の原理・仕組みを科学的に分析する方法であり, ミウラ折りやダイヤカット缶を代表する科学(S), 技術(T), 工学(E), 芸術(A), 数学(M)等の研究分野で学際的な広がりを持つ。新たなSTEAM教材の開発実践では, 現実事象を数学的な問題と捉えて, オリガミクスを用いた数学の活用と結果の検証を通じて問題解決するとともに, 問題解決の遂行過程の中で数学自体の発展を目指す。
Outline of Final Research Achievements	本研究では、2022年度から高等学校理数科に位置付く「理数探究基礎（1単位で年間35時間）」の教育内容の導入を目指したオリガミクス（折り紙の原理・仕組みを科学的に分析する方法）による新たなSTEAM教材を開発し、教育実践により有効性を検証した。教材開発では、昆虫の翅の折り畳みの仕組みを題材に選定し、数学を中心とする事象の分析および数学自体の発展を重視した。高校3年生を対象とした教育実践では、STEAM教育に基づく折り紙作品の設計・分析・制作の体験的な活動を通じて、現実事象と数学のつながりを感じさせながら数学を総合・発展的に扱う実践を行った。
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	研究の意義や重要性については、次のとおりである。第一に、数学を中心とする本教材は、高等学校「理数科（STEAM教育を含む）」の一つの教材として導入・活用が期待できること。第二に、学習者が折り紙による実験や制作活動等の中で、多様なアプローチを試みることができることからも、学習者の能動性を引き出すことが可能となり、価値を見出すための好奇心や創造性を伸長する点で寄与できること。