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Developing Effective Instructional Methods for Control Variable Strategies According to the Individual Characteristics of Science Learners

Research Project

Project/Area Number 22K20215
Research Category

Grant-in-Aid for Research Activity Start-up

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section :Education and related fields
Research InstitutionUniversity of Miyazaki (2023)
Hiroshima University (2022)

Principal Investigator

Nakamura Daiki  宮崎大学, 教育学部, 講師 (90839094)

Project Period (FY) 2022-08-31 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords科学的リテラシー / 条件制御 / 科学的推論 / 科学的思考力 / 科学教育 / 教育測定 / 適正処遇交互作用
Outline of Research at the Start

理科教育において条件制御能力の育成は重要かつ困難な目標の1つであり、これまで多くの研究が蓄積されてきた。研究の蓄積を通して、平均的に効果の高い指導法が明らかにされてきた一方で、どのような特性の学習者にどのような指導法が有効かという交互作用は検討されてこなかった。このような状況を踏まえ本研究では、①研究間で比較可能な条件制御能力の測定方法を開発した上で、②条件制御の指導介入と効果検証を行う。そして、条件制御能力に対する指導法と個人特性の交互作用効果を検討し、個人の学力や学習意欲に応じた効果的な条件制御の指導法を明らかにすることを目指す。

Outline of Final Research Achievements

In this study, we developed a method for measuring variable control skills that can be compared across research, and conducted guidance interventions and efficacy testing for variable control. To develop the measurement method, we created a survey booklet to measure variable control skills using 21 items developed by the American Association for the Advancement of Science (AAAS) and one newly developed item. Based on the survey results of 416 middle school students, we developed a computer-adaptive test. Regarding the development of teaching methods, results from an intervention study with middle school students showed that demonstrating controlled experiments, as opposed to uncontrolled ones, was effective in fostering variable control skills. It was also suggested that appropriate instruction differs depending on the individual characteristics of the students.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究の意義は主に次の2点である。第1に、項目反応理論に基づくコンピューター適応型テストを開発したことである。これまでの条件制御に関する介入研究の効果指標が研究間で比較できなかったのに対して、本研究では項目反応理論に基づき研究間で比較可能な条件制御能力の測定方法を提案している。第2に、学習者の特性に応じた指導法を提案したことである。このような交互作用効果を検討することは先行研究にはない学術的独自性・創造性を持つだけでなく、個別最適な学びの実現を志向する近年の我が国の教育改革の方向性とも一致するものである。

Report

(3 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2023 2022

All Journal Article (2 results) (of which Open Access: 2 results,  Peer Reviewed: 1 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] 科学的推論能力の育成における領域固有スキルの影響2023

    • Author(s)
      中村大輝
    • Journal Title

      宮崎大学教育学部紀要

      Volume: 101 Pages: 22-37

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Open Access
  • [Journal Article] Effectiveness of Step-by-Step Instruction in Hypothesis Setting Through Comparison of Multiple Phenomena2022

    • Author(s)
      中村大輝, 佐久間直也
    • Journal Title

      Journal of Research in Science Education

      Volume: 63 Issue: 2 Pages: 357-371

    • DOI

      10.11639/sjst.B21016

    • ISSN
      1345-2614, 2187-509X
    • Year and Date
      2022-11-30
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] The Value of Science Education in an Age of Misinformation.2023

    • Author(s)
      Nakamura, D.
    • Organizer
      The 6th Educational Sciences International Conference (ESIC)
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 条件制御能力を測定するコンピュータ適応型テストの開発2023

    • Author(s)
      中村大輝
    • Organizer
      日本教科教育学会第49回全国大会(弘前大会)
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 科学教育における機械学習を用いた評価方法の現状と課題2022

    • Author(s)
      中村大輝
    • Organizer
      日本科学教育学会2022年度第4回研究会(若手活性化委員会開催)
    • Related Report
      2022 Research-status Report

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Published: 2022-09-01   Modified: 2025-01-30  

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