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小・中学校理科で教科書の結果と矛盾してしまう観察・実験の解決策と海外への発信

研究課題

研究課題/領域番号 15H02910
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 科学教育
研究機関千葉大学

研究代表者

山下 修一  千葉大学, 教育学部, 教授 (10272296)

研究分担者 加藤 徹也  千葉大学, 教育学部, 教授 (00224519)
大和 政秀  千葉大学, 教育学部, 准教授 (00571788)
林 英子  千葉大学, 教育学部, 准教授 (40218590)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
16,380千円 (直接経費: 12,600千円、間接経費: 3,780千円)
2018年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2017年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2016年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2015年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
キーワード観察・実験 / 理科 / 改善例 / 定比例の法則 / 体細胞分裂 / 月の満ち欠け / 小・中学校理科 / 解決策 / 海外への発信 / 理科教育 / 授業改善 / 海外発信
研究成果の概要

現職の理科教員を対象として,小・中学校理科で教科書の結果と矛盾してしまう観察・実験について質問紙調査及びインタビューの結果,最も「うまくいかない」と回答されたのは,化学「定比例の法則を示す金属の酸化実験(81.1%)」で,次に生物「花粉管の観察(59.5%)」と生物「細胞分裂の観察(59.5%)」であった。
そして,「定比例の法則を示す金属の酸化実験」「体細胞分裂の観察」「オオカナダモでのヨウ素デンプン反応の観察」「月・金星の満ち欠け」等の観察・実験の改善例を示し,その成果をTWINCLEプロジェクトなどを通じて広く国内外で共有した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

理科の観察・実験で工夫しても教科書通りの結果が得られないものが存在し,児童・生徒の観察・実験結果を生かしたまとめができず,理科教員たちを悩ませている状況を鑑み,現職理科教員を対象にした質問紙調査およびインタビューにより,教科書の結果と矛盾してしまう観察・実験を特定した。そして,教科書の結果と矛盾しなくなるように,教科内容専門の研究分担者や海外共同研究者とともに「定比例の法則」や「細胞分裂」などの観察・実験の解決策を開発し,実際の理科授業でその有効性を実証して,その知見を広く国内外で共有した。

報告書

(5件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (55件)

すべて 2019 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (6件) 雑誌論文 (23件) (うち国際共著 5件、 査読あり 12件、 オープンアクセス 18件、 謝辞記載あり 6件) 学会発表 (23件) (うち国際学会 9件、 招待講演 1件) 図書 (2件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [国際共同研究] UBC(カナダ)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] University of British Columbia(Canada)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] Carl von Ossietzky University(Germany)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] Changhua University of Education(Taiwan)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] NIE(Singapore)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Bremen, Germany(Germany)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] UBC新渡戸紀念庭園での台湾大学院生向け博物館教育プログラムの開発と試行2019

    • 著者名/発表者名
      山下修一, David Anderson
    • 雑誌名

      千葉大学教育学部研究紀要

      巻: 67 ページ: 41-49

    • NAID

      120006633186

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 教育のグローバル化に対応した留学生受入れプログラムの開発と評価―ASEAN交換留学生から見たTWINCLEプログラムでの学び―2018

    • 著者名/発表者名
      野村 純, 大和政秀, 米田千恵, 芳賀瑞希, 谷恭子, 藤田剛志, 加藤徹也, 山下修一, 大嶌竜午, 辻耕治, 林英子
    • 雑誌名

      科学教育研究

      巻: 42(2) ページ: 112-119

    • NAID

      130007404272

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] ASEAN留学生のレポートから見るツインクルプログラムにおけるASEAN留学生への教育活動内容の変容2018

    • 著者名/発表者名
      芳賀瑞希, 野村純, 谷恭子, 山野芳昭, 大嶌竜午, サプト アシャディアント, 馬場智子, 飯塚正明, 伊藤葉子, 梅田克樹, 加藤徹也, 小宮山伴与志, 下永田修二, 白川 健, 杉田克生, 髙木啓, 辻耕治, 土田雄一 , 林 英子, 藤田剛志, ホーンベヴァリー, 山下修一, 大和政秀, 米田千恵
    • 雑誌名

      千葉大学教育学部研究紀要

      巻: 66(2) ページ: 133-137

    • NAID

      120006482711

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Development and Evaluation of Science Lessons Using a Plant Factory and Leveraging the STEM Model2018

    • 著者名/発表者名
      Shuichi Yamashita and Masato Miyashima
    • 雑誌名

      In Finlayson, O.E., McLoughlin, E., Erduran, S., & Childs, P. (Eds.), Electronic Proceedings of the ESERA 2017 Conference. Research, Practice and Collaboration in Science Education,

      巻: ESERA 2017 ページ: 148-156

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 理科デジタル教科書のニーズと可能性―指導主事へのアンケート・授業視察・インタビュー調査から2018

    • 著者名/発表者名
      山下修一・鳩貝太郎・大辻永・後藤顕一・松原憲治・松原静郎
    • 雑誌名

      東京理科大学教職教育研究

      巻: 3 ページ: 47-59

    • NAID

      40022275033

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] コア知識を用いたコミュニケーション活動2018

    • 著者名/発表者名
      山下 修一
    • 雑誌名

      科学技術教育

      巻: 229 ページ: 5-7

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] 強磁場印加下における均一沈殿法による水酸アパタイトの合成2018

    • 著者名/発表者名
      林英子・勝又靖博
    • 雑誌名

      千葉大学教育学部研究紀要

      巻: 66(2) ページ: 353-357

    • NAID

      120006482742

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 中学校理科で教科書通りの結果が得られない観察・実験の特定とその改善例―「体細胞分裂の観察」を例にして2017

    • 著者名/発表者名
      山下修一・柏熊泰之
    • 雑誌名

      日本教育大学協会研究年報

      巻: 35 ページ: 15-23

    • NAID

      40021179511

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] mprovement and Evaluation of Copper Oxidation Experimental Procedure for the Introduction of the Law of Definite Proportion2017

    • 著者名/発表者名
      Shuichi Yamashita, Yasuyuki Kashiwaguma, Hideko Hayashi, Verena Pietzner
    • 雑誌名

      Science Education International

      巻: 28(2) ページ: 125-131

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 小学校第5学年「植物の結実」での知識の活用力を育成する授業開発2017

    • 著者名/発表者名
      渡部悠介・山下修一
    • 雑誌名

      千葉大学教育学部研究紀要

      巻: 66(1) ページ: 255-260

    • NAID

      120006482668

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 植物および動物のはたらきを養分の移り変わりから一貫した説明をするための授業開発2017

    • 著者名/発表者名
      佐久間祐太・山下修一
    • 雑誌名

      千葉大学教育学部研究紀要

      巻: 66(1) ページ: 369-377

    • NAID

      120006482683

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] STEMの枠組みを生かした人工心臓弁開発についての理科授業の開発と評価2017

    • 著者名/発表者名
      山下修一・野村恵伍
    • 雑誌名

      東京理科大学教職教育研究

      巻: 2 ページ: 65-76

    • NAID

      40022274851

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 理科教育学の知見を生かしたシンガポールでの授業改善―授業計画・授業用スライド・教材・ワークシートの改善を通して―2017

    • 著者名/発表者名
      山下修一・Jennifer YEO・湯地涼介・中村祐樹・山田実加・成松 泉・平野祐希子・Lim Tong YANG・Lim Chia HWEE・野村 純・大嶌竜午・馬場智子・林 英子
    • 雑誌名

      科学教育研究

      巻: 41 号: 2 ページ: 96-106

    • DOI

      10.14935/jssej.41.96

    • NAID

      130005775838

    • ISSN
      0386-4553, 2188-5338
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] アクティブ・ラーニングを主体とする海外教育インターンシッププログラムの開発と評価―千葉大学ツインクルプログラム受講者の授業観の分析―2017

    • 著者名/発表者名
      野村純, 吉田恭子, 山野芳昭, 山下修一, 鶴岡義彦, 藤田剛志, 小宮山伴与志, 大嶌竜午, アシャディアント サプト, 馬場智子, 飯塚正明, 板倉嘉哉, 加藤徹也, 木下龍, 下永田修二, 白川健, 杉田克生, 高木啓, 辻耕治, 林英子, ホーン ベヴァリー, 大和政秀, 米田千恵
    • 雑誌名

      科学教育研究

      巻: 41 号: 2 ページ: 141-149

    • DOI

      10.14935/jssej.41.141

    • NAID

      130005775734

    • ISSN
      0386-4553, 2188-5338
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 擬人化・脚色による身近な物理現象への注視2017

    • 著者名/発表者名
      加藤徹也
    • 雑誌名

      千葉大学教育学部研究紀要

      巻: 66(1) ページ: 415-422

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] モデルと他者との対話を通じて月と金星の満ち欠けを理解させる授業の開発と評価2017

    • 著者名/発表者名
      柴田道世,山下修一
    • 雑誌名

      千葉大学教育学部研究紀要

      巻: 65 ページ: 15-20

    • NAID

      120006375932

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] イオン液体についての教材開発とその実施2017

    • 著者名/発表者名
      林英子,重永達彦
    • 雑誌名

      千葉大学教育学部研究紀要

      巻: 65 ページ: 431-439

    • NAID

      120006375980

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 単純な物理現象に対する誤った論理の正当化に関する考察2017

    • 著者名/発表者名
      加藤徹也
    • 雑誌名

      千葉大学教育学部研究紀要

      巻: 65 ページ: 416-426

    • NAID

      120006375978

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] How Should Fourth Grade Students Express and Explain Their Thoughts about How Water Is Heated?.2016

    • 著者名/発表者名
      Yamashita, S., & Yeo, J
    • 雑誌名

      Journal of science education in Japan

      巻: 40(1) ページ: 12-20

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 理科教員を目指す大学生の野草観察に対する自信2016

    • 著者名/発表者名
      山下修一,斎木健一,木村美咲
    • 雑誌名

      科学教育研究

      巻: 40(3) ページ: 302-308

    • NAID

      130005420388

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] シンガポールの教育課程と理科の学習活動の特色2016

    • 著者名/発表者名
      大嶌竜午,山下修一
    • 雑誌名

      理科の教育

      巻: 65(771) ページ: 36-41

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] 中学校での月の満ち欠けの説明における小学校の学習の影響と改善モデルの開発2016

    • 著者名/発表者名
      山下修一 ・伊藤英樹・柴田道世
    • 雑誌名

      科学教育研究

      巻: 39(4) ページ: 347-358

    • NAID

      130005129226

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 現場の授業改善に資する理科授業研究-公開授業研究会へ向けての2年間の取り組みを例にして2015

    • 著者名/発表者名
      山下修一・勝田紀仁
    • 雑誌名

      理科教育学研究

      巻: 56 ページ: 93-103

    • NAID

      130005102480

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 遠隔理科教育国際セミナー2018

    • 著者名/発表者名
      David Anderson,畑中敏伸,山下修一
    • 学会等名
      理科教育学会関東支部大会(宇都宮大学)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 有限要素法シミュレーションを用いた物理実験の導入教育2018

    • 著者名/発表者名
      加藤徹也
    • 学会等名
      第65回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] シミュレーション画像を用いた物理法則の発見的導入2018

    • 著者名/発表者名
      加藤徹也
    • 学会等名
      日本物理学会第73回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] DEVELOPMENT AND EVALUATION OF SCIENCE LESSONS USING A PLANT FACTORY AND LEVERAGING THE STEM MODEL2017

    • 著者名/発表者名
      Shuichi YAMASHITA and Masato MIYASHIM
    • 学会等名
      ESERA
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] STEMの枠組みを生かした人工心臓弁についての理科授業開発2017

    • 著者名/発表者名
      山下修一・野村恵伍
    • 学会等名
      日本科学教育学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 理科の「深い学び」の実現に向けて2017

    • 著者名/発表者名
      山下修一
    • 学会等名
      日本理科教育学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 日常生活に生きる理科の知識(2)透明とは何か?実験教材の開発と実施2017

    • 著者名/発表者名
      林 英子
    • 学会等名
      日本理科教育学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] シクロヘキサンの固相間転移の高感度示差走査熱量計による測定2017

    • 著者名/発表者名
      石毛真実・林英子
    • 学会等名
      日本熱測定学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Developing an Improved Model of Moon Phases for Secondary-level Science2016

    • 著者名/発表者名
      Shuichi YAMASHITA, Hideki ITOU
    • 学会等名
      2016EASE
    • 発表場所
      東京理科大学
    • 年月日
      2016-08-25
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] How can we encourage students to be consistent in their explanations?2016

    • 著者名/発表者名
      Yukiko Hirano, Shuichi YAMASHITA,
    • 学会等名
      2016EASE
    • 発表場所
      東京理科大学
    • 年月日
      2016-08-25
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Study of static electricity using Fly Stick2016

    • 著者名/発表者名
      Noriyuki Nishiyama,Shuichi YAMASHITA
    • 学会等名
      2016EASE
    • 発表場所
      東京理科大学
    • 年月日
      2016-08-25
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of a Wildflower Identification site2016

    • 著者名/発表者名
      Ken'ichi Saiki, Nobuya Hayashi, Fumi Nakanishi, Shuichi YAMASHITA
    • 学会等名
      2016EASE
    • 発表場所
      東京理科大学
    • 年月日
      2016-08-25
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 金星の満ち欠けについてのモデル教材を用いた授業の改善点2016

    • 著者名/発表者名
      伊藤英樹・山下修一
    • 学会等名
      日本理科教育学会第66回全国大会
    • 発表場所
      信州大学
    • 年月日
      2016-08-02
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 力の誤った考えを軽減する教材と指導2016

    • 著者名/発表者名
      柏熊泰之,山下修一
    • 学会等名
      日本理科教育学会第66回全国大会
    • 発表場所
      信州大学
    • 年月日
      2016-08-02
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 機溶媒を用いた金属ナトリウムの電解析出教材の作成2016

    • 著者名/発表者名
      重永達彦,林英子
    • 学会等名
      日本理科教育学会第66回全国大会
    • 発表場所
      信州大学
    • 年月日
      2016-08-02
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Developing New Model of Moon Phases2015

    • 著者名/発表者名
      Shuichi YAMASHITA,, Masaaki OKUDA
    • 学会等名
      2015 International Conference of the East-Asian Association for Science Education
    • 発表場所
      北京師範大学(中国・ 北京)
    • 年月日
      2015-10-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Introduction of experiments using Gas Detector Tube system2015

    • 著者名/発表者名
      Masaaki OKUDA, Shuichi YAMASHITA
    • 学会等名
      2015 International Conference of the East-Asian Association for Science Education
    • 発表場所
      北京師範大学(中国・ 北京)
    • 年月日
      2015-10-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of experimental teaching and learning aids, experimental equipments and experimental Activities2015

    • 著者名/発表者名
      Ken'ichi Saiki, Nobuya Hayashi, Fumi Nakanishi, Shuichi YAMASHITA
    • 学会等名
      2015 International Conference of the East-Asian Association for Science Education
    • 発表場所
      北京師範大学(中国・ 北京)
    • 年月日
      2015-10-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Overcoming the Belief in a Relationship between the Earth’s Rotation and Moon Phases2015

    • 著者名/発表者名
      Shuichi YAMASHITA, Hideki ITOU, Michiyo SIBATA
    • 学会等名
      11th Conference of the European Science Education Research Association
    • 発表場所
      Messukeskus Helsinki, Expo and Convention Centre(Finland,Helsinki)
    • 年月日
      2015-08-31
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 雲の発生についての大学生の認識調査2015

    • 著者名/発表者名
      伊藤英樹・山下修一
    • 学会等名
      日本科学教育学会第39回年会
    • 発表場所
      山形大学(山形県・山形市)
    • 年月日
      2015-08-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 中学校での月の満ち欠けの説明における小学校の学習の影響と改善モデルの開発2015

    • 著者名/発表者名
      山下修一・伊藤英樹・柴田道世
    • 学会等名
      日本科学教育学会第39回年会
    • 発表場所
      山形大学(山形県・山形市)
    • 年月日
      2015-08-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 雲の発生についての一貫した説明を促す授業法の開発2015

    • 著者名/発表者名
      伊藤英樹・山下修一
    • 学会等名
      日本理科教育学会第65回全国大会
    • 発表場所
      京都教育大学(京都府・京都市 )
    • 年月日
      2015-08-01
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 中学校での月の満ち欠けの説明における小学校の学習の影響2015

    • 著者名/発表者名
      山下修一
    • 学会等名
      日本理科教育学会第65回全国大会
    • 発表場所
      京都教育大学(京都府・京都市 )
    • 年月日
      2015-08-01
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [図書] はじめて学ぶ教科教育2018

    • 著者名/発表者名
      大高泉編著 山下修一pp.105-116分担執筆
    • 総ページ数
      214
    • 出版者
      ミネルヴァ書房
    • ISBN
      9784623083671
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [図書] 理科教育基礎論研究2017

    • 著者名/発表者名
      大高泉編著 山下修一ほか21名
    • 総ページ数
      367
    • 出版者
      協同出版
    • ISBN
      4319002970
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会・シンポジウム開催] 理科教育国際セミナー2017

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2022-08-25  

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