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認知科学的アプローチにより問題解決能力を育む高校物理カリキュラムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 15K00975
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 科学教育
研究機関京都教育大学

研究代表者

谷口 和成  京都教育大学, 教育学部, 教授 (90319377)

研究分担者 村田 隆紀  京都教育大学, 名誉教授 (10027675)
笠 潤平  香川大学, 教育学部, 教授 (80452663)
内村 浩  京都工芸繊維大学, アドミッションセンター, 教授 (90379074)
研究協力者 山下 哲  
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
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2015年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード認知心理学 / 認知発達 / 物理教育 / 推論パターン / 学習意欲 / アクティブ・ラーニング / 形式的操作 / 動機づけ / 教員研修 / 科学的推論力 / 問題解決能力 / 認知科学 / 課題解決能力 / 科学的推論
研究成果の概要

高校物理教育において「問題解決能力」を育成するために,その基本となる科学的思考の基礎となる「推論パターン」の習得と活用を促す,認知論的アプローチに基づく異なる物理授業を開発した。公立高校の2,3年生を対象に,年間を通して継続的に実践した結果,生徒の認知発達が促され,物理学習に対する動機づけが向上するとともに,物理の概念的理解および問題解決能力の向上が確認された。さらに,それを実現できる教員研修を実施し,本研究成果の教育現場への普及の可能性が確認された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は,現在の日本の中高生の理科学習に対する課題として指摘されている,生徒の学習意欲の低さに対して,生徒の認知発達状況と学習内容の難易度の不整合に起因している可能性を質的・量的に指摘し,認知論的アプローチにより,それを向上させるだけでなく,問題解決能力の向上にも成功している。
この成果は,学習指導要領が目指す「主体的・対話的で深い学び」を実現する際の生徒を見取る新しい観点として現職教員に受け入れられているなど,社会的意義も高い。

報告書

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

    (38件)

すべて 2019 2018 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (5件) (うちオープンアクセス 3件、 査読あり 2件) 学会発表 (33件)

  • [雑誌論文] 生徒の意欲を喚起する授業デザインの構築12019

    • 著者名/発表者名
      野ヶ山康弘,谷口和成,伊藤崇達
    • 雑誌名

      京都教育大学教職キャリア高度化センター 教育実践研究紀要

      巻: 第1号 ページ: 101-109

    • 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] 深い学びに大切なこと2017

    • 著者名/発表者名
      谷口和成
    • 雑誌名

      大学の物理教育

      巻: 23 号: 3 ページ: 132-137

    • DOI

      10.11316/peu.23.3_132

    • NAID

      130006250467

    • ISSN
      1340-993X, 2432-1710
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 粒子概念の系統的カリキュラムに関する検討2017

    • 著者名/発表者名
      野ヶ山康裕,谷口和成
    • 雑誌名

      京都教育大学教育実践研究紀要

      巻: 第17号 ページ: 105-115

    • NAID

      120006424064

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] ICTを活用したアクティブ・ラーニングによる論理的思考の育成2016

    • 著者名/発表者名
      野ヶ山康弘,谷口和成
    • 雑誌名

      京都教育大学教育総合実践センター紀要

      巻: 第16号 ページ: 21-30

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] ILDsによる概念理解に対する学習者の動機づけの影響2015

    • 著者名/発表者名
      北村貴文,谷口和成
    • 雑誌名

      物理教育

      巻: 63-2 ページ: 12-17

    • NAID

      110009970927

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 継続的な認知的支援による理科学習の動機づけと科学的推論力への影響I2019

    • 著者名/発表者名
      松谷佳樹,池田敏浩,谷口和成
    • 学会等名
      日本物理学会 第74回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 継続的な認知的支援による理科学習の動機づけと科学的推論力への影響II2019

    • 著者名/発表者名
      谷口和成,松谷佳樹,池田敏浩
    • 学会等名
      日本物理学会 第74回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] シェマと物理概念の獲得の関係に注目した、認知発達に基づく高校物理授業の実践2019

    • 著者名/発表者名
      山下哲,谷口和成
    • 学会等名
      日本物理学会 第74回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ILDs における力学概念理解に対する科学的推論力の影響2018

    • 著者名/発表者名
      谷口和成,彦野冬馬,笠潤平,覧具博義,村田隆紀
    • 学会等名
      日本物理教育学会 第35回物理教育研究大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 認知促進の概念に基づく比例概念の発達を促す中学校理科授業の実践2018

    • 著者名/発表者名
      松谷佳樹,谷口和成
    • 学会等名
      日本物理教育学会 第35回物理教育研究大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 認知発達を意識した高校物理授業の必要性とその効果2018

    • 著者名/発表者名
      山下哲,谷口和成
    • 学会等名
      日本物理教育学会 第35回物理教育研究大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 生徒の認知発達と高校物理授業改善の課題2018

    • 著者名/発表者名
      石井哲夫,谷口和成,筒井和幸
    • 学会等名
      日本物理学会 2018年秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ICT環境を活用した認知発達に基づくILDs型高校物理授業の実践2018

    • 著者名/発表者名
      山下哲,谷口和成
    • 学会等名
      日本物理学会 2018年秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] アクティブ・ラーニング型授業における学習者の科学的推論力の物理概念理解への影響2018

    • 著者名/発表者名
      谷口和成,彦野冬馬,山下哲,笠潤平,覧具博義,村田隆紀
    • 学会等名
      日本物理学会 2018年秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 認知的発達段階を考慮した高校物理授業の必要性とその効果2018

    • 著者名/発表者名
      山下哲, 谷口和成
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] 児童・生徒の認知発達を踏まえた理科授業の効果と意義2018

    • 著者名/発表者名
      谷口和成, 山下哲, 野ヶ山康裕, 笠潤平
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] 認知発達に基づくICT環境を活用したILDs型高校物理授業の実践2017

    • 著者名/発表者名
      山下 哲,谷口和成
    • 学会等名
      日本物理教育学会 第34回物理教育研究大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 科学的推論能力の育成に着目した高校物理授業の効果22017

    • 著者名/発表者名
      山下 哲,谷口和成
    • 学会等名
      日本物理教育学会 第34回物理教育研究大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 科学的推論能力の育成に着目した高校物理授業の効果II2017

    • 著者名/発表者名
      谷口和成, 山下哲
    • 学会等名
      日本物理学会 2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 高校物理における‘認知促進’プログラムと認知過程を重視した授業展開の可能性2017

    • 著者名/発表者名
      山下哲,谷口和成
    • 学会等名
      日本物理学会 第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学豊中キャンパス
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 相互作用型授業における学習者の変容の質的分析I2016

    • 著者名/発表者名
      齋藤孝, 谷口和成
    • 学会等名
      日本物 理学会第71回年次大会
    • 発表場所
      東北学院大学 泉キャンパス
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 相互作用型授業における学習者の変容の質的分析II2016

    • 著者名/発表者名
      谷口和成,齋藤孝
    • 学会等名
      日本物 理学会第71回年次大会
    • 発表場所
      東北学院大学 泉キャンパス
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 英国「認知促進」プログラムを組み込んだ高校「物理基礎」 の展開と意義2016

    • 著者名/発表者名
      山下哲, 谷口和成
    • 学会等名
      日本物 理学会第71回年次大会
    • 発表場所
      東北学院大学 泉キャンパス
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 高校波動分野の概念獲得のための教材開発と実践III2016

    • 著者名/発表者名
      古結尚, 谷口和成
    • 学会等名
      日本物 理学会第71回年次大会
    • 発表場所
      東北学院大学 泉キャンパス
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 高等学校「物理基礎」における「科学教育による認知的加速(CASE)」の実践報告22016

    • 著者名/発表者名
      山下哲,谷口和成
    • 学会等名
      日本物理教育学会年会 第33回 物理教育研究大会
    • 発表場所
      新潟大学五十嵐キャンパス
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 生徒の認知発達に着目した高校物理授業の実践2016

    • 著者名/発表者名
      谷口和成,山下哲
    • 学会等名
      日本物理学会 2016年秋季大会
    • 発表場所
      金沢大学角間キャンパス
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] ILDsによる大学生の学習に対する意識の変容2015

    • 著者名/発表者名
      齋藤孝, 北村貴文, 谷口和成
    • 学会等名
      日 本物理学会2015年秋季大会
    • 発表場所
      関西大学
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 相互作用型演示実験講義(ILDs)とチュートリアルによる電 気回路学習効果の比較2015

    • 著者名/発表者名
      谷口和成,齋藤孝
    • 学会等名
      日本物理学会2015年秋季大会
    • 発表場所
      関西大学
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 動機づけの観点から見た高校運動学分野アクティブ・ラーニ ングの効果2015

    • 著者名/発表者名
      古結尚, 谷口和成
    • 学会等名
      日本物理学会2015年秋季大会
    • 発表場所
      関西大学
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 2次元運動に対するILDsの効果2015

    • 著者名/発表者名
      青木海仁, 谷口和成
    • 学会等名
      物理教育学会年会物理教 育研究大会
    • 発表場所
      九州大学 伊都キャンパス
    • 年月日
      2015-08-07
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 高等学校「物理基礎」における「科学教育による認知的加 速(CASE)」の実践報告2015

    • 著者名/発表者名
      山下哲, 谷口和成
    • 学会等名
      物理教育学会年会物理教育研究大会
    • 発表場所
      九州大学 伊都キャンパス
    • 年月日
      2015-08-07
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 児童・生徒の論理的思考力を育む理科授業のためのCASE教員研修2015

    • 著者名/発表者名
      谷口和成
    • 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
    • 年月日
      2015-08-01
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 粒子モデルの構築を促す中学校理科授業の開発と実践2015

    • 著者名/発表者名
      伊豆蔵功己,谷口和成,荒木 功
    • 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
    • 年月日
      2015-08-01
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 「変数制御」の考え方を意識させる理科授業の実践 -中学校1年生「音の性質」-2015

    • 著者名/発表者名
      池田敏浩,田上智之,谷口和成
    • 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
    • 年月日
      2015-08-01
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 認知発達を促す理科授業の実践Ⅸ ~一般公立小学校における実践~2015

    • 著者名/発表者名
      池谷 直彦,野ヶ山 康弘,谷口 和成,片出 達浩
    • 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
    • 年月日
      2015-08-01
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 認知発達を促す授業の開発と実践 -中学校理科「運動とエネルギー」振り子の学習を通して-2015

    • 著者名/発表者名
      秋月康平,谷口和成
    • 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
    • 年月日
      2015-08-01
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 粒子モデルの構築を促す教材の有効性 ~「もののとけ方」を通して~2015

    • 著者名/発表者名
      片出達浩,野ヶ山康弘,谷口和成
    • 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
    • 年月日
      2015-08-01
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 認知発達を促す理科授業の実践Ⅹ ~小学校6年「てこのはたらき」~2015

    • 著者名/発表者名
      野ヶ山康弘,谷口和成
    • 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
    • 年月日
      2015-08-01
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2020-03-30  

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