家庭学習のための，ゲーミフィケーションに基づく課題解決型証明ゲームの開発

• 研究課題/領域番号: 15K12375
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 科学教育
• 研究機関: 信州大学
• 研究代表者: 岩永 恭雄 信州大学, 教育学部, 名誉教授 (80015825)
• 研究分担者: 宮崎 樹夫 信州大学, 学術研究院教育学系, 教授 (10261760) ; 村松 浩幸 信州大学, 学術研究院教育学系, 教授 (80378281)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: 課題探究 / 証明 / ゲーミフィケーション / 家庭学習

研究成果の概要

本研究では，課題解決型証明の学習ゲームを開発するために，はじめに，開発済みの証明学習ゲームを分析し，その限界と改善の方向性を特定した。次に，新ゲームの基本設計として主に次の２点を採用した：証明に必要な定理を証明構成の単位（“定理ブロック”）とすること／フローチャート証明のフレームを構築するために，定理ブロックの連結，不要な定理ブロックの消去を実現すること。最後に，この基本設計に従って，定理ブロック２つを連結するコンテンツと，定理ブロック３つを連結するコンテンツを製作するとともに，検証によって基本設計に改善を加えた。

研究成果

• [国際共同研究] University of Southampton/University of Exeter(United Kingdom)
• [国際共同研究] Hong Kong Baptist University(Hong Kong)
• [国際共同研究] University of Southampton(United Kingdom)
• [国際共同研究] Hong Kong Baptist University(Hong Kong)
• [国際共同研究] University of Exeter/University of Southampton(英国)
• [国際共同研究] University of Hong Kong/Hong Kong Baptist University(中国)
• [雑誌論文] Designing a web-based learning support system for flow-chart proving in school geometry (2017)
  • 著者名/発表者名: Miyazaki, M., Fujita, T., Jones, K., & Iwanaga, Y.
  • 雑誌名: Digital Experiences in Mathematics Education 巻: 3 号: 3 ページ: 233-256
  • DOI: 10.1007/s40751-017-0034-z
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] 課題探究として証明することを実現する指導法開発：指導法開発の意味 (2017)
  • 著者名/発表者名: 宮崎樹夫，清水静海，岩永恭雄，市川大輔
  • 雑誌名: 日本数学教育学会 春期研究大会論文集 巻: 5 ページ: 3-8
  • NAID: 120007100481
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] 数学的なプロセスに基づく学力の評価に関する研究：「思考力・判断力・表現力等」に関する評価枠組みの提案 (2017)
  • 著者名/発表者名: 宮崎樹夫
  • 雑誌名: 日本数学教育学会 春期研究大会論文集 巻: 5 ページ: 139-144
  • NAID: 120007100482
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] Trends of Technology Education in Compulsory Education in Japan (2017)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Muramatsu
  • 雑誌名: Journal of Robotics and Mechatronics 巻: 29(6) ページ: 952-956
  • NAID: 130007519766
  • 査読あり
• [雑誌論文] Students’ understanding of the structure of deductive proof (2017)
  • 著者名/発表者名: Miyazaki, M., Fujita, T. and Jones, K.
  • 雑誌名: Educational Studies in Mathematics 巻: 94(2) 号: 2 ページ: 223-239
  • DOI: 10.1007/s10649-016-9720-9
  • 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] 数学的事象に関する課題探究を実現する学力の特定：事柄／証明／体系の生成に着目して (2016)
  • 著者名/発表者名: 宮崎樹夫
  • 雑誌名: 日本数学教育学会 春期研究大会論文集 巻: 4 ページ: 237-242
  • 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 課題探究として証明することのカリキュラム開発：領域「関数J における学習レベルとその移行 (2016)
  • 著者名/発表者名: 岩田耕司，宮崎樹夫，牧野智彦，Taro Fujita
  • 雑誌名: 日本数学教育学会 春期研究大会論文集 巻: 4 ページ: 167-172
  • 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 中学生を対象にしたSNS使用に関わる判断力を育成するシナリオゲーム型教材の開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 安藤明伸, 潟岡冴子,鈴木哲朗,橋渡憲明,佐藤陽,村松浩幸
  • 雑誌名: 日本教育工学会論文誌 巻: 39 ページ: 65-68
  • NAID: 130005125925
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 中学生に栽培技術におけるトレードオフの理解を促すシナリオゲーム教材の開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 村松浩幸，原山千秋，原山康則
  • 雑誌名: 日本教育工学会論文誌 巻: 40 ページ: 173-176
  • NAID: 130005437609
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Developing a Curriculum for Explorative Proving in Lower Secondary School Geometry (2016)
  • 著者名/発表者名: Miyazaki, M., Nagata, J., Chino, K., Fujita, T. Ichikawa D., Shimizu, S, & Iwanaga Y.
  • 雑誌名: Proceedings of the 13th International Congress on Mathematical Education 巻: 未定
  • NAID: 120007100962
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 課題探究として証明することのカリキュラム開発:我が国の中学校数学科全領域における開発枠組みの構築 (2015)
  • 著者名/発表者名: 宮崎樹夫，岩永恭雄，松岡樂
  • 雑誌名: 日本数学教育学会 春期研究大会論文集 巻: 3 ページ: 1-6
  • NAID: 120007100514
  • 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 中学校数学における課題探究として証明することの授業化：第２学年の内容「平行線と角の性質」，「多角形の角についての性質」 (2015)
  • 著者名/発表者名: 宮﨑樹夫, 市川大輔，松岡 樂, 岩永恭雄
  • 雑誌名: 日本科学教育学会年会論文集 巻: 39 ページ: 115-118
  • NAID: 130007430714
  • 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Flow-chart proofs with open problems as scaffolds for learning about geometrical proofs (2015)
  • 著者名/発表者名: Miyazaki, M., Fujita, T. and Jones, K.
  • 雑誌名: ZDM 巻: 47(7) ページ: 1211-1224
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 課題探究として証明することのカリキュラム開発: 領域「数と式」，「図形」の カリキュラム開発枠組みの精緻化. (2015)
  • 著者名/発表者名: 茅野公穂，佐々祐之，宮﨑樹夫，宮川健，中川裕之，岩永恭雄，松岡樂
  • 雑誌名: 日本数学教育学会 春期研究大会論文集 巻: 3 ページ: 7-12
  • NAID: 120007100515
  • 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Proving as an explorative activity in mathematics education: new trends in Japanese research into proof (2015)
  • 著者名/発表者名: Miyazaki, M. and Fujita, T.
  • 雑誌名: Sriraman, B. (Eds.), First Sourcebook on Asian Research in Mathematics Education: China, Korea, Singapore, Japan, Malaysia and India (International Sourcebooks in Mathematics and Science Education) 巻: 1 ページ: 1375-1407
  • 国際共著 / 謝辞記載あり
• [学会発表] 学校技術科における３Ｄ-CAD，３Dプリンターの利用 (2017)
  • 著者名/発表者名: 矢代祐介・村松浩幸
  • 学会等名: 日本教育工学会 研究会
  • 発表場所: 信州大学
  • 年月日: 2017-03-04
• [学会発表] 課題探究として証明することを実現する指導法開発：指導法開発の意味 (2017)
  • 著者名/発表者名: 宮崎樹夫，清水静海，岩永恭雄，市川大輔
  • 学会等名: 日本数学教育学会 第５回春期研究大会
• [学会発表] 数学的なプロセスに基づく学力の評価に関する研究：「思考力・判断力・表現力等」に関する評価枠組みの提案 (2017)
  • 著者名/発表者名: 宮崎樹夫
  • 学会等名: 日本数学教育学会 第５回春期研究大会
• [学会発表] Identifying Local Proof ‘Modules’ during Proving (2017)
  • 著者名/発表者名: Miyazaki, M, Fujita, T, Jones, K. and Ichikawa, D.
  • 学会等名: the 41th Conference of the International Group for the Psychology of Mathematics Education
  • 国際学会
• [学会発表] 課題探究として証明することを実現する指導法開発：指導法開発の意味と段階 (2017)
  • 著者名/発表者名: 宮崎樹夫
  • 学会等名: 日本科学教育学会年会
• [学会発表] 領域固有な方法知を生成しようとする態度を養うタスクデザイン (2017)
  • 著者名/発表者名: 宮崎樹夫, 茅野公穂, 小松孝太郎, 松永泰幸, Bokhove, C., Leung, A., Mok, I.
  • 学会等名: 日本科学教育学会年会
• [学会発表] 証明の構造の理解に関する研究：前提と結論の接合における，局所的なモジュールの型の同定 (2017)
  • 著者名/発表者名: 宮崎樹夫，藤田太郎, Jones Keith, 市川大輔
  • 学会等名: 日本数学教育学会秋期研究大会
• [学会発表] 小学校を対象とした理科においてプログラミングを導入した授業の開発 (2017)
  • 著者名/発表者名: 藤牧泰輔・林康成・村松浩幸・蛭田直
  • 学会等名: 日本産業技術教育学会技術教育分科会研究会
• [学会発表] 証明の構造の理解に関する研究：前提と結論の接合における，局所的なモジュールの型の推定 (2016)
  • 著者名/発表者名: 宮崎樹夫，藤田太郎
  • 学会等名: 日本数学教育学会秋期研究大会
  • 発表場所: 弘前大学
  • 年月日: 2016-10-29
• [学会発表] 教員養成学部におけるデジタルクラフト導入モデルの提案 (2016)
  • 著者名/発表者名: 村松浩幸・門田和雄
  • 学会等名: 日本産業技術教育学会
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2016-08-27
• [学会発表] 中学校技術科における電力システムの学習教材 を用いた授業設計とその評価 (2016)
  • 著者名/発表者名: 橋渡憲明・村松浩幸・芦田肇・矢代祐介
  • 学会等名: 日本産業技術教育学会
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2016-08-27
• [学会発表] 中学校数学における，証明学習支援システムの刷新：“定理ブロック”の活用による，証明を構想する活動の充実 (2016)
  • 著者名/発表者名: 宮崎樹夫，村松浩幸，岩永恭雄
  • 学会等名: 日本科学教育学会年会
  • 発表場所: ホルトホール大分（大分市）
  • 年月日: 2016-08-19
• [学会発表] Developing a Curriculum for Explorative Proving in Lower Secondary School Geometry (2016)
  • 著者名/発表者名: Miyazaki, M., Nagata, J., Chino, K., Fujita, T. Ichikawa D., Shimizu, S, & Iwanaga Y.
  • 学会等名: the 13th International Congress on Mathematical Education
  • 発表場所: University of Hamburg(Germany)
  • 年月日: 2016-07-24
  • 国際学会
• [学会発表] Developing a Curriculum for Explorative Proving in Lower Secondary School Geometry (2016)
  • 著者名/発表者名: Miyazaki, M., Nagata, J., Chino, K., Fujita, T. Ichikawa D., Shimizu, S, & Iwanaga Y.
  • 学会等名: the 13th International Congress on Mathematical Education
  • 発表場所: University of Hamburg, Hamburg, Germany
  • 年月日: 2016-07-24
  • 国際学会
• [学会発表] 数学的事象に関する課題探究を実現する学力の特定：事柄／証明／体系の生成に着目して (2016)
  • 著者名/発表者名: 宮崎樹夫
  • 学会等名: 日本数学教育学会 第４回春期研究大会
  • 発表場所: 埼玉大学
  • 年月日: 2016-06-28
• [学会発表] 課題探究として証明することのカリキュラム開：領域「関数J における学習レベルとその移行 (2016)
  • 著者名/発表者名: 岩田耕司，宮崎樹夫，牧野智彦，藤田太郎
  • 学会等名: 日本数学教育学会 第４回春期研究大会
  • 発表場所: 埼玉大学
  • 年月日: 2016-06-28
• [学会発表] On Geometry for Development of Critical Thinking (2016)
  • 著者名/発表者名: 宮崎樹夫
  • 学会等名: SEAMEO RECSAM-University of Tsukuba Joint Seminar “Searching for Quality Mathematics Curriculum Framework on the Era of Globalization”
  • 発表場所: Tokyo Campus, University of Tsukuba
  • 年月日: 2016-02-17
  • 招待講演
• [学会発表] Development of a Worksheet for Use in Turbine Contests in Junior High School Technology Education (2015)
  • 著者名/発表者名: Noriaki Hashido, Hiroyuki Muramatsu
  • 学会等名: International Conferrence on Industrial Technology Education for Sustainable Development
  • 発表場所: 中部大学
  • 年月日: 2015-11-06
  • 国際学会
• [学会発表] Prototype of a Cultivation Information Recording Device and Sharing Site in Junior High School Technology Education (2015)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Yashiro, Hiroyuki Muramatsu
  • 学会等名: International Conferrence on Industrial Technology Education for Sustainable Development
  • 発表場所: 中部大学
  • 年月日: 2015-11-06
  • 国際学会
• [学会発表] Development of a Disaster Prevention Education Database Based on the Objectives Taxonomy of Disaster Prevention Education (2015)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki,Muramatsu Hideaki,Shimada Satoshi,Tanaka Daisuke,Hirouchi Misyunori,Yatsuka and Takashi.Mizuguchi
  • 学会等名: International Conferrence on Industrial Technology Education for Sustainable Development
  • 発表場所: 中部大学
  • 年月日: 2015-11-06
  • 国際学会
• [学会発表] 中学校数学における課題探究として証明することの授業化：第２学年の内容「平行線と角の性質」，「多角形の角についての性質」 (2015)
  • 著者名/発表者名: 宮﨑樹夫, 市川大輔，松岡 樂, 岩永恭雄
  • 学会等名: 日本科学教育学会年会
  • 発表場所: 山形大学
  • 年月日: 2015-08-21
• [学会発表] 課題探究として証明することのカリキュラム開発:我が国の中学校数学科全領域における開発枠組みの構築 (2015)
  • 著者名/発表者名: 宮崎樹夫，岩永恭雄，松岡樂
  • 学会等名: 日本数学教育学会 第３回春期研究大会
  • 発表場所: 東京理科大学
  • 年月日: 2015-06-28
• [学会発表] Aspects of scaffolding in a web-based learning system for congruency-based proofs in geometry (2015)
  • 著者名/発表者名: Keith Jones, Mikio Miyazaki and Taro Fujita
  • 学会等名: 12th International Conference on Technology in Mathematics Teaching
  • 発表場所: University of Algarve, Faculty of Sciences and Technology
  • 年月日: 2015-06-24
  • 国際学会
• [図書] 『新学習指導要領の展開 数学編』２章「第２ 各学年の目標及び内容」のポイントと解説；第１学年C図形(pp. 36 - 43),第２学年C図形(pp. 72 - 83), 第３学年C図形(pp. 116 - 125), 所蔵：永田潤一郎（編著） (2017)
  • 著者名/発表者名: 宮崎樹夫
  • 総ページ数: 208
  • 出版者: 明治図書
  • ISBN: 9784183343185
• [図書] 『イノベーション力育成を図る中学校技術科の授業デザイン』5.1 エネルギー変換の学習における電力システムの体験的学習 (2016)
  • 著者名/発表者名: 村松浩幸，瀬下裕介
  • 総ページ数: 312
  • 出版者: ジーアス教育新社
• [図書] 『イノベーション力育成を図る中学校技術科の授業デザイン』9.2 体験的知的財産学習によるロボット製作学習 (2016)
  • 著者名/発表者名: 村松浩幸
  • 総ページ数: 312
  • 出版者: ジーアス教育新社
• [図書] Proving as an explorative activity in mathematics education: new trends in Japanese research into proof. In Sriraman, B. (Eds.), First Sourcebook on Asian Research in Mathematics Education: China, Korea, Singapore, Japan, Malaysia and India (International Sourcebooks in Mathematics and Science Education) (2015)
  • 著者名/発表者名: Miyazaki, M. and Fujita, T.
  • 総ページ数: 1767
  • 出版者: Information Age Publishing