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科目間・教科間連携を見据えた分子生物学教材研究を中心とする新しい生物学教育の展開

研究課題

研究課題/領域番号 16H03804
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 教科教育学
研究機関東京理科大学

研究代表者

武村 政春  東京理科大学, 理学部第一部教養学科, 教授 (50303623)

研究分担者 山野井 貴浩  白鴎大学, 教育学部, 准教授 (40567187)
研究協力者 内山 智枝子  
倉林 正  
深谷 将  
明石 基洋  
風間 智子  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
16,640千円 (直接経費: 12,800千円、間接経費: 3,840千円)
2018年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2017年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2016年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
キーワード生物学教育 / 分子生物学教育 / 進化教育 / ウイルス学教育 / 教材開発 / DNA教材 / 進化・系統学教材 / ウイルス教材 / ICT教材 / ウイルス教育 / 教科間連携 / 進化・系統教育 / ICT教材開発 / 免疫教育 / 共生説 / セントラルドグマ / 電気泳動 / DNA抽出実験 / 巨大ウイルス / 免疫教材開発
研究成果の概要

生徒の分子生物学、進化生物学に関する知識不足に対応するため、現行の学習指導要領に基づく高校生物教育ではこれらの分野の内容が大きく変化したが、内容の充実は適切な教材の開発や普及と必ずしも協調せず、その開発は急務であった。そこで本研究では、この課題を克服するため、生徒が自作できるDNA教材の開発、分子生物学教育の改善に関する研究、簡易型電気泳動ならびに手動PCR教材の開発、生物進化に関する質問紙調査、共生説教材の開発、生物分野で使えるアプリの開発、免疫とタンパク質分野をつなげた教材の開発、教科間連携を目指したウイルス教材ならびにGISアプリの開発を行い、その教育効果を検討した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

「生物基礎」ならびに「生物」において分子生物学や進化生物学を中心とする分野が拡充されたことにより、高校生物で生徒が学習すべき内容は大幅に深化したが、これらの内容を体験できる生徒実験・生物教材は不足していた。本研究では、特にこれらが不足している分野(分子生物学、進化生物学、生物系統学、免疫学、ウイルス学)で用いることができる簡便な生徒実験・生物教材を新たに作ることに成功し、そのうちいくつかについて授業実践による教育効果が確かめられた。本研究で開発した新しい生徒実験・生物教材は、現状における不足を補い、生命科学の時代と呼ばれる今世紀に活躍する人材育成に、大きく貢献できることが期待できる。

報告書

(4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
  • 研究成果

    (36件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 11件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (20件) (うち国際学会 6件) 図書 (4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Visualization of giant virus particles and development of “VIRAMOS” for high school and university biology course2019

    • 著者名/発表者名
      Motohiro Akashi, Sho Fukaya, Chieko Uchiyama, Keita Aoki, Masaharu Takemura
    • 雑誌名

      Biochemistry and Molecular Biology Education

      巻: 印刷中 号: 4 ページ: 426-431

    • DOI

      10.1002/bmb.21249

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 生物の共通性と多様性の見方を養う小学校3年生向けの理科授業の開発 ―翅の枚数が少ないハエやカは昆虫かどうかを考える―2019

    • 著者名/発表者名
      山野井貴浩、阿部なつの
    • 雑誌名

      生物教育

      巻: 60

    • NAID

      130007762335

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] DNAとRNAの役割の違いは、なぜ区別されにくいのか?2018

    • 著者名/発表者名
      内山智枝子、武村政春
    • 雑誌名

      生物教育

      巻: 59 ページ: 164-172

    • NAID

      130007501635

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] タブレットを用いたシミュレーション活動が中学校理科での遺伝の規則性の学習と優性の概念へ与える影響2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤綾、山野井貴浩、柏木純、青木悠樹
    • 雑誌名

      生物教育

      巻: 59 ページ: 64-74

    • NAID

      130007501149

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 中学生対象の優性形質に関する認識調査と生存に不適な優性形質を題材とした授業実践2018

    • 著者名/発表者名
      山野井貴浩、楢原千琴、谷津潤
    • 雑誌名

      生物教育

      巻: 59 ページ: 150-157

    • NAID

      130007501498

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 大学生対象の「種族維持」概念の保有状況調査―高等学校生物および大学での進化に関する講義の履修の影響に注目して―2018

    • 著者名/発表者名
      山野井貴浩、佐藤綾、古屋康則
    • 雑誌名

      理科教育学研究

      巻: 59 ページ: 285-291

    • NAID

      130007534907

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 簡単で安価な電気泳動装置の開発による実践的な電気泳動実験2017

    • 著者名/発表者名
      倉林正、武村政春
    • 雑誌名

      生物教育

      巻: 58 ページ: 114-121

    • NAID

      130007500862

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 生物進化の実感を伴った理解を目指して2017

    • 著者名/発表者名
      山野井貴浩
    • 雑誌名

      理科教育学研究

      巻: 58 号: 1 ページ: 89-97

    • DOI

      10.11639/sjst.16069

    • NAID

      130005906754

    • ISSN
      1345-2614, 2187-509X
    • 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
  • [雑誌論文] 抽出物がDNAであることを確かめる対照実験を伴う検証の必要性2016

    • 著者名/発表者名
      谷津潤、山野井貴浩
    • 雑誌名

      理科教育学研究

      巻: 57 号: 1 ページ: 63-70

    • DOI

      10.11639/sjst.15056

    • NAID

      130005260498

    • ISSN
      1345-2614, 2187-509X
    • 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] Draft genome sequence of Tokyovirus, a member of the Marseilleviridae isolated from the Arakawa River of Tokyo, Japan2016

    • 著者名/発表者名
      Masaharu Takemura
    • 雑誌名

      Genome Announcements

      巻: 4 号: 3

    • DOI

      10.1128/genomea.00429-16

    • 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
  • [雑誌論文] Nearly complete genome sequences of two Mimivirus strains isolated from Japanese fresh water pond and river mouth2016

    • 著者名/発表者名
      Masaharu Takemura, Tatsuya Mikami, Shingo Murono
    • 雑誌名

      Genome Announcements

      巻: 4 号: 6

    • DOI

      10.1128/genomea.01378-16

    • 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
  • [学会発表] 分子生物学実験の繋がりを掴む安価な実験教材の教育効果2019

    • 著者名/発表者名
      倉林正, 深谷将, 武村政春
    • 学会等名
      日本生物教育学会第103回全国大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 系統樹を題材とした情報活用教材の開発2019

    • 著者名/発表者名
      深谷将, 内山智枝子, 武村政春
    • 学会等名
      日本生物教育学会第103回全国大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] GIS(地理情報システム)を活用した生物教育の検討~教科間連携教材の開発と教材生物の採集地点の共有化~2019

    • 著者名/発表者名
      倉林正, 深谷将, 武村政春
    • 学会等名
      日本生物教育学会第103回全国大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Are Unicorn Beetles Insects?- Development of Junior High School Class to Investigate Arthropod Morphology from an Evolutionary Perspective -2018

    • 著者名/発表者名
      Takahiro YAMANOI, Kenta YOKOUCHI
    • 学会等名
      AABE (The Asian Association for Biology Education) 27th Biennial Conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 下線引きのオンライン収集・可視化・分析システムの開発と活用2018

    • 著者名/発表者名
      深谷将, 武村政春
    • 学会等名
      日本教育工学会第34回全国大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 生命倫理観の涵養に向けた実験教材・授業の開発研究2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤有理, 武村政春
    • 学会等名
      日本生物教育学会第102回全国大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ヒトの遺伝に着目したパフォーマンス課題の検討および授業実践2018

    • 著者名/発表者名
      内山智枝子, 武村政春, 伊藤稔
    • 学会等名
      日本生物教育学会第102回全国大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 尿糖試験紙を用いた酵素反応の実験およびICTを用いたその応用2018

    • 著者名/発表者名
      深谷将, 武村政春
    • 学会等名
      日本生物教育学会第102回全国大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] RuBisCO遺伝子に着目した共生説の生徒理解を促す分子生物学実験教材の開発2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤晶, 武村政春
    • 学会等名
      日本生物教育学会第102回全国大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 分子生物学実験の繋がりを掴む安価な実験教材の開発と授業実践2018

    • 著者名/発表者名
      倉林正, 深谷将, 武村政春
    • 学会等名
      日本生物教育学会第102回全国大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 生物進化の変遷の時間のスケールに関する認識調査と試行的な授業実践2018

    • 著者名/発表者名
      田中仁美, 山野井貴浩, 武村政春
    • 学会等名
      日本生物教育学会第102回全国大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 電気泳動の原理学習のための簡易実験教材の開発2017

    • 著者名/発表者名
      和泉勝樹、武村政春
    • 学会等名
      日本生物教育学会第101回全国大会
    • 発表場所
      東京学芸大学(東京都小金井市)
    • 年月日
      2017-01-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 「遺伝子とその働き」の単元におけるパフォーマンス課題の検討および授業実践2017

    • 著者名/発表者名
      内山智枝子、武村政春
    • 学会等名
      日本生物教育学会第101回全国大会
    • 発表場所
      東京学芸大学(東京都小金井市)
    • 年月日
      2017-01-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 進化と系統の結びつけによる教育効果のICTを活用した調査2017

    • 著者名/発表者名
      深谷将、武村政春
    • 学会等名
      日本生物教育学会第101回全国大会
    • 発表場所
      東京学芸大学(東京都小金井市)
    • 年月日
      2017-01-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 温泉の底質泥から分離した新規巨大ウイルスについて2017

    • 著者名/発表者名
      武村政春, Chihong Song, 望月智弘, 吉川元貴, Romain Blanc-Mathieu, 緒方博之, 村田和義
    • 学会等名
      環境微生物系学会合同大会2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Giant viruses isolated from Japanese aquatic environments2017

    • 著者名/発表者名
      Masaharu Takemura
    • 学会等名
      3rd Ringberg Symposium on Giant Virus Biology
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Lessons of human evolution using a human skull replica produced with 3D printing technology2016

    • 著者名/発表者名
      Chieko Uchiyama, Masaharu Takemura
    • 学会等名
      International Conference of East-Asian Association for Science Education
    • 発表場所
      東京理科大学(東京都新宿区)
    • 年月日
      2016-08-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Simplified electrophoresis apparatus developed for effective teaching practices in high school biology class2016

    • 著者名/発表者名
      Masashi Kurabayashi, Masaharu Takemura
    • 学会等名
      International Conference of East-Asian Association for Science Education
    • 発表場所
      東京理科大学(東京都新宿区)
    • 年月日
      2016-08-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Simple analogical tool for teaching electrophoresis2016

    • 著者名/発表者名
      Katsuki Izumi, Masaharu Takemura
    • 学会等名
      International Conference of East-Asian Association for Science Education
    • 発表場所
      東京理科大学(東京都新宿区)
    • 年月日
      2016-08-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Simple enzyme kinetics experiment using a tablet camera and urine test strips2016

    • 著者名/発表者名
      Sho Fukaya, Masaharu Takemura
    • 学会等名
      International Conference of East-Asian Association for Science Education
    • 発表場所
      東京理科大学(東京都新宿区)
    • 年月日
      2016-08-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [図書] 改訂 生物2018

    • 著者名/発表者名
      山野井貴浩
    • 総ページ数
      360
    • 出版者
      東京書籍
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [図書] スタンダード生物2018

    • 著者名/発表者名
      山野井貴浩
    • 総ページ数
      480
    • 出版者
      東京書籍
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [図書] Biocommunication of Archaea (Ed. G. Wirzany)2017

    • 著者名/発表者名
      Masaharu Takemura, Tomohiro Mochizuki
    • 総ページ数
      328
    • 出版者
      Springer
    • ISBN
      9783319655352
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [図書] 理工系の基礎・生命科学入門2016

    • 著者名/発表者名
      池北雅彦, 武村政春, 鳥越秀峰, 田村浩二, 水田龍信, 橋本茂樹, 太田尚孝, 鞆達也, 和田直之, 松永幸大, 吉澤一巳, 鈴木智順, 秋本和憲
    • 総ページ数
      272
    • 出版者
      丸善出版
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] 東京理科大学・武村研究室ホームページ

    • URL

      http://www.takemura-lab.com

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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