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タンジブル教材を用いた空間的思考力育成のためのSTEM学習プログラムの開発と評価

研究課題

研究課題/領域番号 17H02003
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 教育工学
研究機関早稲田大学

研究代表者

森田 裕介  早稲田大学, 人間科学学術院, 准教授 (20314891)

研究分担者 辻 宏子  明治学院大学, 心理学部, 教授 (20374754)
瀬戸崎 典夫  長崎大学, 教育学部, 准教授 (70586635)
北澤 武  東京学芸大学, 教育学部, 准教授 (80453033)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
13,390千円 (直接経費: 10,300千円、間接経費: 3,090千円)
2019年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2018年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
2017年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
キーワードSTEM教育 / 空間的思考力 / タンジブル教材 / 教師教育 / バーチャルリアリティ / 空間的思考 / 論理的思考 / 教材開発 / タンジブル学習 / 実践研究 / タンジブルユーザインタフェース / VR / AR / 天体学習 / プログラミング教育 / インタフェース
研究成果の概要

本申請課題では、次の3点について研究を行った。まず、日本の学習指導要領において、STEM領域に関連する教科(理科、数学、技術、情報)から、空間的思考力に関連する学習内容を抽出し、教材を開発した。開発した教材は、実物体と仮想物体が連動した天体学習のためのタンジブル教材、空間図形を学ぶためのタンジブル教材、数の概念を学ぶためのゲーム型学習教材であった。次に、STEM 学習を実践授業に導入することを想定し、実践的評価を実施した。 また、教員を志望する教員養成系大学の学生に対し、STEM教育プログラムを試行し、有用性を検証した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本申請課題では、次の3点について研究を行った。まず、日本の学習指導要領において、STEM領域に関連する教科(理科、数学、技術、情報)から、空間的思考力に関連する学習内容を抽出し、教材を開発した。開発した教材は、実物体と仮想物体が連動した天体学習のためのタンジブル教材、空間図形を学ぶためのタンジブル教材、数の概念を学ぶためのゲーム型学習教材であった。次に、STEM 学習を実践授業に導入することを想定し、実践的評価を実施した。 また、教員を志望する教員養成系大学の学生に対し、STEM教育プログラムを試行し、有用性を検証した。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (44件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (18件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 8件) 学会発表 (26件) (うち国際学会 6件)

  • [雑誌論文] 教員養成系大学生を対象としたSTEM教育に関する授業実践の試み2019

    • 著者名/発表者名
      丸山雅貴, 長濱澄, 北澤武, 瀬戸崎典夫, 森田裕介
    • 雑誌名

      日本科学教育学会研究会研究報告

      巻: 34 号: 3 ページ: 303-308

    • DOI

      10.14935/jsser.34.3_303

    • NAID

      130007769061

    • ISSN
      1882-4684
    • 年月日
      2019-12-21
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] ゲーム型学習教材「ラスワン」による思考力の育成に関する考察2019

    • 著者名/発表者名
      佐野友香莉, 辻宏子, 森田裕介
    • 雑誌名

      日本科学教育学会研究会研究報告

      巻: 34 号: 3 ページ: 181-186

    • DOI

      10.14935/jsser.34.3_181

    • NAID

      130007769008

    • ISSN
      1882-4684
    • 年月日
      2019-12-21
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 小学校算数科におけるプログラミング教育に関する研究2019

    • 著者名/発表者名
      成松 はるか, 青山 和裕, 辻 宏子
    • 雑誌名

      日本科学教育学会研究会研究報告

      巻: 34 号: 3 ページ: 43-46

    • DOI

      10.14935/jsser.34.3_43

    • NAID

      130007769089

    • ISSN
      1882-4684
    • 年月日
      2019-12-21
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] バーチャル環境における街づくりを通した交通安全教育の実践2019

    • 著者名/発表者名
      塩田悠介,瀬戸崎典夫
    • 雑誌名

      日本科学教育学会研究会研究報告

      巻: 34 号: 3 ページ: 275-280

    • DOI

      10.14935/jsser.34.3_275

    • NAID

      130007768999

    • ISSN
      1882-4684
    • 年月日
      2019-12-21
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 天文分野を事例としたバーチャル環境における学習効果2019

    • 著者名/発表者名
      瀬戸崎典夫, 森田裕介
    • 雑誌名

      教育システム情報学会誌

      巻: 36 ページ: 57-65

    • NAID

      130007632195

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] テーブルトップ型顕微鏡画像提示システムの改良と実践授業における学習効果の分析2019

    • 著者名/発表者名
      森田和行,瀬戸崎典夫,森田裕介
    • 雑誌名

      科学教育研究

      巻: 43 ページ: 3-21

    • NAID

      130007632364

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 多面的・多角的な思考を促す平和教育の実践-全天球VR教材の活用を通して-2019

    • 著者名/発表者名
      片山桂維, 瀬戸崎典夫
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告(ET)

      巻: 2019-45 ページ: 75-78

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] 科学的リテラシーの育成を支援するRPG教材の開発 -食を題材とした探索的な学びを通して-2019

    • 著者名/発表者名
      瀬戸崎典夫, 荒木一
    • 雑誌名

      長崎大学教育学部紀要(教育科学)

      巻: 84 ページ: 49-57

    • NAID

      120006974794

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] 月の満ち欠けについて学ぶ探索型VR 教材の開発2018

    • 著者名/発表者名
      瀬戸崎典夫, 冨永裕也, 森田裕介
    • 雑誌名

      日本教育工学会論文誌

      巻: 42 号: Suppl. ページ: 089-092

    • DOI

      10.15077/jjet.S42047

    • NAID

      130007546288

    • ISSN
      1349-8290, 2189-6453
    • 年月日
      2018-12-20
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 教育のICT活用を授業で直接体験する時期が教育学部生のICT活用指導力に与える影響2018

    • 著者名/発表者名
      北澤 武, 瀬戸崎 典夫, 森田 裕介, 福本 徹
    • 雑誌名

      教育情報研究

      巻: 34 号: 1 ページ: 3-16

    • DOI

      10.20694/jjsei.34.1_3

    • NAID

      130007493742

    • ISSN
      0912-6732, 2432-1745
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development and Evaluation of the Usefulness of Collaborative Learning on the Tangible AR Learning Equipment for Astronomy Education2018

    • 著者名/発表者名
      N. Setozaki, K. Suzuki, T. Iwasaki, Y. Morita
    • 雑誌名

      Educational technology research

      巻: 40 号: 1 ページ: 71-83

    • DOI

      10.15077/etr.41092

    • NAID

      130006565572

    • ISSN
      0387-7434, 2189-7751
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 小学校理科に求められるプログラミング教育とその意義―新学習指導要領の内容とSTEM/STEAM教育の視点から―2018

    • 著者名/発表者名
      北澤武
    • 雑誌名

      理科の教育

      巻: 787 ページ: 13-16

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Scratchを用いたプログラミング授業の実践による児童の印象変容に関する一考察2018

    • 著者名/発表者名
      丸山雅貴,栗山直子,森田裕介
    • 雑誌名

      日本教育工学会研究報告集

      巻: 18 ページ: 167-170

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] 高等学校情報科における自律型ロボットを用いたPBL型授業の効果に関する一検討2018

    • 著者名/発表者名
      河野通俊,長濱澄,森田裕介
    • 雑誌名

      日本教育工学会研究報告集

      巻: 18 ページ: 127-134

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] VRによる空間提示と実空間再現性に関する一検討2018

    • 著者名/発表者名
      長濱澄,大秦一真,田尻圭佑,森田裕介
    • 雑誌名

      日本教育工学会研究報告集

      巻: 18 ページ: 83-86

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] 3D仮想モデル操作による没入型天体教材の開発と評価2018

    • 著者名/発表者名
      田尻圭佑,森田裕介,瀬戸崎典夫
    • 雑誌名

      日本教育工学会研究報告集

      巻: 18 ページ: 351-354

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] 教育のICT活用を授業で直接体験する時期が教育学部生のICT活用指導力に与える影響2018

    • 著者名/発表者名
      北澤武,瀬戸崎典夫,森田裕介,福本徹
    • 雑誌名

      教育情報研究

      巻: 34(1)

    • NAID

      130007493742

    • 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] タンジブル天体学習用AR教材の開発および協調学習における有用性の評価2017

    • 著者名/発表者名
      瀬戸崎 典夫、鈴木 滉平、岩崎 勤、森田 裕介
    • 雑誌名

      日本教育工学会論文誌

      巻: 40 号: 4 ページ: 253-263

    • DOI

      10.15077/jjet.40052

    • NAID

      130005466786

    • ISSN
      1349-8290, 2189-6453
    • 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
  • [学会発表] Effects of Teacher’s Training Programs: Focus on STEM/STEAM Education at Japanese Elementary Schools2019

    • 著者名/発表者名
      Kitazawa, T., Koizumi, S., Morita, Y., Setozaki, N & Tsuji, H.
    • 学会等名
      17th Annual Hawaii International Conference on Education
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 児童生徒の情報活用能力に着目したSTEM/STEAM教育の試み2019

    • 著者名/発表者名
      北澤武,宮村連理
    • 学会等名
      日本科学教育学会第43回年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 教員養成系大学生が抱くSTEM教育に対するイメージの記述に関する分析の試み2019

    • 著者名/発表者名
      丸山雅貴,長濱澄,北澤武,齊藤智樹,瀬戸崎典夫,森田裕介
    • 学会等名
      日本教育工学会2019年秋季全国大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 小学校における教科横断的な学びに対する学生の認識2019

    • 著者名/発表者名
      辻宏子,森田裕介,江草遼平,北澤武,瀬戸崎典夫
    • 学会等名
      日本教育工学会2019年秋季全国大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ゲーム型学習教材「ラスラン」の開発および評価2019

    • 著者名/発表者名
      佐野友香莉,長濱澄,辻宏子,森田裕介
    • 学会等名
      日本教育工学会2019年秋季全国大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] NGSSに見るSTEM教育における数学の位置づけ:領域横断的な概念に注目する必要性2019

    • 著者名/発表者名
      辻宏子
    • 学会等名
      日本科学教育学会第43回年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] バーチャル環境におけるまちづくりを通したSTEAM教育の実践2019

    • 著者名/発表者名
      瀬戸崎典夫, 塩田悠介, 北村史
    • 学会等名
      日本教育工学会2020年春季全国大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 全天球VR教材を活用した戦争の加害と被害を学ぶ:平和教育の実践2019

    • 著者名/発表者名
      瀬戸崎典夫, 片山桂維
    • 学会等名
      教育システム情報学会第44回全国大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 没入型タンジブル平和学習用VR教材の開発2019

    • 著者名/発表者名
      瀬戸崎典夫, 森田裕介, 全炳徳
    • 学会等名
      日本教育工学会2019年秋季全国大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] VR Learning System to Support Active Locomoting Viewpoint for Astronomy Education2018

    • 著者名/発表者名
      N. Setozaki, Y. Tominaga, Y. Morita
    • 学会等名
      26th International Conference on Computers in Education (ICCE)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Pilot Study on the Effects of a VR based Learning Equipment about Diurnal Motion using 3D Gesture Manipulation2018

    • 著者名/発表者名
      N. Setozaki, K. Tajiri, T. Nagahama, Y. Morita
    • 学会等名
      World Conference on Educational Multimedia, Hypermedia & Telecommunications (ED-MEDIA)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Trial Study on Connected Media for Correspondence High School Students2018

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Morita, Keiko Iizuka, Toru Nagahama
    • 学会等名
      World Conference on Educational Multimedia, Hypermedia & Telecommunications (ED-MEDIA)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Assessment of Interactive Virtual Learning Environment to Observe Non-actual Phenomena through Explorative Activities2018

    • 著者名/発表者名
      Yusuke MORITA, Yuyako MIYANISHI, Toru NAGAHAMA
    • 学会等名
      26th International Conference on Computers in Education (ICCE)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 3次元 CG モデルの制作による空間認識力育成の効果2018

    • 著者名/発表者名
      瀬戸崎典夫, 中村優太郎, 森田裕介
    • 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] 教員養成系大学生の教科内容の関係性の理解に関する一考察―カリキュラム・マネジメントとSTEM/STEAM教育の観点から―2018

    • 著者名/発表者名
      北澤武,森田裕介,瀬戸崎典夫,辻宏子
    • 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] STEM教育における空間認識力の育成を目的としたVR教材の試作2018

    • 著者名/発表者名
      森田裕介,宮西祐香子,北澤武,瀬戸崎典夫,辻宏子,江草遼平,長濱澄
    • 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] 天文分野におけるプログラミング学習を取り入れた STEM 教育の提案2018

    • 著者名/発表者名
      瀬戸崎典夫, 山本亜耶, 森田裕介
    • 学会等名
      日本科学教育学会第42回年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 教員の ICT 活用指導力とプログラミング教育に対する自己効力感の関連分析 -STEM/STEAM 教育を目指す小学校の模擬授業を通して-2018

    • 著者名/発表者名
      北澤武,森田裕介,瀬戸崎典夫,辻宏子
    • 学会等名
      日本科学教育学会第42回年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Learning by Tangible Learning System in Science Class2017

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Morita, Norio Setozaki
    • 学会等名
      Human Computer Interaction International 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] VR 環境における制作活動による空間認識力の変容2017

    • 著者名/発表者名
      瀬戸崎典夫, 中村優太郎, 森田裕介
    • 学会等名
      日本科学教育学会研究会報告
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 仮想モデル操作による没入型天体教材の開発に関する一検討2017

    • 著者名/発表者名
      田尻圭佑・瀬戸崎典夫・森田裕介
    • 学会等名
      日本科学教育学会研究会報告
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] タブレット版タンジブル教材の体験と指導案の作成が教育学部生のICT活用指導力に対する認識に与える影響2017

    • 著者名/発表者名
      北澤武,森田裕介,瀬戸崎典夫,田尻圭佑,長濱澄,辻宏子
    • 学会等名
      日本教育工学会第33回全国大会講演論文集
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 天体学習を支援するためのタブレット版タンジブル学習システムの開発2017

    • 著者名/発表者名
      森田裕介・北澤武・瀬戸崎典夫・田尻圭佑・長濱澄・辻宏子
    • 学会等名
      日本教育工学会第33回全国大会講演論文集
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 講義の初期段階でICTを直接体験する実践が教育学部生のICT活用指導力に与える影響2017

    • 著者名/発表者名
      北澤武,瀬戸崎典夫,森田裕介,福本徹
    • 学会等名
      日本科学教育学会年会論文集
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 教員養成課程学生の能動的視点移動を支援する探索型天体 VR 教材の開発2017

    • 著者名/発表者名
      瀬戸崎典夫, 冨永裕也, 森田裕介
    • 学会等名
      第42回教育システム情報学会論文集
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 高等学校情報科における自立型ロボットを用いたプログラミング教育の効果に関する検討2017

    • 著者名/発表者名
      河野通敏・森田裕介
    • 学会等名
      日本教育工学会第33回全国大会講演論文集
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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