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中学校理科における小・中学校間の円滑な接続のための学習支援システムの構築

研究課題

研究課題/領域番号 19K02681
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分09040:教科教育学および初等中等教育学関連
研究機関奈良教育大学

研究代表者

石井 俊行  奈良教育大学, 理科教育講座, 教授 (50636446)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
キーワードつまずき / 知識・技能 / 押さえておくべき / 理解が深まる / 地層 / 火山灰層 / 標高 / 柱状図 / 析出量 / 溶解度 / 温度変化 / 磁界 / 円形導線 / コイル / 教具 / 地形図 / 月の満ち欠け / 地層の重なり / 物質の密度 / 熱運動 / 熱膨張 / 電子レンジ / 推論スキーマ / 比例 / 一定 / 気体の発生 / 学習の転移 / 類似 / 3段階つまずき特定法 / 総合問題 / 中位問題 / 下位問題
研究開始時の研究の概要

申請者が開発した「3段階つまずき特定法」を用いて,なぜ理解することができないのかを解明する.まず,「総合問題」「中位問題」「下位問題」のテストでの正誤の型の違いで,グループA~Fの6段階にグループ分けをする.次に,どのような知識・技能が不足しているのかを明らかにするために,隣接するグループ間における「それらの解答に直接必要な1問1答式の知識・技能テスト」での正誤者数と「苦手箇所の意識調査」の人数をもとに,フィッシャーの正確確率検定を用いて5%水準での有意差のある箇所を見出し.「押さえておくべき知識・技能」を特定する.そして,それらの知識・技能を補強する授業の有効性を考案していく.

研究成果の概要

「月の満ち欠け」は「太陽・月・地球の位置関係」,「地層」は「火山灰層(鍵層)の利用方法」「柱状図と標高の関係」,「水溶液中の溶質の析出量」は「溶解できる最大の質量は溶媒の質量に比例する」,の知識・技能の欠如でつまずきが起こる.「単位量当たりの大きさ」は,「物質の密度」にも直結している.小学4年でも,「発泡スチロール球による指導」と「電子レンジの仕組みに関する指導」によって熱膨張を粒の熱運動で捉えることができる.電気学習を進める水流モデルは「循環型水流モデル」にすべきである.類推問題を事前に解かせることで理科学習の転移が生じやすい.浮力は水に浮く物体も定量的に扱うことで理解が深まる.

研究成果の学術的意義や社会的意義

せっかくの楽しい授業が知識・技能を習得していないために,分からない,つまらない授業になる可能性がある.児童・生徒は,内容を理解できないことに対して,興味・関心を持つはずがない.そのためにも「押さえておくべき知識・技能(つまずきの克服)」と「理科学習の新たな指導法」を報告することで,教育関係者の共通理解が図られ,その部分を意識して重点的に指導に当たることできる.そのことで,児童・生徒は理科に対して興味・関心を持ち続けられ,科学的見方・考え方ができるようになり,結果的に「学業不振の児童・生徒」や「理科嫌いの児童・生徒」が減少していくことが期待できる.

報告書

(6件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (13件) (うちオープンアクセス 11件、 査読あり 11件) 学会発表 (9件)

  • [雑誌論文] 水溶液での「物質の析出量の算出」におけるつまずきの要因分析2024

    • 著者名/発表者名
      髙橋 純平, 佐藤 雄紀, 石井 俊行
    • 雑誌名

      日本科学教育学会研究会研究報告

      巻: 38 号: 4 ページ: 13-18

    • DOI

      10.14935/jsser.38.4_13

    • ISSN
      1882-4684
    • 年月日
      2024-03-16
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] 中学理科「地層の重なり」におけるつまずきの要因分析と指導法の検討2023

    • 著者名/発表者名
      石井 俊行、柴田 真弓、髙松 千恵実、荒川 友希、田中 智貴、石井 佑典
    • 雑誌名

      日本科学教育学会研究会研究報告

      巻: 37 号: 6 ページ: 101-106

    • DOI

      10.14935/jsser.37.6_101

    • ISSN
      1882-4684
    • 年月日
      2023-06-24
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 「月の満ち欠け」におけるつまずきの要因分析と指導法の検討~中学生の理解を促進させるために~2022

    • 著者名/発表者名
      石井俊行, 坂本 春貴, 荒川 友希
    • 雑誌名

      科学教育研究

      巻: 46 号: 4 ページ: 438-447

    • DOI

      10.14935/jssej.46.438

    • ISSN
      0386-4553, 2188-5338
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 小学算数「単位量当たりの大きさ」が中学理科「密度」に及ぼす効果~全国学力・学習状況調査問題「算数A」と比較して~2021

    • 著者名/発表者名
      石井 俊行、鶴見 行雄
    • 雑誌名

      科学教育研究

      巻: 45 号: 3 ページ: 280-291

    • DOI

      10.14935/jssej.45.280

    • NAID

      130008101538

    • ISSN
      0386-4553, 2188-5338
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 中学生の合成抵抗の学習にゲーム的要素を取り入れることの効果~理解に影響を及ぼす要因を検討して~2021

    • 著者名/発表者名
      石井俊行・栁井孝夫・寺山桂史・中村大輝
    • 雑誌名

      科学教育研究

      巻: 45(1) ページ: 1-10

    • NAID

      130008021979

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 理科学習の意義や有用性を実感させるための指導法の検討 ─小学6年「てこの利用」に爪切りを導入することの効果─2020

    • 著者名/発表者名
      石井俊行・桝本有真・南口有砂
    • 雑誌名

      奈良教育大学紀要. 人文・社会科学 = Bulletin of Nara University of Education. Cultural and Social Science

      巻: 69 号: 1 ページ: 125-131

    • DOI

      10.20636/00013383

    • NAID

      120006994671

    • URL

      http://hdl.handle.net/10105/00013383

    • 年月日
      2020-12-25
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 浮力の指導内容の違いが中学生の理解や意識に及ぼす影響 - アルキメデスの原理の学習の効果 -2020

    • 著者名/発表者名
      石井俊行・田中智貴・吉岡照子
    • 雑誌名

      次世代教員養成センター研究紀要

      巻: 6 ページ: 181-186

    • DOI

      10.20636/00013339

    • NAID

      120006866840

    • URL

      http://hdl.handle.net/10105/00013339

    • 年月日
      2020-03-31
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 小学4年「ものの温度と体積」に粒子モデルを導入することの効果~電子レンジで粒の動きと温度の関係に着目させて~2020

    • 著者名/発表者名
      石井俊行・岡本智子・柿沼宏充
    • 雑誌名

      科学教育研究

      巻: 44(3) ページ: 168-179

    • NAID

      130007925226

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 中学生の意識や理解を考慮した電気学習における水流モデルの検討~非循環型と循環型を比較して~2020

    • 著者名/発表者名
      石井俊行・荒川友希・伊東明彦
    • 雑誌名

      学校教育実践ジャーナル

      巻: 3 ページ: 3-10

    • NAID

      40022335983

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 中学生の意識や理解を考慮した電気学習における水流モデルの検討:非循環型と循環型を比較して2020

    • 著者名/発表者名
      石井俊行・荒川友希・伊東明彦
    • 雑誌名

      学校教育実践ジャーナル

      巻: 3 ページ: 3-10

    • NAID

      40022335983

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 浮力の指導内容の違いが中学生の理解や意識に及ぼす影響:アルキメデスの原理の学習の効果2020

    • 著者名/発表者名
      石井俊行・田中智貴・吉岡照子
    • 雑誌名

      奈良教育大学次世代教員養成センター研究紀要

      巻: 6 ページ: 181-186

    • NAID

      120006866840

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 中学理科における電圧の理解を促進させるための水流モデルの検討:モデルにおける水の循環の有無に着目して2020

    • 著者名/発表者名
      石井俊行・内藤拓・伊東明彦
    • 雑誌名

      奈良教育大学次世代教員養成センター研究紀要

      巻: 6 ページ: 205-210

    • NAID

      120006869956

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 類推による問題解決能力を活かした 理科学習指導法の検討: グラフ・データ解釈を向上させるために2019

    • 著者名/発表者名
      石井俊行・大歳愛海
    • 雑誌名

      科学教育研究

      巻: 43(3) ページ: 244-252

    • NAID

      130007726499

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 水溶液での「物質の析出量の算出」におけるつまずきの要因分析2024

    • 著者名/発表者名
      髙橋 純平, 佐藤 雄紀, 石井 俊行
    • 学会等名
      日本科学教育学会北関東大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 中学理科「地層の重なり」におけるつまずきの要因分析と指導法の検討2023

    • 著者名/発表者名
      石井 俊行, 柴田 真弓, 髙松 千恵実, 荒川 友希, 田中 智貴, 石井 佑典
    • 学会等名
      日本科学教育学会東海大会(三重大会)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 水溶液における「析出量の算出」には,どのようなつまずきがあるのか?2023

    • 著者名/発表者名
      髙橋 純平, 佐藤 雄紀,堀本宗弘,板橋保之,石井 俊行
    • 学会等名
      日本理科教育学会近畿支部大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] コイルが作る磁界の理解を促進させる教具の開発2022

    • 著者名/発表者名
      寺山桂史,山本浩大,伊東明彦,石井俊行
    • 学会等名
      日本理科教育学会近畿支部大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 小学 4 年「電流の働き」に水流モデルを導入することは有効か?2022

    • 著者名/発表者名
      石井俊行,大塚萌実,岡本智子
    • 学会等名
      日本理科教育学会近畿支部大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 小学4年「ものの温度と体積」に熱運動の導入は効果的か?~電子レンジのしくみの説明を通して~2021

    • 著者名/発表者名
      石井俊行、岡本智子、柿沼宏充
    • 学会等名
      日本理科教育学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 小学算数「単位量当たりの大きさ」が中学理科「密度」に与える影響は? ~ 全国学力・学習状況調査問題「算数A」を用いて ~2021

    • 著者名/発表者名
      石井俊行、鶴見行雄
    • 学会等名
      日本科学教育学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 小・中学校理科地層分野の学習に必要な知識・技能とは?2019

    • 著者名/発表者名
      石井俊行・荒川友希・田中智貴・岡本真弓・石井佑典
    • 学会等名
      日本理科教育学会全国大会(静岡大会)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 小学4年「ものの温度と体積」での粒子概念の導入は可能か?2019

    • 著者名/発表者名
      石井俊行・塚本颯馬・岡本智子
    • 学会等名
      日本理科教育学会関東支部大会(山梨大会)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2025-01-30  

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