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ベイズ推定を利用した探究の過程を重視する植物検索教材の開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K02695
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
研究機関北海道教育大学

研究代表者

柚木 朋也  北海道教育大学, 教育学部, 特任教授 (00311457)

研究分担者 藤枝 秀樹  国立教育政策研究所, 研究企画開発部, 教育課程調査官 (20741705)
並川 寛司  北海道教育大学, 教育学部, 教授 (90192244)
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
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
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: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2019年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード植物検索 / ベイズ推定 / 探究 / 検索プログラム / APG分類体系 / アブダクション / 教材開発 / 探究の過程
研究開始時の研究の概要

植物検索は,探究の過程とよく似ており,様々な資質・能力の育成に役立つ。ただし,生徒や教員の植物に関する知識が希薄であるという現状のもとでは,使いやすい植物検索教材の開発が必須である。本研究は,種々の実態調査,新しい分類法(APG分類体系)への対応,適切なデータの選択などの検討を行い,ベイズ推定(観察事実から植物名を確率的な意味で推論する)を利用することにより,優れた植物検索教材の開発を行う研究である。

研究成果の概要

本研究では,検索の過程が科学的探究の過程と類似していることを示した上で,学習者が主体的に使用し,検索の過程を通して様々な資質・能力を育むことができるベイズ推定を利用した植物検索教材を開発した。
検索の過程を分析し,検索においてはアブダクションが重要であり,それを容易にするベイズ推定を取り入れた。ベイズ推定のためのデータを得るための植物調査を行い,データの作成を行った。それらをもとに,植物検索教材を作成し,作成した植物検索教材を使用した授業実践を行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

検索の過程が科学的探究の過程と類似していることを示した上で,学習としての検索の意義を明らかにした。その上で,学習者が主体的に使用し,検索の過程を通して様々な資質・能力を育むことができるベイズ推定を利用した植物検索教材を開発した。そして,作成した検索プログラムを使用した授業実践を行った。
それらの結果,検索においてはアブダクションが重要であり,多くの候補となる植物名の中から候補となる植物名の絞り込みをいかに行うかについてはベイズ推定を用いたプログラムの開発が有効であることを示した。

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

    (12件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (2件) (うちオープンアクセス 1件) 学会発表 (9件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] 植物検索のための分類についての一考察-検索項目の選択について-2022

    • 著者名/発表者名
      柚木朋也・藤枝秀樹・並川寛司
    • 雑誌名

      北海道教育大学紀要(教育科学編)

      巻: 第72巻 第2号 ページ: 215-230

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 植物検索と探究との関連についての一考察2020

    • 著者名/発表者名
      柚木朋也
    • 雑誌名

      北海道教育大学紀要(教育科学編)

      巻: 71-1 ページ: 227-235

    • NAID

      120006887885

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 植物検索ツール「SEせリ」を用いた検索過程の一考察 -同定理由について-2023

    • 著者名/発表者名
      柚木朋也・藤枝秀樹・並川寛司
    • 学会等名
      日本理科教育学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 探究の過程と植物検索についての一考察2023

    • 著者名/発表者名
      柚木朋也
    • 学会等名
      日本理科教育学会北海道支部
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 植物検索ツール「SEせり」を用いた検索についての一考察 -大学生を対象にした取組について-2022

    • 著者名/発表者名
      柚木朋也・藤枝秀樹・並川寛司
    • 学会等名
      日本理科教育学会 第72 回全国大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 植物検索のための分類についての一考察2021

    • 著者名/発表者名
      柚木朋也
    • 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] 植物検索のための茎の分類についての一考察-検索項目の選択について-2021

    • 著者名/発表者名
      柚木朋也
    • 学会等名
      日本理科教育学会北海道支部大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 植物検索における同定についての一考察 -観察における誤認-2020

    • 著者名/発表者名
      柚木朋也
    • 学会等名
      日本理科教育学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] ベイズ推定に基づく植物検索についての一考察2019

    • 著者名/発表者名
      柚木 朋也
    • 学会等名
      日本科学教育学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 植物検索の事前確率の推定についての一考察2019

    • 著者名/発表者名
      柚木 朋也
    • 学会等名
      日本理科教育学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 植物検索におけるベイズ推定についての一考察 - 事前確率の設定とプログラム -2019

    • 著者名/発表者名
      柚木朋也・並川寛司
    • 学会等名
      日本理科教育学会北海道支部大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [図書] 植物名を調べる-植物検索ツール「せり」を用いた方法-2024

    • 著者名/発表者名
      柚木朋也・藤枝秀樹・並川寛司
    • 総ページ数
      115
    • 出版者
      北海道教育大学札幌校
    • ISBN
      9784991356209
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2025-01-30  

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