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縦糸・横糸モデルに基づく問題解決力の系統的指導法の定式化と教師教育教材の開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K02969
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09070:教育工学関連
研究機関東京工業大学

研究代表者

松田 稔樹  東京工業大学, リベラルアーツ研究教育院, 教授 (60173845)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワード縦糸・横糸モデル / 新・逆向き設計手法 / 教師教育 / 教授活動ゲーム / ゲーミング教材 / 問題解決力 / 探究的活動 / 総合的な学習の時間 / 仮想授業ゲーム / 体系的・系統的指導 / 汎用モジュール / 教育実践研究 / 指導法 / 汎用的資質・能力 / 模擬授業ゲーム / e-portfolio
研究開始時の研究の概要

本研究では、①縦糸・横糸モデルに基づく汎用的な問題解決力を継続的・系統的に指導する方法を定式化する。また、②それを教師教育に適用し、教員に当該の指導法を修得させる実践を行い、効果検証する。この時、③定式化や効果検証の方法として、縦糸・横糸モデルを指導するゲーミング教材用の汎用モジュールを開発したり、それを既開発の教職履修カルテ用e-portfolioや模擬授業ゲームに組み込み、効果検証する。

研究成果の概要

本研究では、以下のことを行った。第1に、問題解決力を継続的・系統的に指導するため、問題解決の縦糸・横糸モデルに基づく方法を定式化した。第2に、モデルに基づく指導を実現するゲーミング教材をSTEM各教科で開発し、その効果を検証する実践を行った。第3に、教科と総合的な学習の時間を関連づけて問題解決力を育成するために、総合的な学習の時間にSDGsの政策を評価する活動を設定し、教科の探究活動ではそのサブ課題に取り組み、そこで活用すべき教科の学習成果を通常授業で指導するという新・逆向き設計手法を提案した。第4に、当該手法を指導するための教師教育用教材として仮想授業ゲームを開発し、その効果を検証した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

今、学校教育では、思考力・判断力の育成を重視した教育が求められている。本研究は、従来の教育が汎用的能力の育成に失敗してきた理由を考察したBruerの主張を参考に、「問題解決の縦糸・横糸モデル」をメタ認知知識として明示的に提供し、メタ認知技能の働かせ方をゲーミング教材でコーチングする手法を提案・実現し、効果検証した。これによって、各教科の探究的な活動を改善することが可能になる。また、当該手法を教員に指導する方法として、「縦糸・横糸モデル」に基づく教師教育用ゲーミング教材も開発し、その効果も検証した。これにより、教師が適切な探究活動を設計できるようになり、カリキュラム改革を進めることが期待される。

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 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

    (53件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (45件) (うち国際学会 11件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] 新逆向き設計に基づく情報Ⅰ「総合演習」の設計と年間指導計画2023

    • 著者名/発表者名
      松田稔樹
    • 雑誌名

      Informatio

      巻: 20 ページ: 9-16

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 大学入学共通テスト「情報」サンプル問題の批判的検討2022

    • 著者名/発表者名
      松田稔樹
    • 雑誌名

      Informatio

      巻: 19 ページ: 3-12

    • 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] 2021年度東京工業大学「数学科/理科教育法実践演習Ⅱ」における教育実践研究の指導と高大連携の試み2022

    • 著者名/発表者名
      松田稔樹
    • 雑誌名

      Informatio

      巻: 19 ページ: 41-44

    • 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] 情報社会の問題解決とデータアナリシス2021

    • 著者名/発表者名
      松田稔樹
    • 雑誌名

      Informatio

      巻: 18 ページ: 3-12

    • NAID

      120007096880

    • 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] 総合から各教科への逆向き設計を促す教師教育用仮想授業ゲームの設計フレームワークの検討と実践2021

    • 著者名/発表者名
      松田稔樹, 野本文彦
    • 雑誌名

      Informatio

      巻: 18 ページ: 13-14

    • NAID

      120007096878

    • 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] 問題解決の縦糸・横糸モデルに基づく教育実践研究の方法2020

    • 著者名/発表者名
      松田稔樹
    • 雑誌名

      アクティブラーニング研究

      巻: 1 ページ: 15-24

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Virtual Lesson Game for Prompting Teachers to Change Their Instructional Style to Promote the Integration and Utilization of Knowledge in Problem-solving2019

    • 著者名/発表者名
      TOSHIKI MATSUDA
    • 雑誌名

      Hamada, R., Soranastaporn, S., Kanegae, H., Dumrongroiwatthana, P., Chaisan, S., Rizzi, P. and Dumblekar V., (Eds.) Neo-Simulation and Gaming Toward Active Learning

      ページ: 542-553

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 理科「探究活動」の改善を図る新逆向き設計に基づくゲーミング教材開発2023

    • 著者名/発表者名
      浅野智亮, 松田稔樹
    • 学会等名
      電子情報通信学会教育工学研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Design of Science Exploration Activities and a Gaming Instructional Material for Water Quality Improvement2022

    • 著者名/発表者名
      Toshiki Matsuda
    • 学会等名
      EdMedia + Innovate Learning Online 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of an Instructional Material on SDGs for PBL in Mathematics2022

    • 著者名/発表者名
      Toshiki Matsuda
    • 学会等名
      EdMedia + Innovate Learning 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 新・逆向き設計に基づく教科の単元指導計画用記述項目の検討2022

    • 著者名/発表者名
      松田稔樹
    • 学会等名
      日本教育工学会研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 新・逆向き設計に基づく探究活動の指導計画作成指導2022

    • 著者名/発表者名
      松田稔樹
    • 学会等名
      日本教育工学会研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 生涯学び続ける教員を養成する教職履修カルテ用e-portfolio2022

    • 著者名/発表者名
      松田稔樹
    • 学会等名
      日本教育工学会2022年秋季全国大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ゲーミング教材開発を指導するブレンド型授業の再設計2022

    • 著者名/発表者名
      松田稔樹
    • 学会等名
      日本シミュレーション&ゲーミング学会春季全国大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 教育実践研究の学びと成果発信を支援するe-portfolio2022

    • 著者名/発表者名
      松田稔樹
    • 学会等名
      日本教育工学会2022年春季全国大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] さまざまなタイプの授業設計活動を通じた教職課程履修生の問題解決力修得の継続的支援2021

    • 著者名/発表者名
      松田稔樹
    • 学会等名
      日本教育工学会研究会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 逆向き設計に基づく高校数学「課題学習」の課題設定とゲーミング教材の検討2021

    • 著者名/発表者名
      永原健大郎, 松田稔樹
    • 学会等名
      日本シミュレーション&ゲーミング学会春期全国大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 共通テストのサンプル問題『情報』に関する批判的検討2021

    • 著者名/発表者名
      松田稔樹, 萩生田伸子
    • 学会等名
      日本情報科教育学会第14回全国大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 新逆向き設計に基づく中学校数学課題学習のテーマ検討2021

    • 著者名/発表者名
      永原健大郎, 松田稔樹
    • 学会等名
      日本教育工学会研究会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Designing Problem-Based Learning Activities of Mathematics to Develop Gaming Instructional Materials based on the New Backward Design Method2021

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Nagahara, Toshiki Matsuda
    • 学会等名
      EdMedia + Innovate Learning 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 新・逆向き設計手法に基づき検討した指導すべき見方・考え方2021

    • 著者名/発表者名
      松田稔樹
    • 学会等名
      日本科学教育学会第45回年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 社会的な問題を教育的手段で解決するNeo教育工学体系の構築2021

    • 著者名/発表者名
      松田稔樹
    • 学会等名
      日本教育工学会2021年秋季全国大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] A Backward Design Checklist for PBL Lessons to Help Development and Utilization of Gaming Instructional Materials2021

    • 著者名/発表者名
      Toshiki Matsuda, Kentaro Nagahara
    • 学会等名
      Innovate Learning Summit 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 新・逆向き設計に基づく理科「探究活動」用教材の開発2021

    • 著者名/発表者名
      浅野智亮, 松田稔樹
    • 学会等名
      日本教育工学会研究会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 政策評価方法を指導する数学「課題学習」教材2021

    • 著者名/発表者名
      松田稔樹
    • 学会等名
      日本教育工学会研究会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 水質改善課題を例とした理科探究活動用ゲーミング教材開発のための学習活動の定式化2021

    • 著者名/発表者名
      松田稔樹, 浅野智亮
    • 学会等名
      日本シミュレーション&ゲーミング学会 秋期全国大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] A Template of Virtual Lesson Games to Instruct Backward Design Method2021

    • 著者名/発表者名
      Toshiki Matsuda
    • 学会等名
      SITE 2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Which is More Important in Information Science Curricula:Computational Thinking or Digital Citizenship?2021

    • 著者名/発表者名
      Toshiki Matsuda
    • 学会等名
      2021 Hawaii International Conference on Education
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Backward Design by Setting STEM Education Goals before Designing S-TE-M Subjects Lessons: A Trial in a Teacher Promotion Course2020

    • 著者名/発表者名
      Toshiki Matsuda
    • 学会等名
      Innovate Learning Summit 2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Design of Gaming Instructional Materials to Cultivate a Problem-solving Ability by Utilizing Statistical Data Analysis Methods2020

    • 著者名/発表者名
      Toshiki Matsuda
    • 学会等名
      EdMedia + Innovate Learning 2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 「総合的な学習の時間」から各教科に向けた逆向き設計の指導2020

    • 著者名/発表者名
      松田稔樹
    • 学会等名
      日本教育工学会研究会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 身近な問題解決に役立つ授業の設計を促す教師教育用仮想授業ゲームのテンプレート2020

    • 著者名/発表者名
      松田稔樹
    • 学会等名
      日本シミュレーション&ゲーミング学会秋期全国大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 社会的な問題を教育を通じて解決するための教育技術の体系化-SIG-10活動の方向性を議論する場として-2020

    • 著者名/発表者名
      松田稔樹
    • 学会等名
      日本教育工学会研究会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 縦糸・横糸モデルに基づく教職履修カルテVer.2の開発2020

    • 著者名/発表者名
      松田稔樹
    • 学会等名
      日本科学教育学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] STEM教育用ゲーミング教材の設計フレームワーク2020

    • 著者名/発表者名
      松田稔樹
    • 学会等名
      日本教育工学会研究会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 縦糸・横糸モデルに基づく教育実践研究指導用e-learning教材2020

    • 著者名/発表者名
      松田稔樹
    • 学会等名
      日本教育工学会研究会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 縦糸・横糸モデルに基づくe-portfolioとゲーミング教材の開発環境2020

    • 著者名/発表者名
      松田稔樹
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] 問題解決型のデータサイエンス教育教材の実践と課題2020

    • 著者名/発表者名
      神部順子, 山口敏和, 小原裕二, 竹村徳倫, 玉田和恵, 松田稔樹
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] Metacognitive Aware and Informed Instruction of Problem-Solving2020

    • 著者名/発表者名
      Toshiki Matsuda
    • 学会等名
      2020 Hawaii International Conference on Education
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Virtual Lesson Game for Encouraging Mathematics Teachers to Perform PBL2020

    • 著者名/発表者名
      Yumi Mizuno, Toshiki Matsuda
    • 学会等名
      2020 Hawaii International Conference on Education
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 問題解決の縦糸・横糸モデルに基づく統計教育の改善(2)-大学院教育工学コース学生を対象とした実践-2019

    • 著者名/発表者名
      松田稔樹, 竹村徳倫, 栗山直子, 萩生田伸子, 松尾由美, 山口敏和, 小原裕二
    • 学会等名
      日本シミュレーション&ゲーミング学会春期全国大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 問題解決の縦糸・横糸モデルに基づく統計教育の改善(3)-授業支援のためのゲーミング教材の開発-2019

    • 著者名/発表者名
      竹村徳倫, 松田稔樹
    • 学会等名
      日本シミュレーション&ゲーミング学会春期全国大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Designing An E-learning Module to Develop Problem-Solving Abilities Consistently and Independently Using Various Content2019

    • 著者名/発表者名
      Toshiki Matsuda
    • 学会等名
      Ed-Media 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 汎用的問題解決のための用語や表現の変換の学習2019

    • 著者名/発表者名
      松田稔樹
    • 学会等名
      日本情報科教育学会第12回全国大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 「縦糸・横糸モデル」の系統的指導モジュールの再設計2019

    • 著者名/発表者名
      松田稔樹
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] 問題解決の縦糸・横糸モデルによる統計教材の開発~二変数間の関係2019

    • 著者名/発表者名
      山口敏和, 竹村徳倫, 小原裕二, 神部順子, 玉田和恵, 松田稔樹
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] 問題解決力として統計的データ分析方法を指導するゲーミング教材と授業カリキュラム-数学的な説明やツールを用いた操作実習を強調する授業から脱するために-2019

    • 著者名/発表者名
      松田稔樹, 竹村徳倫, 玉田和恵
    • 学会等名
      日本シミュレーション&ゲーミング学会秋期全国大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 問題解決力として統計的データ分析手法を指導するゲーミング教材の開発~2変数間の関係に関する教材の実践と改善案の検討2019

    • 著者名/発表者名
      山口敏和, 竹村徳倫, 小原裕二, 神部順子, 玉田和恵, 松田稔樹
    • 学会等名
      日本シミュレーション&ゲーミング学会秋期全国大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 問題解決力として統計的データ分析手法を指導するゲーミング教材の開発~「主成分分析と因子分析」用ゲーミング教材の開発2019

    • 著者名/発表者名
      星名由美, 竹村徳倫, 松田稔樹
    • 学会等名
      日本シミュレーション&ゲーミング学会秋期全国大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 問題解決のためのデータ分析方法を指導するゲーミング教材の開発~クラスター分析の活用を促す教材2019

    • 著者名/発表者名
      神部順子, 玉田和恵, 松田稔樹, 竹村徳倫
    • 学会等名
      日本シミュレーション&ゲーミング学会秋期全国大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 問題解決力として統計的データ分析方法を指導する授業カリキュラム~学習成果の転移を促すための演習課題の試作2019

    • 著者名/発表者名
      岡田佳子, 松田稔樹
    • 学会等名
      日本シミュレーション&ゲーミング学会秋期全国大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 歴史学習からの類推に基づく授業研究のあるべき考察の視点と模擬授業ゲームへの示唆2019

    • 著者名/発表者名
      松田稔樹
    • 学会等名
      日本教育工学会研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [図書] 問題解決のためのデータサイエンス入門2021

    • 著者名/発表者名
      松田稔樹, 萩生田伸子(監修)
    • 総ページ数
      144
    • 出版者
      実教出版
    • ISBN
      9784407349528
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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