| 研究課題/領域番号 |
19K03139
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分09080:科学教育関連
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| 研究機関 | 東京学芸大学 |
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研究代表者 |
小川 治雄 東京学芸大学, 教育学部, 名誉教授 (10134769)
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| 研究分担者 |
生尾 光 東京学芸大学, 教育学部, 准教授 (50159589)
國仙 久雄 東京学芸大学, 教育学部, 教授 (10251571)
吉永 裕介 東京学芸大学, 教育学部, 准教授 (60322848)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 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)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
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| キーワード | 教師教育 / 反応速度 / 燃料電池 / 試行 / 遠隔授業 / ハイブリッド授業 / 対面実験 / 実験学習プログラム / 個別実験 / 化学実験 / 学習プログラム / 磁性 / 化学 / 知識・技能の獲得 / 応用のプロセス / 学習者の積極性を促す |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は，教師教育を主眼に化学の実験学習プログラムを開発し，その効果を検証することを目的とする。知識・技能の獲得およびその応用のプロセスを重視し，発表を通して学習者の積極性を促すプログラムの構築を目指す。対象目的に向かう意識を高めるべく実感を伴う実験を開発し，モデルやイメージを強化することを重点に置く。これにより問題解決に向けての指針が明確化され，その方策および決定がなされるようになる。発表を課すことで学習したモデルやイメージを説明できるようになる。結果的に，知識・技能の応用による問題解決能力を体得し，自立して新たなものを作り出す「創造」や他者との協働へと繋がる教育を提案できる。
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| 研究成果の概要 |
過酸化水素分解の温度依存性に関する実験プログラムの開発を行った。学習者は(1)反応速度を求めるための適切な実験方法の計画，(2)滴定による過酸化水素濃度の経時変化の測定および反応速度の算出，(3)温度を変えた実験による見かけの活性化エネルギーの算出を行う。試行の前後において反応速度に関する概念(a)「反応速度定数」，(b)「反応速度の温度依存」，(c)「見かけの活性化エネルギー」，(d)「金属イオン１個あたりの活性」に対する理解度の自己評価を調査した。イメージ図を用いてテキストの改善を試みたところ，(c)に対する理解度が高くなった。また，現職教員研修において燃料電池を個別実験として試行した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
高校化学で学習する反応速度の「見かけの活性化エネルギー」を求める実験においてイメージ図を用いてテキストの改善を試みたところ学習者の理解度が高くなりイメージ図が有効である事が分かった。また、新型コロナウイルスの感染拡大に伴い，実験操作のビデオクリップの視聴などを用いて補強した遠隔型を試行したが，適切な実験方法の計画に関する結果が低くなり，実際に手を動かして実験をすることの必要性が浮き彫りとなった。
燃料電池の実験教材を小中学校の現職教員向けの研修にて試行した。燃料電池に関わる実験を実際に経験したことのある教員は今回ほとんどおらず，今回の試行は参加した多くの教員に好意的に受け取られた。
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