| 研究課題/領域番号 |
19K03183
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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 | 小山工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
森下 佳代子 小山工業高等専門学校, 一般科, 教授 (50344924)
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| 研究分担者 |
飯島 洋祐 小山工業高等専門学校, 電気電子創造工学科, 准教授 (90565441)
石原 学 小山工業高等専門学校, 電気電子創造工学科, 教授 (20211047)
関根 健雄 小山工業高等専門学校, 一般科, 准教授 (00709769)
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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 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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| キーワード | 化学 / ３Dクラフト / 組み立て / 視覚化 / 教科書理解 / 元素の周期律 / 電気陰性度 / イオン化エネルギー / 教材開発 / 3Dクラフト / 直観的理解 / 読解力 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
高校化学の教科書では，本文の複雑さを補うために多数の図表が用いられているが，図表の読み取りや図表と本文の関連付けが苦手な学習者も多く，教科書理解が深まらないケースが少なくない。本研究では，図表の読み取りを強化して化学の本質的理解を促進するための教材開発を目的として，『化学の基礎を直感的に理解するための組立式３Dクラフト教材の開発と効果検証』を実施する。当面は，より広範囲な元素の電子配置模型，イオン化エネルギー，電子親和力，電気陰性度を対象とし，製作した教材を学習者に組立・観察してもらうことにより，化学の基礎の本質的理解を目指す。教育効果の検証として，リーディングスキルテストを実施する。
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| 研究成果の概要 |
化学の基礎を直感的に理解するための教材開発を目的として，電気陰性度とイオン化エネルギーを対象に，組立式３Dクラフトを設計・製作した。これらを使って授業を実施した結果，既存の教材として供される教科書のグラフや説明文だけでは理解できなかった学生も，ピースを原子番号順に並べる作業によって， 電気陰性度が同じ周期の中で，あるいは同じ族の中で，原子番号にともなってどのように変化するか，またアルカリ金属が１価の陽イオンになりやすい理由，アルカリ土類金属が２価の陽イオンになりやすい理由，希ガスがイオンになりにくいことを視覚的に理解できることが確認された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
高校化学の教科書は，多くの概念を説明するために定義表現や分類表現が多用され，複雑 な文章となっている。テキストの複雑さを補うために多数の図表が用いられているが，図表 の読み取りそのものや図表と本文の関連付けが苦手な学習者も多く，結果として学習者が教 科書を読んでも理解できないケースが多くみられる。本研究の遂行により，教科書の内容をより認知しやすい形で提供することで，教科書理解が深まることが確認された。また，クラフトの組み立て作業は， 化学の概念を学習者が主体的かつ楽しく学習するのに有効な手段となることがわかった。
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