高等学校「理数探究基礎」を網羅するオリガミクスの新たなSTEAM教材の開発実践

研究課題

研究課題/領域番号	20H00791
研究種目	奨励研究
配分区分	補助金
審査区分	1180:教科教育学および初等中等教育学関連
研究機関	京都教育大学
研究代表者	葛城元京都教育大学, 附属高等学校, 教諭
研究期間 (年度)	2020-04-01 –
研究課題ステータス	完了 (2020年度)
配分額 *注記	410千円 (直接経費: 410千円) 2020年度: 410千円 (直接経費: 410千円)
キーワード	高等学校理数科 / オリガミクス / 数学的探究 / 教材開発 / 教育実践
研究開始時の研究の概要	本研究では, 2022年度から高等学校理数科に位置付く「理数探究基礎(1単位で年間35時間)」の教育内容の網羅を目指したオリガミクスによる新たなSTEAM教材の開発実践に取り組む。オリガミクスは, 折り紙の原理・仕組みを科学的に分析する方法であり, ミウラ折りやダイヤカット缶を代表する科学(S), 技術(T), 工学(E), 芸術(A), 数学(M)等の研究分野で学際的な広がりを持つ。新たなSTEAM教材の開発実践では, 現実事象を数学的な問題と捉えて, オリガミクスを用いた数学の活用と結果の検証を通じて問題解決するとともに, 問題解決の遂行過程の中で数学自体の発展を目指す。
研究成果の概要	本研究では、2022年度から高等学校理数科に位置付く「理数探究基礎（1単位で年間35時間）」の教育内容の導入を目指したオリガミクス（折り紙の原理・仕組みを科学的に分析する方法）による新たなSTEAM教材を開発し、教育実践により有効性を検証した。教材開発では、昆虫の翅の折り畳みの仕組みを題材に選定し、数学を中心とする事象の分析および数学自体の発展を重視した。高校3年生を対象とした教育実践では、STEAM教育に基づく折り紙作品の設計・分析・制作の体験的な活動を通じて、現実事象と数学のつながりを感じさせながら数学を総合・発展的に扱う実践を行った。
研究成果の学術的意義や社会的意義	研究の意義や重要性については、次のとおりである。第一に、数学を中心とする本教材は、高等学校「理数科（STEAM教育を含む）」の一つの教材として導入・活用が期待できること。第二に、学習者が折り紙による実験や制作活動等の中で、多様なアプローチを試みることができることからも、学習者の能動性を引き出すことが可能となり、価値を見出すための好奇心や創造性を伸長する点で寄与できること。