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算数・数学における「深い学び」を促進する授業実践・評価の統合的システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 20H01720
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分09070:教育工学関連
研究機関名古屋大学

研究代表者

光永 悠彦  名古屋大学, 教育発達科学研究科, 准教授 (70742295)

研究分担者 孫 媛  国立情報学研究所, 情報社会相関研究系, 准教授 (00249939)
鈴木 雅之  横浜国立大学, 教育学部, 准教授 (00708703)
山口 一大  筑波大学, 人間系, 助教 (50826675)
植阪 友理  東京大学, 大学院教育学研究科(教育学部), 准教授 (60610219)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2023年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2022年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2021年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2020年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
キーワード認知診断モデル / 深い学び / 授業改善 / 算数教育 / クラスルームテスト / 学力調査 / 指導改善 / 授業評価 / 数学教育 / 初等教育 / 学力評価
研究開始時の研究の概要

2020年度より全面施行される新学習指導要領では「深い学び」の重要性が指摘されている。一方,教育測定の分野では,認知診断モデルと呼ばれる心理モデルを応用し,認知過程の処理水準の深さ,すなわち学びの深さを測定しようとする研究が行われてきた。本研究課題では日本の小中学生の算数・数学を題材に,認知診断モデルに基づき,学びの処理水準を定量的に測るための方法を開発し,その結果を授業の改善に生かすための具体策を提案することを目的とする。学びの深さを意識したカリキュラム実践の進展に寄与することが期待される。

研究成果の概要

近年日本において「認知診断モデル」に基づく分析手法を用いた学習の様態把握が行われるようになってきている。本研究では算数・数学を題材に「学びの深さ」に関する評価観点を「アトリビュート」として定め、アトリビュートの有無を問う多数の問題を児童生徒に出題する。得られた正誤データから、児童生徒ごとの各アトリビュートの習得度、すなわち学びの深さの度合いを判断する。本研究を通じて、児童生徒に対し単に学びの深さ指標を数値の形で返すだけではなく、出題した問題の内容から教員がアトリビュートの意味を理解し、授業改善に活かすための方法を探ることで、より深い活用ができることが示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、これまでクラスルーム単位で行われてきた「小テスト」のような達成度確認テストにおいて、新たな観点からテスト実施の方法を提案している。本研究の提案手法により、クラスルームや学校間で共通の「学びの深さ」を測るためのテストを用いて、結果の評価手法を含めて標準化された手順で学びの深さを探ることが期待される。あわせて、従来、教員の主観によることが多かった「学びの深さ」の判断において、ある程度の大まかさで定量的評価を行おうとした研究であり、日本の教育測定分野における先駆的な研究である。また「主体的・対話的で深い学び」の実現を目指す教員に対して一つの手掛かりを提供するものである。

報告書

(5件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 5件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 8件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 6件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] 認知診断モデルを活用した理解の深さの診断と定期テストへの応用: 定性的・定量的なQ行列の設定とモデルの実践的有用性の検討2023

    • 著者名/発表者名
      佐宗 駿、岡 元紀、植阪 友理
    • 雑誌名

      認知科学

      巻: 30 号: 4 ページ: 515-530

    • DOI

      10.11225/cs.2023.057

    • ISSN
      1341-7924, 1881-5995
    • 年月日
      2023-12-01
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 『教育心理学研究』におけるオープンサイエンスと統計的分析方法の現状2023

    • 著者名/発表者名
      山口 一大
    • 雑誌名

      教育心理学年報

      巻: 62 号: 0 ページ: 143-164

    • DOI

      10.5926/arepj.62.143

    • ISSN
      0452-9650, 2186-3091
    • 年月日
      2023-03-30
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Bayesian Analysis Methods for Two-Level Diagnosis Classification Models2023

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi Kazuhiro
    • 雑誌名

      Journal of Educational and Behavioral Statistics

      巻: 48 号: 6 ページ: 773-809

    • DOI

      10.3102/10769986231173594

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Variational Bayes inference for hidden Markov diagnostic classification models2023

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi Kazuhiro、Martinez Alfonso J.
    • 雑誌名

      British Journal of Mathematical and Statistical Psychology

      巻: 77 号: 1 ページ: 55-79

    • DOI

      10.1111/bmsp.12308

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Bayesian estimation of test engagement behavior models with response times.2023

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi, K., & Fujita, K.
    • 雑誌名

      Tsukuba psychological research

      巻: 61 ページ: 75-87

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Direct Estimation of Diagnostic Classification Model Attribute Mastery Profiles via a Collapsed Gibbs Sampling Algorithm2022

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi Kazuhiro、Templin Jonathan
    • 雑誌名

      Psychometrika

      巻: Online Ahead of Print 号: 4 ページ: 1390-1421

    • DOI

      10.1007/s11336-022-09857-7

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 項目反応理論モデルのパラメタ推定法の展開2022

    • 著者名/発表者名
      山口 一大
    • 雑誌名

      日本テスト学会誌

      巻: 18 号: 1 ページ: 103-131

    • DOI

      10.24690/jart.18.1_103

    • ISSN
      1880-9618, 2433-7447
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] メタ認知と学力の関係2021

    • 著者名/発表者名
      鈴木雅之
    • 雑誌名

      指導と評価

      巻: 67(9) ページ: 6-8

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] A Gibbs Sampling Algorithm with Monotonicity Constraints for Diagnostic Classification Models2021

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Yamaguchi, and Jonathan Templin
    • 雑誌名

      Journal of Classification

      巻: 39 号: 1 ページ: 24-54

    • DOI

      10.1007/s00357-021-09392-7

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Variational Bayesian inference for the multiple-choice DINA model2020

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi, K.
    • 雑誌名

      Behaviormetrika

      巻: 7 号: 1 ページ: 159-187

    • DOI

      10.1007/s41237-020-00104-w

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Development of assessment tools for depth of understanding quantitatively with cognitive diagnostic models.2023

    • 著者名/発表者名
      Saso, S., Oka, M., & Uesaka, Y.
    • 学会等名
      Future of Information and Communication Conference (FICC)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Statistically gauging vital subcomponents of diagrammatic competency2023

    • 著者名/発表者名
      Saso, S., & Uesaka, Y.
    • 学会等名
      The European Association for Research on Learning and Instruction (EARLI)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Advancing Educational Content Classification via Reinforcement Learning-Integrated Bloom’s Taxonomy2023

    • 著者名/発表者名
      Thanveer Shaik, Xiaohui Tao, Lin Li, Christopher Dann, Yuan Sun and Yi Sun
    • 学会等名
      the 3rd International Conference on Digital Society and Intelligent Systems (DSinS 2023), Chengdu, China
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Adaptive Learning in Digital Age: Some Key Technologies2021

    • 著者名/発表者名
      Yuan Sun
    • 学会等名
      2nd International Conference on Artificial Intelligence in Education Technology (AIET 2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] How can we statistically gauge students’ deep understanding from high school regular tests?2021

    • 著者名/発表者名
      Saso, S., Oka, M., & Uesaka, Y.
    • 学会等名
      Junior Researchers of European Association for Research on Learning and Instruction (JURE)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Parallelized variational Bayesian algorithm for the polytomous-attribute saturated diagnostic classification model.2021

    • 著者名/発表者名
      Oka, M., Saso, S., & Okada, K.
    • 学会等名
      World Meeting of the International Society for Bayesian Analysis (ISBA) 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 「主体的に学習に取り組む態度」をいかにして育成し,評価するか:高校数学における定期試験のフィードバック方法に着目して2021

    • 著者名/発表者名
      秋澤武志・植阪友理・佐宗駿
    • 学会等名
      日本教育工学会2021年秋季全国大会 (第39回大会)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 深い学びの評価方法の提案と定期テストへの応用―認知診断モデルの応用可能性と教師の反応―2021

    • 著者名/発表者名
      佐宗駿・岡元紀・植阪友理(2021)
    • 学会等名
      日本教育工学会2021年春全国大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 図表活用力を定期試験から定量的に捉えるには? -認知診断モデルを用いた資質・能力の実証的解析-2021

    • 著者名/発表者名
      佐宗駿・植阪友理・秋澤武志
    • 学会等名
      日本教育心理学会第63回総会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 認知診断モデルを通じた深い理解の実証的解析 -大規模学力調査を用いた分析と従来の観点との比較-2021

    • 著者名/発表者名
      佐宗駿・岡元紀・植阪友理
    • 学会等名
      日本テスト学会第19回大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [図書] 学校現場で役立つ 教育心理学―教師をめざす人のために―2021

    • 著者名/発表者名
      鈴木雅之
    • 総ページ数
      17
    • 出版者
      北大路書房
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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