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中高一貫教材を用いた「証明すること」を核とする授業の構成原理に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 20K02855
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09040:教科教育学および初等中等教育学関連
研究機関滋賀大学

研究代表者

渡邊 慶子 (向井慶子)  滋賀大学, 教育学系, 准教授 (00572059)

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
2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2022年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワード証明 / 中高一貫 / 授業構成原理 / 中高接続 / 図形 / 三角形の性質 / 授業構成
研究開始時の研究の概要

本研究は数学的現象を探究することを目的とした「証明する」活動の新たな方法論を提案する。先行研究では小中一貫に着目が注がれている中,本研究では中高一貫に着目し,一つの命題に対してなされる複数の証明を用いて,それらを比較・検討するという新たな方法論の意義と具体的な方法を明確にする。つまり,基本的な証明の仕組みを学習し終えた中学3年生や高校生だからこそ証明の多様性に着目して数学的アイデアを分析したり考察したりできることに着目して,「証明すること」を核とした教材の開発だけでなく,その教材を用いた授業の構成原理も導出する点で,本研究は,証明指導の研究の新たな視点や方法論を提案できる。

研究成果の概要

本研究成果は、大きく2つである。
一つは、中学3年生の証明教材において「場合分けのある証明」の重要性とその授業の構成原理を明らかにした点である。証明をいくつかの定理や性質を組み合わせた陳述と捉えるのではなく,1つの一貫した流れのある陳述として捉え,場合ごとの証明の表記と意味を相互に関わらせていくことによって,証明の仮定を深く理解することができることを明らかにした。もう一つは、一つの定理に対して証明は多様にできることを生かした授業の構成原理を明らかにしたことである。一つの定理の多様な証明を部分と全体の視点で比較しすることよって,証明を介して数学的探究をする授業の原理を導出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の成果は,数学を探究するための方法としての証明の位置づけを理論的にも実践的にも明確にすることに貢献すると考える。中学2年生で基礎的な証明を学習した後,証明の仕組みへの理解をいかに高め,証明を数学を学ぶための道具とできるのかをテーマとして,特に中学3年生から高等学校数学への架け橋となるような数学科授業の具体的な教材を開発したり,授業の展開をどのようにすべきかなどの授業構成原理を提案することができた。

報告書

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

    (25件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (13件) (うち査読あり 11件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 1件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [雑誌論文] Process of Interactions for Generating Proof of Spatial Figures Using Digital Tools in High School Mathematics2024

    • 著者名/発表者名
      Keiko Watanabe, Masataka Koyama
    • 雑誌名

      Proceedings of the 15th Conference of the International Congress on Mathematical Education.

      巻: -

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] Prospective Teachers' Understanding of the Indirect Proof of Converse of the Inscribed Angle Theorem2024

    • 著者名/発表者名
      Masakazu Okazaki, Keiko Watanabe
    • 雑誌名

      Proceedings of the 47th Conference of the International Group for the Psychology of Mathematics Education

      巻: -

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] 証明の生成を通して幾何的現象の理解を補完・修正する活動2023

    • 著者名/発表者名
      渡邊慶子
    • 雑誌名

      日本数学教育学会第11回春期研究発表大会論文集

      巻: - ページ: 197-204

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 数学の授業における証明の多様性を生かした相互作用を分析するための視点2023

    • 著者名/発表者名
      渡邊慶子・小山正孝
    • 雑誌名

      日本教科教育学会誌

      巻: 46 ページ: 1-11

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 証明の生成を通して幾何的現象の理解を補完・修正する活動2023

    • 著者名/発表者名
      渡邊慶子
    • 雑誌名

      日本数学教育学会「第11回春期研究発表大会論文集」

      巻: 11

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 「空間-平面」の相互理解としての空間図形における証明の生成過程2022

    • 著者名/発表者名
      渡邊慶子
    • 雑誌名

      日本数学教育学会「第10回春期研究発表大会論文集」

      巻: 10 ページ: 199-206

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 数学学習における「追証明」に関する研究-証明活動を自己参照する過程に着目して-2022

    • 著者名/発表者名
      渡邊慶子・小山正孝
    • 雑誌名

      日本数学教育学会「第55回秋期研究発表大会発表集録」

      巻: 55 ページ: 25-32

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 証明言語の生成とふり返りによる定理と証明の相互理解―場合分けのある証明に着目して―2021

    • 著者名/発表者名
      渡邊慶子・岡崎正和
    • 雑誌名

      全国数学教育学会誌「数学教育学研究」

      巻: 27(1) ページ: 33-46

    • NAID

      40022779154

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 空間図形における証明の意義に関する考察-三垂線の定理の証明による検討を通して-2021

    • 著者名/発表者名
      渡邊慶子
    • 雑誌名

      日本数学教育学会「第9回春期研究発表大会論文集」

      巻: 9 ページ: 161-168

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enhancing the Level of Geometric Thinking Though Leaning the Inscribed Angle Theorem2021

    • 著者名/発表者名
      Masakazu Okazaki, Keiko Watanabe
    • 雑誌名

      Proceedings of the 44th Conference of the International Group for the Psychology of Mathematics Education.

      巻: 3 ページ: 420-430

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 証明の多様性を生かした相互作用を捉える視点-Voigt(1995)によるテーマ的パターンの相互作用に着目して-2021

    • 著者名/発表者名
      渡邊慶子
    • 雑誌名

      日本数学教育学会「第54回秋期研究大会発表集録」

      巻: 1 ページ: 369-372

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 空間図形における証明の意義に関する考察-三垂線の定理の証明による検討を通して-2021

    • 著者名/発表者名
      渡邊慶子
    • 雑誌名

      第9回春期研究発表大会論文集

      巻: 1

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 「数学教室」における空間図形に関する論文の考察―教材・教具に焦点を当てて―2020

    • 著者名/発表者名
      渡邊慶子
    • 雑誌名

      日本数学教育学会第8回春期研究大会論文集

      巻: 1 ページ: 121-128

    • NAID

      40022492476

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 空間図形カリキュラムに設定すべき証明教材と数学的活動-中学3年生における空間図形の証明授業の実践事例-2024

    • 著者名/発表者名
      渡邊慶子
    • 学会等名
      日本数学教育学会第12回春期研究発表大会.(東京学芸大学)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Process of Interactions for Generating Proof of Spatial Figures Using Digital Tools in High School Mathematics2024

    • 著者名/発表者名
      Keiko Watanabe, Masataka Koyama
    • 学会等名
      The 15th Conference of the International Congress on Mathematical Education.
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Prospective Teachers' Understanding of the Indirect Proof of Converse of the Inscribed Angle Theorem2024

    • 著者名/発表者名
      Masakazu Okazaki, Keiko Watanabe
    • 学会等名
      the 47th Conference of the International Group for the Psychology of Mathematics Education
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 証明の生成を通して幾何的現象の理解を補完・修正する活動2023

    • 著者名/発表者名
      渡邊慶子
    • 学会等名
      日本数学教育学会第11回春期研究発表大会.(宮城教育大学)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 「空間-平面」の相互理解としての空間図形における証明の生成過程2022

    • 著者名/発表者名
      渡邊慶子
    • 学会等名
      日本数学教育学会「第10回春期研究発表大会」(Online: 宇都宮大学)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 数学学習における「追証明」に関する研究-証明活動を自己参照する過程に着目して-2022

    • 著者名/発表者名
      渡邊慶子・小山正孝
    • 学会等名
      日本数学教育学会「第55回秋期研究発表大会」.(Online: 福岡教育大学)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 空間図形における証明の意義に関する考察-三垂線の定理の証明による検討を通して-2021

    • 著者名/発表者名
      渡邊慶子
    • 学会等名
      日本数学教育学会「第9回春期研究発表大会」(Online: 山梨大学)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Enhancing the Level of Geometric Thinking Though Leaning the Inscribed Angle Theorem2021

    • 著者名/発表者名
      Masakazu Okazaki, Keiko Watanabe
    • 学会等名
      the 44th Conference of the International Group for the Psychology of Mathematics Education
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 証明の多様性を生かした相互作用を捉える視点-Voigt(1995)によるテーマ的パターンの相互作用に着目して-2021

    • 著者名/発表者名
      渡邊慶子
    • 学会等名
      日本数学教育学会「第54回秋期研究大会」
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 空間図形における証明の意義に関する考察-三垂線の定理の証明による検討を通して-2021

    • 著者名/発表者名
      渡邊慶子
    • 学会等名
      日本数学教育学会第9回春期研究大会論文集
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 「数学教室」における空間図形に関する論文の考察―教材・教具に焦点を当てて―2020

    • 著者名/発表者名
      渡邊慶子
    • 学会等名
      日本数学教育学会第8回春期研究大会論文集
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会・シンポジウム開催] the 44th Conference of the International Group for the Psychology of Mathematics Education2021

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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