| 研究課題/領域番号 |
20K03268
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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 | 秋田大学 |
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研究代表者 |
小林 真人 秋田大学, 理工学研究科, 准教授 (10261645)
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| 研究分担者 |
小林 弥生 聖霊女子短期大学, 生活文化科, 准教授 (40837134)
山本 稔 弘前大学, 教育学部, 准教授 (40435475)
横山 洋之 秋田大学, 情報統括センター, 准教授 (80250900)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 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: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
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| キーワード | 数学活用 / ウェブ教材 / 複層的理解 / 大学基礎教育 / 接続教育 / 概念習得 / 鍵概念 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
大学の理系基礎教育は，専門課程で必要とされる数学の基礎力を準備する機会であるとともに，数学を社会の各場面で活用するための土台を形成する機会でもある。数学を活用するには，とくに重要ないくつかの概念を，様々な方向から眺め，その妥当性と有用性を納得していること（複層的理解）が不可欠である。
本研究では，多様な学習者が数学に関心を持ち，中心的な概念を，自らが観察を繰り返しながら，数学内外の事象と結びつけて体験することを通して複層的に理解することを支援する双方向型ウェブ教材をデザインする。
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| 研究実績の概要 |
本年度は，概念理解の支援を目的とするweb教材の評価方法の検討に取り組んだ。本研究で作成したインタラクティブな教材の評価にあたり，概念理解に加え，理解の深化，探究心の喚起，活用能力の育成などの状況の把握も必要と考え，2件の追加研究を行った。一つは，概念の獲得の様態と成果の分析で，高校生に対する定理再発見型の授業3件に対する反応を分析し，生徒を4タイプに類型化し，それぞれのタイプにおける授業の受容性と効果を分析した。その結果，インタラクティブな教材の工夫により，どのタイプの生徒にも概念獲得型の学習に対する効果が期待されることを確認した。ついで，高校生に対する数理探求授業においてweb教材を使用し，学習者が教材を自律的に使い概念理解や探究心の獲得に役立てられるかを観察した。その結果，これらの目的に対するインタラクティブなweb教材の有用性と課題を確認した。
また，本年度には，教材開発を行ったサーバを多人数が利用できるように増強した。国内の複数の大学・高等学校の数学教育関係者と面談し，本研究で開発した教材の方向性や需要についての意見を収集した。微積分の発展例として，曲線のかたちを直線との交差の観察を通して調べ，幾何学的現象を複層的に理解することに関して3件の学会発表を行い，概念理解の状況分析に関する論文1件を公表した。
本研究は，2020年度から，微分についての基礎概念の獲得を支援するためのweb教材デザインの検討を始め，2022年度にかけて教材を試作し，その後，評価項目と方法の検討と簡易的な評価を行った。今後の発展の方向として，理系大学の基礎科目における概念取得と複層的理解を支援するweb教材の拡充と，複層的理解の要であり，本研究の過程で苦手とする学習者の多いことが判明した図形的理解を支援することを主眼としたweb教材のデザインが考えられる。
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