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AIとデジタル・ファブリケーションリテラシー育成の初等中等モデルカリキュラム開発

研究課題

研究課題/領域番号 21H00860
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09040:教科教育学および初等中等教育学関連
研究機関上越教育大学

研究代表者

山崎 貞登  上越教育大学, 大学院学校教育研究科, 教授 (40230396)

研究分担者 人見 久城  宇都宮大学, 共同教育学部, 教授 (10218729)
磯部 征尊  愛知教育大学, 教育学部, 准教授 (70736769)
大森 康正  上越教育大学, 大学院学校教育研究科, 教授 (80233279)
東原 貴志  上越教育大学, 大学院学校教育研究科, 教授 (10370850)
岡島 佑介  上越教育大学, 大学院学校教育研究科, 講師 (40754734)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円)
2023年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2022年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2021年度: 13,130千円 (直接経費: 10,100千円、間接経費: 3,030千円)
キーワードAIリテラシー / デジタル・ファブリケーション / 初等中等カリキュラム / STEM教育 / STEAM教育 / カリキュラム・オーバーロード / エンジニアリング教育 / 技術科教育 / AIリテラシー / デジタル・ファブリケーションリテラシー / カリキュラム開発 / エンジニアリングデザイン / 小学校 / 中学校 / プログラミング学習 / カリキュラム / Society5.0 / エンジニリングデザイン
研究開始時の研究の概要

本研究の概要は,Society5.0を実現するために,STEAM教育増進の観点から,初等中等教育を一貫したAIとDFリテラシーの概念と各教育段階の系統性を明示したカリキュラム・マップを示す参照基準と学習評価法を開発する。小・中学校で教育実践を実施して,カリキュラム評価と学習評価により,効果を検証することを目的としている。本研究成果は,各学校が初等中等教育を一貫したAIとDFリテラシー育成のための参照基準として活用することで,初等中等教育段階間の連携とともに,教科等間のカリキュラム・マネジメントが円滑化し,各学校の創意・工夫に基づく単元カリキュラム開発の推進が期待される。

研究成果の概要

本研究の目的は,英国と米国のSTEAM教育の最新動向の現地調査と,J附属中学校技術・家庭科技術分野等におけるAIロボットを教材としたカリキュラム,「FAB(Digital FABrication)(デジタルデータをもとに創造物を制作する技術)」の活用能力を育成するために,3Dプリンタを活用した試作によりSTEAM教育のカリキュラム・マネジメント,評価手法と効果の検証であった。英国現地調査では,エクスター市内の初等中等学校の教員インタビュー等を行い,知見を得ることができた。米国では,ボストン科学博物館のエンジニアリング・イン・エレメンタリーのSTEM教育プログラムの現地調査により知見を得た。

研究成果の学術的意義や社会的意義

我が国の初等中等教育は脱カリキュラム・オーバーロード(CO)が喫緊の課題である。カナダのブリティッシュ・コロンビア州ではSTEM教育を導入した脱COの実践が展開中であり,英国や米国の脱CO対策について,本研究の現地調査から知見が得られた。また,AIリテラシーと「FAB(Digital FABrication)リテラシーを育むカリキュラム開発と実践を行い,カリキュラム改善に関する知見を得ることができた。

報告書

(4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
  • 研究成果

    (51件)

すべて 2024 2023 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (13件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 11件) 学会発表 (35件) (うち国際学会 1件) 図書 (2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] 工業科の課題解決型学習過程モデルに基づく評価規準作成及び基準関連妥当性と信頼性2024

    • 著者名/発表者名
      佐伯智成・島竹克大・岡島佑介・大森康正・山崎貞登
    • 雑誌名

      日本産業技術教育学会誌

      巻: 66 ページ: 23-35

    • 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] STEAM教育と連携した「生物育成の技術」から「生物技術」に再編する教育課程基準の構成原理2023

    • 著者名/発表者名
      山﨑恭平・山崎貞登
    • 雑誌名

      上越教育大学研究紀要

      巻: 10 ページ: 281-290

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] 工業科教育法における技術・エンジニアリングデザインプロセスを導入した学習指導案作成と模擬授業2023

    • 著者名/発表者名
      山崎貞登
    • 雑誌名

      上越教育大学研究紀要

      巻: 43 ページ: 351-360

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] STEM/STEAM教育からのAIリテラシー育成のための小学校高学年プログラミング学習のカリキュラムデザイン2023

    • 著者名/発表者名
      中村亮健・石田典之・山崎貞登・磯部征尊
    • 雑誌名

      日本産業技術教育学会実践事例集「テクノロジーとエンジニアリングの教室」

      巻: 2 ページ: 1-9

    • 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] 工業高校電気系学科生徒の自己評価に基づく観点別評価の 学力とエフォートフル・コントロールとの関連分析2023

    • 著者名/発表者名
      佐伯智成・岡島佑介・大森康正・山崎貞登
    • 雑誌名

      日本産業技術教育学会誌

      巻: 65(1) ページ: 11-21

    • 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] AIリテラシー育成に着目したプログラミング教材開発と評価2022

    • 著者名/発表者名
      日比野浩規・景井美帆・松永豊・山崎貞登・磯部征尊
    • 雑誌名

      日本産業技術教育学会実践事例集「テクノロジーとエンジニアリングの教室」

      巻: 1 ページ: 1-8

    • 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] 工業高校電気系学科生徒の自己評価に基づく観点別評価の学力到達度と自己調整学習力との関連分析2022

    • 著者名/発表者名
      佐伯智成・岡島佑介・大森康正・山崎貞登
    • 雑誌名

      日本産業技術教育学会誌

      巻: 64(2) ページ: 93-102

    • 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] 工業科「電気基礎」における主体的に学習に取り組む態度を働かせた学習過程の工夫2022

    • 著者名/発表者名
      佐伯智成・山崎貞登
    • 雑誌名

      上越教育大学研究紀要

      巻: 41(2) ページ: 463-472

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] STEAM教育と連携した「生物育成の技術」から「生物技術」に再編する教育課程基準の構成原理2022

    • 著者名/発表者名
      山﨑恭平・山崎貞登
    • 雑誌名

      上越教育大学研究紀要

      巻: 41(2) ページ: 473-482

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] STEAM教育連携とメタ認知能力を重視した生物育成の技術ガバナンスレビュー学習のカリキュラムデザインと評価2021

    • 著者名/発表者名
      水野頌之助・岡島佑介・大森康正・磯部征尊・山崎貞登
    • 雑誌名

      日本産業技術教育学会誌

      巻: 63(2) ページ: 215-228

    • 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
  • [雑誌論文] STEAM教育と連携したCOVID-19ワクチン開発の技術ガバナンスレビュー学習2021

    • 著者名/発表者名
      山﨑恭平・山崎貞登
    • 雑誌名

      上越教育大学研究紀要

      巻: 41(1) ページ: 213-222

    • NAID

      120007143518

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 幼稚園から高校までを一貫した技術リテラシー教育における技術概念の内容知と方法知の基準2021

    • 著者名/発表者名
      山崎貞登・市原靖士・中原久志・渡津光司・森山潤
    • 雑誌名

      上越教育大学研究紀要

      巻: 41(1) ページ: 223-232

    • NAID

      120007143519

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 国際技術・エンジニアリング教育者学会の前幼稚園から第12学年を対象とした技術・エンジニアリングリテラシーのための内容標準改定におけるSTEM教育連携強化の影響2021

    • 著者名/発表者名
      山崎 貞登、磯部 征尊、大森 康正、岡島 佑介
    • 雑誌名

      科学教育研究

      巻: 45 号: 2 ページ: 128-141

    • DOI

      10.14935/jssej.45.128

    • NAID

      130008065716

    • ISSN
      0386-4553, 2188-5338
    • 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
  • [学会発表] イギリスにおける脱カリキュラム・オーバーロードの現状と課題 -Computing教育を中心に-2023

    • 著者名/発表者名
      磯部征尊
    • 学会等名
      日本科学教育学会年会論文集47,pp.161-162
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 小学校段階のSTREAM教育の導入と脱カリキュラム・オーバーロード2023

    • 著者名/発表者名
      川原田康文
    • 学会等名
      日本科学教育学会年会論文集47,pp.173-174
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 小学校総合的な学習の時間を中核としたプログラミング教育の実践と脱カリキュラム・オーバーロード - 群馬県先進プログラミング教育実践校(小学校)の事例から-2023

    • 著者名/発表者名
      松田孝
    • 学会等名
      日本科学教育学会年会論文集47,pp.169-172
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] AIリテラシー育成に関するプログラミング学習のデザインと評価2023

    • 著者名/発表者名
      中村亮健・河村敏文・山崎貞登・磯部征尊
    • 学会等名
      (一社)日本産業技術教育学会第66回全国大会(鹿児島)講演要旨集,p.81
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 特別支援教育と連携した3次元プリンタを活用したものづくり学習の提案2023

    • 著者名/発表者名
      大園慶・東原貴志・松井明
    • 学会等名
      日本科学教育学会年会論文集47,pp.533-534
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 脱カリキュラム・オーバーロードに繋がる高校工業の観点別学習状況の評価規準の焦点化と妥当性・信頼性の改善2023

    • 著者名/発表者名
      佐伯智成・山崎貞登
    • 学会等名
      日本科学教育学会年会論文集47,pp.165-168
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] STEM/STEAM教育とパフォーマンス評価はカリキュラム・オーバーロードの克服策となり得るか2023

    • 著者名/発表者名
      山崎貞登
    • 学会等名
      日本科学教育学会年会論文集47,pp.159-160
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 「主体的に学習に取り組む態度」の評価に関わる論点の整理2022

    • 著者名/発表者名
      人見久城
    • 学会等名
      日本科学教育学会年会論文集46,pp.218-219,2022年9月18日,愛知教育大学(オンライン)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] AIリテラシーに着目したプログラミング学習の実践と学習評価2022

    • 著者名/発表者名
      磯部征尊
    • 学会等名
      日本科学教育学会年会論文集46,pp.213-214,2022年9月18日,愛知教育大学(オンライン)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 小型人型ロボットを教材としたプログラミング学習実践と学習評価2022

    • 著者名/発表者名
      川原田康文
    • 学会等名
      日本科学教育学会年会論文集46,pp.216-217,2022年9月18日,愛知教育大学(オンライン)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Shuffle.で「自己調整力」を育む2022

    • 著者名/発表者名
      松田孝
    • 学会等名
      日本科学教育学会年会論文集46,pp.211-212,2022年9月18日,愛知教育大学(オンライン)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 技術科教育における小型の人型ロボット教材によるAIIリテラシー育成2022

    • 著者名/発表者名
      中村光希・水野頌之助・山崎貞登
    • 学会等名
      (一社)日本産業技術教育学会第65回全国大会(広島)講演要旨集,p.11,2022年8月20日,広島大学(オンライン)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 中学校技術科における生徒のAIの活用と説明に関するテキストマイニング分析2022

    • 著者名/発表者名
      中村光希・水野頌之助・山崎貞登
    • 学会等名
      (一社)日本産業技術教育学会第33回北陸支部大会(福井)講演要旨集,p.6,2022年12月10日,福井大学(オンライン)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 小学校段階のAIリテラシー教育実践による非認知能力の効果2022

    • 著者名/発表者名
      中村亮健・山崎貞登・磯部征尊
    • 学会等名
      AI時代の教育学会 2023年3月21日研究会 予稿集2022年度第2号,pp.6-9,2023年3月21日,東京女子学園中学校・高等学校(オンライン)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 中学校技術・家庭科技術分野「A 材料と加工の技術」ペン立てを製作課題とする 3 次元 CAD と 3 次元プリンタ活用の授業実践2022

    • 著者名/発表者名
      大園慶・東原貴志・水野頌之助
    • 学会等名
      (一社)日本産業技術教育学会第33回北陸支部大会(福井)講演要旨集, p.2,2022年12月10日,(一社)日本産業技術教育学会北陸支部,福井大学(オンライン)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 工業高校電気系学科における観点別学習評価の開発と課題点2022

    • 著者名/発表者名
      佐伯智成・山崎貞登
    • 学会等名
      日本科学教育学会第46回年会(愛知大会) 日本科学教育学会年会論文集46,pp.209-210,2022年9月18日,愛知教育大学(オンライン)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Development of Assessment Criteria and Class Practice Incorporating Dialogical Argumentation Learning in “Electrical Appliances” at the Industrial Department of an Upper Secondary School2022

    • 著者名/発表者名
      SAEKI, Tomonari, YAMAZAKI, Sadato
    • 学会等名
      11th Biennial International Design and Technology Teacher’s Association Research Conference (DATTArc) in Sothern Cross University, Australia. 7-10 Dec.2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 工業科電気系科目における課題解決型学習過程を活用した実践授業と評価2022

    • 著者名/発表者名
      佐伯智成・島竹克大・岡島佑介・大森康正・山崎貞登
    • 学会等名
      2022年度技術教育分科会講演論文集, pp.25-26, 2022年12月17日,(一社)日本産業技術教育学会,岩手大学教育学部(オンライン)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 技術教育におけるAIリテラシー育成のカリキュラム・デザイン2022

    • 著者名/発表者名
      立花洋太朗・市村尚史・山崎貞登
    • 学会等名
      (一社)日本産業技術教育学会第65回全国大会(広島)講演要旨集,p.12,2022年8月20日,広島大学(オンライン)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 技術科教育におけるAIリテラシー育成のための2022年度カリキュラムのデザイン2022

    • 著者名/発表者名
      立花洋太朗・市村尚史・大森康正・岡島佑介・山崎貞登
    • 学会等名
      (一社)日本産業技術教育学会第33回北陸支部大会(福井)講演要旨集,p.7,2022年12月10日,福井大学(オンライン)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 「主体的に学習に取り組む態度」をどのように評価するか2022

    • 著者名/発表者名
      山崎貞登
    • 学会等名
      日本科学教育学会第46回年会(愛知大会) 日本科学教育学会年会論文集46,pp.207-208,2022年9月18日,愛知教育大学(オンライン)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] AIリテラシー育成に着目したプログラミング教材開発と評価2021

    • 著者名/発表者名
      日比野浩規・景井美帆・松永豊・山崎貞登・磯部征尊
    • 学会等名
      (一社)日本産業技術教育学会第64回全国大会(札幌)講演論文集,p.46
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 理科教育の立場から日本発STEAM教育と小学校コンピューティング教育に関する考察2021

    • 著者名/発表者名
      人見久城
    • 学会等名
      日本科学教育学会第45回年会論文集,pp.257-260
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 生活を工夫し創造する資質・能力の形成過程テストのデザインと評価2021

    • 著者名/発表者名
      磯部征尊・小川邦博・伊藤大輔・山崎貞登
    • 学会等名
      (一社)日本産業技術教育学会第64回全国大会(札幌)講演論文集,p.83
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 野菜工場をテーマとした材料と加工,生物育成,エネルギー変換,情報の各技術の統合教材の工夫2021

    • 著者名/発表者名
      水本弾・山崎貞登
    • 学会等名
      (一社)日本産業技術教育学会第32回北陸支部大会(福井)講演要旨集,p.10
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] トイドローン教材による技術分野計測・制御のためのプログラミング学習の計8時間カリキュラムの構想と実践(5~8時間目)2021

    • 著者名/発表者名
      中村光希・立花洋太朗・榊千穂・望月慶理・藤田賢一郎・山崎貞登
    • 学会等名
      (一社)日本産業技術教育学会第32回北陸支部大会(福井)講演要旨集,p.13
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 小学生を対象にした音声認識を活用したプログラミング型英語学習教材の開発2021

    • 著者名/発表者名
      中村亮健・村松浩幸・磯部征尊
    • 学会等名
      (一社)日本産業技術教育学会第64回全国大会(札幌)講演論文集,p.45
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Society5.0に向けた小学校段階におけるAIリテラシー育成のための教材開発と評価2021

    • 著者名/発表者名
      中村亮健・景井美帆・山崎貞登・磯部征尊
    • 学会等名
      (一社)日本産業技術教育学会第39回東海支部大会講演論文集,pp.1-2
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 工業高校電気系学科生徒のエフォートフル・コントロール,キャリアレジリエンスと観点別学力到達度との関連分析2021

    • 著者名/発表者名
      佐伯智成・岡島佑介・大森康正・山崎貞登
    • 学会等名
      (一社)日本産業技術教育学会2021年度技術教育分科会講演論文集,p.23
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 工業科「電気基礎」におけるスタンダード準拠評価の評価規準作成と実践2021

    • 著者名/発表者名
      佐伯智成・山崎貞登
    • 学会等名
      (一社)日本産業技術教育学会第32回北陸支部大会(福井)講演要旨集,p.14
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 生徒自己評価に基づく工業高校電気系学科生徒における学力と自己調整学習力との関連分析2021

    • 著者名/発表者名
      佐伯智成・岡島佑介・大森康正・山崎貞登
    • 学会等名
      (一社)日本産業技術教育学会第64回全国大会(札幌)講演論文集,p.81
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 高等学校工業科における「思考・判断・表現」と「主体的に学習に取り組む態度」の評価規準作成の構成原理2021

    • 著者名/発表者名
      佐伯智成・岡島佑介・大森康正・山崎貞登
    • 学会等名
      日本科学教育学会第45回年会論文集,pp.485-487
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] トイドローン教材による技術分野計測・制御のためのプログラミング学習の計8時間カリキュラムの構想と実践(1~4時間目)2021

    • 著者名/発表者名
      立花洋太朗・中村光希・榊千穂・望月慶理・藤田賢一郎・山崎貞登
    • 学会等名
      (一社)日本産業技術教育学会第32回北陸支部大会(福井)講演要旨集,p.12
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 技術の概念と役割2021

    • 著者名/発表者名
      山崎貞登・市原靖士・川路智治・中原久志・山﨑恭平・渡津光司
    • 学会等名
      (一社)日本産業技術教育学会 「21世紀の技術教育」(改訂版2021),pp.1-21,
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 日本発STEAM教育と小学校コンピューティング教育の教科化 22021

    • 著者名/発表者名
      山崎貞登
    • 学会等名
      日本科学教育学会年会論文集45, pp.245-248
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [図書] 理科におけるものづくりの指導にちて述べなさい,片平克宏・木下博義理編『新・教職課程演習第14巻初等理科教育』2021

    • 著者名/発表者名
      人見久城
    • 総ページ数
      3
    • 出版者
      協同出版
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [図書] STEAM教育からのSociety5.0の実現に必要な「人間力」と「技術リテラシー」の育成,国立大学法人上越教育大学 大学改革戦略会議「21世紀を生き抜くための能力+α」ワーキンググループ(編集)・上越教育大学(著):『「人間力」を育てる-上越教育大学からの提言6-(所収)』2021

    • 著者名/発表者名
      山崎貞登・岡島佑介・東原貴志・大森康正・山﨑恭平・市村尚史・水野頌之助・磯部征尊(分担執筆)
    • 総ページ数
      27
    • 出版者
      上越教育大学出版会
    • ISBN
      9784990997373
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] AIとデジタル・ファブリケーションリテラシー育成の初等中等モデルカリキュラム開発

    • URL

      http://hdl.handle.net/10513/0002000164

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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