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小学校教員の負担軽減と生徒の主体的な化学実験への取り組みを実現する新規教材の開発

研究課題

研究課題/領域番号 21K02520
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
研究機関大阪教育大学

研究代表者

種田 将嗣  大阪教育大学, 教育学部, 准教授 (90599656)

研究分担者 安積 典子  大阪教育大学, 教育学部, 講師 (50200829)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワードオンデマンド化学実験 / 樹脂製実験器具 / 学校教員研修 / ICT / メスシリンダー / 駒込ピペット / 計量スプーン / 化学実験 / オンデマンド実験 / 基本操作 / プラスチック製実験器具 / 教員研修 / 令和の日本型教育 / 小学校理科 / 安全教育 / オンライン実験 / プラスチック器具 / 基本操作法 / デジタル教材 / 教材開発
研究開始時の研究の概要

本研究の目的は、小学校理科でとりあつかう化学実験を、生徒が指導要領に沿った知識、実験操作を十分に学ぶことができ、かつ安全に実施することができるように改変した器具のセットである「化学実験道具箱」と、これを使用できる単元と器具に応じた実験手法を教員に示すデジタル教材を開発することである。この教材により教員は、化学実験による負担を大きく軽減でき、傍らに専門家がいて助言を受けているかのように予備実験に取り組むことが可能となる。また、危険性を排除した実験系とすることで、生徒は主体的に器具を取り扱うことができ、より深く理科を学ぶことができる。

研究実績の概要

実験器具の正しい使い方を取得するための小学校教員研修用オンデマンド化学実験教材として、樹脂製の器具を使用した実験道具のセットを用いた実験教材を開発した。ICT教材として実験を実施するための専用のウェブサイトを開設し、サイト中では文章と写真を主体としたページと動画で構成されたページそれぞれを任意に見ることができるようにしておいた。正しい使い方の習得を目的とした器具は、メスシリンダー、駒込ピペット、計量スプーンである。理科を専攻する教員養成課程学生43名に実験道具のセットを配布して、教員不在という条件下自宅等でオンデマンド実験を実施させた。
実験実施後のアンケート調査により、動画を主体としたページよりもむしろ文字、写真を主体としたページを見て実験を行っていたことが明らかになった。近年の20代はタイムパフォーマンスを重視する傾向にあるため、自分のペースで自由に進めることができる文字と写真を主体としたページを使用した学生が多かったと考えられる。
どの実験器具についても、事前に知識を持ち合わせていると思って実験に取り組んでいたこという回答結果が得られたが、計量スプーンについては正しい使い方を事前に知っていた学生は58%と少なかった。実験器具の正しい使い方について、実験実施後の確認テストで理解度調査を行ったところ、それぞれの実験器具について正しい使い方を事前に知らなかった学生のうち、メスシリンダーと駒込ピペットについては100%、計量スプーンについては86%が正解できており、オンデマンド実験教材の十分な教育効果が確認できた。
以上の研究成果を、現在和文誌に投稿中である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

ウェブ教材を作成し、文章と写真を主体としたものと動画によるものそれぞれのページを作成してオンデマンド化学実験を実施したことで、受講者がそれぞれのページをどれくらい活用するのかを明らかにできた。附属小学校との連携ができており、今年度は作成したオンデマンド実験教材を活用して実際に小学校教員研修を実施していくことができる。

今後の研究の推進方策

作成したオンデマンド化学実験教材とウェブサイトを用いて、理科を専攻しない学生を対象とした場合のデータを収集することで、受講者がウェブサイトの文字と写真を主体としたページと動画のページどちらを活用する傾向にあるのかと、その原因を明らかにしていく。また、オンデマンド化学実験教材としては完成できているとみてよいので、まずは附属小学校を対象として実際に学校教員研修への応用を試み、これを近隣の小学校へと展開していく計画である。小学校教員の時間が不足していて、教材研究すら行う時間がないということが近年問題視されているが、学校教員を対象にアンケートを実施することで、オンデマンド化学実験教材がこの問題を解決する糸口の一つとなりえるのかどうかを調査する。また、理科を専攻しない、得意としない教員を対象に、どのような実験のオンデマンド実験教材の開発が望ましいのかを調査し、教材開発の指針として取り入れていく。
オンデマンド実験教材の実験例をさらに追加することを検討するとともに、ある程度経験を積んだ学校教員を対象とした、小学校の理科実験室であれば実施が可能となるようなオンデマンド化学実験教材の開発に着手していく。

報告書

(3件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2024 2023 2022

すべて 雑誌論文 (13件) (うちオープンアクセス 5件、 査読あり 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] 大阪教育大学令和5年度公開講座3 鉱石から銅を取り出してみよう!2024

    • 著者名/発表者名
      利光 祥胡・平岡 信吾・白井 綾・種田 将嗣
    • 雑誌名

      中学生のための楽しいかがく実験実践年報

      巻: 5 ページ: 8-12

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 大阪教育大学令和5年度公開講座4 野菜から光るものを取り出そう2024

    • 著者名/発表者名
      川上 諒・小林 祐貴・種田 将嗣
    • 雑誌名

      中学生のための楽しいかがく実験実践年報

      巻: 5 ページ: 13-15

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 大阪教育大学令和5年度公開講座3 作る入よくざいバスボムを作ってみよう2023

    • 著者名/発表者名
      日下部 遥・神津張 綾花・種田 将嗣
    • 雑誌名

      小学生のための楽しいかがく実験実践年報

      巻: 5 ページ: 7-10

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 大阪教育大学令和5年度公開講座4 ろうざいく とけやすいものをさわってみよう2023

    • 著者名/発表者名
      大谷 慶喜・鈴木 郁哉・種田 将嗣
    • 雑誌名

      小学生のための楽しいかがく実験実践年報

      巻: 5 ページ: 11-13

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 大阪教育大学令和4年度公開講座63,68吸い上げられる水のふしぎ2023

    • 著者名/発表者名
      嶋田裕佳子,神納理子,種田将嗣
    • 雑誌名

      小学生のための楽しいかがく実験実践年報

      巻: 4 ページ: 2-4

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 大阪教育大学令和4年度公開講座64,69あったかカイロひんやり冷きゃく材2023

    • 著者名/発表者名
      川田航平,中真輝斗,種田将嗣
    • 雑誌名

      小学生のための楽しいかがく実験実践年報

      巻: 4 ページ: 5-8

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 大阪教育大学令和4年度公開講座51,57水の沸とうを船の力に!ポンポン船を作ってみよう2023

    • 著者名/発表者名
      種田将嗣,西田楽登,樋本真里
    • 雑誌名

      中学生のための楽しいかがく実験実践年報

      巻: 4 ページ: 2-4

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 大阪教育大学令和4年度公開講座52,58飲み物で化学反応を起こしてみよう2023

    • 著者名/発表者名
      入江佳穂,木村考佑,種田将嗣
    • 雑誌名

      中学生のための楽しいかがく実験実践年報

      巻: 4 ページ: 5-12

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 紙コップをうがい薬で調べてみよう2022

    • 著者名/発表者名
      伊藤 真菜・種田 将嗣
    • 雑誌名

      小学生のための楽しいかがく実験実践年報

      巻: 3 ページ: 2-5

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] ガリレオ温度計をつくろう2022

    • 著者名/発表者名
      加納 泰平・種田 将嗣
    • 雑誌名

      小学生のための楽しいかがく実験実践年報

      巻: 3 ページ: 6-9

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 消毒薬~ヨウ素と塩素を比べてみよう~2022

    • 著者名/発表者名
      伊藤 真菜・種田 将嗣
    • 雑誌名

      中学生のための楽しいかがく実験実践年報

      巻: 3 ページ: 2-6

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 錬金術!?銅を金色にしてみよう!2022

    • 著者名/発表者名
      八代 早希子・種田 将嗣
    • 雑誌名

      中学生のための楽しいかがく実験実践年報

      巻: 3 ページ: 7-8

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Crystal structure of N-(1H-indol-2-ylmethylidene)-4-methoxyaniline2022

    • 著者名/発表者名
      Masatsugu Taneda,* Masato Nishi, Koji Kubono, Yukiyasu Kashiwagi and Taisuke Matsumoto
    • 雑誌名

      Acta Crystallographica

      巻: E78 号: 4 ページ: 449-452

    • DOI

      10.1107/s2056989022002973

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] オンデマンド化学実験教材の開発:実験器具の基本操作法と理解度調査2024

    • 著者名/発表者名
      種田 将嗣・木村 考佑・神納 理子・嶋田 裕佳子・安積 典子・坂口 隆太郎・Andrew Gung
    • 学会等名
      日本化学会第104回春季年会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 学校教員研修のための非対面式化学実験教材の開発と実践-理科を専攻する学生を対象に-2024

    • 著者名/発表者名
      種田 将嗣・安積 典子・神納 理子・木村 考佑・嶋田 裕佳子・坂口 隆太郎・Andrew Gung
    • 学会等名
      第12回附属学校園教員と大学教員との研究交流会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Photochromic behavior of N-(1H-indol-2-ylmethylidene)aniline and its derivatives2023

    • 著者名/発表者名
      Masatsugu Taneda
    • 学会等名
      International Congress on Pure & Applied Chemistry Bali (ICPAC Bali 2023)
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] オンデマンド化学実験教材の開発:食塩の溶解について2023

    • 著者名/発表者名
      種田将嗣,安積典子,山本淳平
    • 学会等名
      日本化学会第103回春季年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] ポストコロナを見据えた非対面式化学実験の試み-大阪教育大学学生を対象に-2023

    • 著者名/発表者名
      山本淳平,種田将嗣,安積典子
    • 学会等名
      第11回附属学校園教員と大学教員との研究交流会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Photoreaction of N-(1H-indol-2-ylmethylidene)aniline derivatives2022

    • 著者名/発表者名
      Masatsugu TANEDA
    • 学会等名
      International Congress on Pure & Applied Chemistry Kota Kinabalu (ICPAC Kota Kinabalu 2022)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] プラスチック製実験器具を用いたオンライン化学実験の実践2022

    • 著者名/発表者名
      種田将嗣・安積典子・廣瀬七海
    • 学会等名
      日本化学会第102回春季年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 理科教育現場のための火を使わない理科実験の実施法の開発2022

    • 著者名/発表者名
      廣瀬七海・種田将嗣
    • 学会等名
      第10回附属学校園教員と大学教員との研究交流会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2024-12-25  

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