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化学反応可視化による思考深化型教材の開発

研究課題

研究課題/領域番号 21K02852
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09070:教育工学関連
研究機関宇都宮大学

研究代表者

山田 洋一  宇都宮大学, 共同教育学部, 名誉教授 (50143186)

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
1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2023年度: 130千円 (直接経費: 100千円、間接経費: 30千円)
2022年度: 130千円 (直接経費: 100千円、間接経費: 30千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード観察・実験コンテンツ / 観察・実験教材開発 / 観察・実験指導法 / 化学反応 / 可視化 / 教材開発
研究開始時の研究の概要

これまで行ってきた、化学分野の溶解と化学変化の明確化システム教材化により蓄積された指導事例や教材群を基に、アクティブ・ラーニングを取り入れた新しい理科の観察・実験指導法を開発する。(1)環境問題を視野においた天然高分子化合物と汎用プラスチックの加水分解などの化学反応追跡システム、(2)科学的な見方・考え方育む上での物質の状態変化と化学変化の分子レベルでの可視化・動画教材システム、(3)金属とそのイオンの酸化還元過程の可視化・動画教材システムの新規開発分教材と、これまでの開発教材の蓄積を合わせて、それぞれを学習教材コンテンツとしてユニット化する。

研究成果の概要

本研究は、(1)環境問題を視野においた合成及び天然有機化合物の化学変化や構造変化を分光学的に認識する教材システム(高校生向け)、(2)科学的な見方・考え方を育む上での物質の状態変化と化学変化の分子レベルでの可視化・動画教材システム(小中学生向け)、(3)金属とそのイオンの酸化還元過程の可視化・動画教材システム(高校生向け)、の3つを開発対象とした。さらに、新型コロナ禍パンデミックにおける研究実施という特殊事情により得られた、完全オンライン環境下での小中高生の実験・観察活動のノウハウと、その成果検証に関しても報告した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

平成30年度から実施の中学校学習指導要領と、31年度から実施の高等学校学習指導要領では、理科を学んだ後に「何ができるようになるか」を明確化することと、その学びを深化される道具としてのアクティブ・ラーニングを取り入れた授業改善の必要性が示されている。そのような中で、化学分野・理科分野における新しい教材や指導方法の集約・共有化が待たれている。それらの教材とそれを用いた指導事例やノウハウなどをいかに簡便に教育現場に提供するか、コンテンツや情報の提供方法に関して検討し、所期の成果を得た。

報告書

(4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
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うちオープンアクセス 8件) 備考 (5件)

  • [雑誌論文] 有機化学のアクティブ・ラーニング教材開発を志向した構造化学的研究2022

    • 著者名/発表者名
      佐々木健太,山田洋一
    • 雑誌名

      宇都宮大学共同教育学部教育実践紀要

      巻: 9 ページ: 175-182

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 高等学校有機化学分野における生徒の学習内容の理解につながる教材開発2022

    • 著者名/発表者名
      櫻井智也,山田洋一
    • 雑誌名

      宇都宮大学共同教育学部教育実践紀要

      巻: 9 ページ: 187-194

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 令和3年度高大連携科学実験講座の成果(第1報)2022

    • 著者名/発表者名
      夏目 ゆうの,瀧本 家康,井口 智文,伊東 明彦,山田 洋一
    • 雑誌名

      宇都宮大学共同教育学部教育実践紀要

      巻: 9 ページ: 499-502

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 令和3年度高大連携科学実験講座の成果(第2報)2022

    • 著者名/発表者名
      夏目 ゆうの,瀧本 家康,井口 智文,伊東 明彦,山田 洋一
    • 雑誌名

      宇都宮大学共同教育学部教育実践紀要

      巻: 9 ページ: 507-510

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] マルチメディア教材を用いた実験講座の実践(第4報)ーオンライン版「とちぎ子どもの未来創造大学」企画における新たな試み-2022

    • 著者名/発表者名
      佐々木健太,山田洋一
    • 雑誌名

      宇都宮大学共同教育学部研究紀要 第2部

      巻: 72 ページ: 571-580

    • 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] 有機化学のアクティブラーニング教材開発を志向した構造化学的研究 ー高校の有機化学における深い学びにつながる教材の開発—2022

    • 著者名/発表者名
      櫻井智也,佐々木健太,山田洋一
    • 雑誌名

      宇都宮大学共同教育学部研究紀要 第2部

      巻: 72 ページ: 583-594

    • 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] 令和2年度まで2年間の高大連携科学実験講座の成果分析について2021

    • 著者名/発表者名
      夏目ゆうの,瀧本家康,井口智文,伊東明彦,山田洋一
    • 雑誌名

      宇都宮大学共同教育学部教育実践紀要

      巻: 8 ページ: 151-166

    • NAID

      120007168012

    • 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] マルチメディア教材を用いた実験講座の実践(第3報)ーオンライン「とちぎ子どもの未来創造大学」企画における活用ー2021

    • 著者名/発表者名
      佐々木健太,君島大貴,山田洋一
    • 雑誌名

      宇都宮大学共同教育学部教育実践紀要

      巻: 8 ページ: 169-176

    • NAID

      120007168011

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [備考]

    • URL

      http://hdl.handle.net/10241/00012785

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://hdl.handle.net/10241/00012786

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://hdl.handle.net/10241/00013135

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://hdl.handle.net/10241/00013136

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://hdl.handle.net/10241/00013464

    • 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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