| 研究課題/領域番号 |
21K02903
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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 | 福岡教育大学 |
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研究代表者 |
伊藤 克治 福岡教育大学, 教育学部, 教授 (10284449)
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| 研究分担者 |
大内 毅 福岡教育大学, 教育学部, 教授 (40346838)
石橋 直 福岡教育大学, 教育学部, 准教授 (80802842)
後藤 顕一 東洋大学, 食環境科学部, 教授 (50549368)
野内 頼一 日本大学, 文理学部, 教授 (00741696)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 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 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | 理科教材 / ３Dプリンター / STEAM教育 / プログラミング教育 / 粒子概念 / 空間概念 / 時間概念 / 見方・考え方 / STEAM / 3Dプリンター / 科学概念 / 粒子領域 / 地球領域 / 三次元教材 / デジタル教材 / STEAM教材 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は，独自の切り口により動的な科学現象を学習者の学習時間と生活空間の中で捉え，実感を伴った理解につなぐためのSTEAM教材の開発と，その実践・改善，普及まで行うことを目的としている。この目的に向けて，理科教育・技術教育・プログラミング教育を専門分野とする研究者らを中心にSTEAM教材の開発に取り組むのと並行し，教育課程・学習評価・資質能力を専門分野とする研究者を中心に，開発した教材と指導法の評価・至適化を行う。さらに，全員で相互に連携しながら，実際に学校教育現場における理科授業，教員研修，教員養成大学の実験授業で試行実践して，評価・改善と学習者の概念形成や概念統合の分析を行うものである。
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| 研究成果の概要 |
本研究は、学習者が直接手にすることのできる三次元教材を開発するとともに、時間変化と連動した三次元教材を用いた学習プログラムの開発を行った。
三次元教材としては、３Dプリンターを用いて有機分子の球棒モデルや、電子軌道を直感的に理解できる分子模型を製作した。また、防災教育を指向した地形モデルを製作した。デジタル三次元教材としては、プロジェクションマッピン型教材とARによるリアルタイム教材を開発した。さらに、STEAM型の授業として我々は科学的アプローチと工学的アプローチを融合した独楽づくりの授業や、電気回路を用いた授業を開発して実践した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究を通して、新学習指導要領の理科における小学校・中学校・高等学校を通した「見方・考え方」を領域横断的に働かせる学習過程や、STEAM教育の進め方に対して１つの提案ができるものと考えている。また、本研究の成果物は、教科横断的な観点から、技術・家庭科、数学（算数）科、美術（図工）科等の授業にも応用できる。さらに、デザイン（Arts）思考により創出した教材には、ユニバーサルデザインの視点も含まれているため、その波及効果は極めて高いものと考えている。
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