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主体的・対話的で深い学びを実現する算数・数学科授業デザイン支援システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 23K22336
補助金の研究課題番号 22H01065 (2022-2023)
研究種目

基盤研究(B)

配分区分基金 (2024)
補助金 (2022-2023)
応募区分一般
審査区分 小区分09080:科学教育関連
研究機関島根大学

研究代表者

御園 真史  島根大学, 学術研究院教育学系, 教授 (60467040)

研究分担者 福田 博人  岡山理科大学, 教職支援センター, 講師 (30803522)
渡辺 雄貴  東京理科大学, 教育支援機構, 教授 (50570090)
香川 奈緒美  島根大学, 学術研究院教育学系, 准教授 (80622399)
下村 岳人  島根大学, 学術研究院教育学系, 講師 (90782508)
研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2026-03-31
研究課題ステータス 交付 (2024年度)
配分額 *注記
15,210千円 (直接経費: 11,700千円、間接経費: 3,510千円)
2025年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2024年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2023年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2022年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
キーワード授業デザイン / インストラクショナルデザイン / 算数教育 / 数学教育 / 学習指導案 / 学習指導要案
研究開始時の研究の概要

主体的・対話的で深い学びのための算数・数学科の授業デザイン実現に「授業構成マップ」を作成することが有効である.しかし,この授業構成マップの作成を紙の上で行うことは煩雑であるので,本研究では,webアプリとして「算数・数学科授業デザイン支援システム」を設計・開発し,その効果を検証する.
検証は,教職課程の学生,教職大学院生,現職教員に対して,教員養成や教員研修の場などで,実践的に評価することで行う.本システムでは,複式学級なども含む多様な教室環境に対応できることを目指して開発を行い,海外でのlesson studyも含む算数・数学科の授業デザインの質的改善に寄与する.

研究実績の概要

本研究の目的は「授業構成マップ」を手軽に作成可能な「算数・数学科授業デザイン支援システム」を開発し,教職課程の学生,教職大学院生,学校現場の教員に対して使用してもらうことを通して,その効果を実証的に検証することである。
特に,2023年度は,システム要件の定義を中心に検討を行った。この中には,インストラクショナルデザイン諸理論に基づいて,実装すべき授業モデルの検討が含まれる。具体的には,誰もが障壁なく学べる環境の実現を目指した「学びのためのユニバーサルデザイン(UDL)」の批判的検討や中学校数学科での実装を目指した指導モデルの検討や,日常生活や社会と数学の世界を往還する活動をモデル化した「数学的モデリングサイクル」などが含まれる。「数学的モデリングサイクル」に関しては,地域教材の広域利用に関する理論に注目し,システムへの実装を目指し,メタ地域教材理論のモデル化の検討を進め,国際会議ICTMA21で発表を行った。さらに,授業デザイン例の開発を目指し,3Dプリンタを活用した授業の事例について,授業構成マップを用いて表現することの検討を行った。さらに,生成AIが市民権を得てきたことから,生成された文章を用いて,生徒がどのように思考するのかを検討や,その文章を用いた数学の授業デザインを行い,実践を行った。
また,教育実習生の授業デザインの実態についての調査およびを行った。1人1台端末化での数学科授業デザインの評価指標として,これまで研究代表者らが開発してきた「ラーニングエクスペリエンス」を利用することを想定し,検討を進めた。
以上の内容は,国内の各学会で複数発表を行った。

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

システム要件についての検討を進めることができ,さらに,具体的な授業デザインを実践に試行できたこと,学会発表を複数遂行することができたことなどから,上記のように判断した。

今後の研究の推進方策

今後は,システムのより精細な設計のもとに開発を進めるとともに,これまで行ってきた紙ベースでの検討内容について,システムに実装していく。さらに,実践的な評価へ向けての調整や準備を進める。また,査読付き論文誌への投稿に向け推進する。

報告書

(2件)
  • 2023 実績報告書
  • 2022 実績報告書
  • 研究成果

    (36件)

すべて 2024 2023 2022

すべて 雑誌論文 (16件) (うちオープンアクセス 6件、 査読あり 4件) 学会発表 (20件) (うち国際学会 6件)

  • [雑誌論文] インストラクショナルデザイン諸理論を学修した数学科教育実習生の授業設計に影響する要因2024

    • 著者名/発表者名
      中村 謙斗,御園 真史,渡辺 雄貴
    • 雑誌名

      日本教育工学会 2024年春季全国大会講演論文集

      巻: - ページ: 403-404

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実績報告書
  • [雑誌論文] 数学に関する質問への対話型AIの回答を活用した授業の開発2024

    • 著者名/発表者名
      富場 脩聖,御園 真史
    • 雑誌名

      日本教育工学会 2024年春季全国大会講演論文集

      巻: - ページ: 583-584

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実績報告書
  • [雑誌論文] 数学科教育実習生の授業設計の過程に関する研究2023

    • 著者名/発表者名
      中村 謙斗,御園 真史,渡辺 雄貴
    • 雑誌名

      日本科学教育学会研究会研究報告

      巻: 38 号: 2 ページ: 247-250

    • DOI

      10.14935/jsser.38.2_247

    • ISSN
      1882-4684
    • 年月日
      2023-12-09
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 数学II「図形と方程式」における構想・見通しを立てる活動の効果の検討2023

    • 著者名/発表者名
      河田 勇希,御園 真史
    • 雑誌名

      日本科学教育学会研究会研究報告

      巻: 38 号: 2 ページ: 205-210

    • DOI

      10.14935/jsser.38.2_205

    • ISSN
      1882-4684
    • 年月日
      2023-12-09
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 中学校数学科第1学年「正負の数」におけるUDLに基づく教材開発と実践2023

    • 著者名/発表者名
      原田 菜月,御園 真史
    • 雑誌名

      日本科学教育学会研究会研究報告

      巻: 38 号: 2 ページ: 19-24

    • DOI

      10.14935/jsser.38.2_19

    • ISSN
      1882-4684
    • 年月日
      2023-12-09
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 科学教育における評価に関する理論および実践研究の動向2023

    • 著者名/発表者名
      御園 真史
    • 雑誌名

      科学教育研究

      巻: 47 号: 2 ページ: 67

    • DOI

      10.14935/jssej.47.67

    • ISSN
      0386-4553, 2188-5338
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] インストラクショナルデザイン諸理論の学習が数学科教育実習生の授業設計に与える影響-複線径路等至性アプローチを用いて-2023

    • 著者名/発表者名
      中村 謙斗,御園 真史,渡辺 雄貴
    • 雑誌名

      日本教育工学会 2023年秋季全国大会講演論文集

      巻: - ページ: 353-354

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] Transformation and Integration of Instructional Design Theories: How do Pre-service Mathematics Teachers Design Lessons in Their Teaching Practice?2023

    • 著者名/発表者名
      Nakamura, K., Watanabe, Y. & Misono, T.
    • 雑誌名

      Proceedings of EdMedia + Innovate Learning

      巻: - ページ: 404-409

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] インストラクショナルデザイン諸理論の学習が数学科教育実習生の授業設計に与える影響-複線径路等至性アプローチを用いて-2023

    • 著者名/発表者名
      中村 謙斗,御園 真史,渡辺 雄貴
    • 雑誌名

      日本教育工学会 2023年全国秋季全国大会講演論文集

      巻: - ページ: 353-354

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] 複線径路等至性アプローチによる数学科教育実習生の授業設計の熟達過程の調査に向けて2023

    • 著者名/発表者名
      中村 謙斗,御園 真史,渡辺 雄貴
    • 雑誌名

      日本教育工学会 2023年全国春季全国大会講演論文集

      巻: - ページ: 573-574

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Necessary Requirements of UDL Support Functions for a Lesson Designing Map Drawing Support System2023

    • 著者名/発表者名
      Harada, N., Watanabe, Y. & Misono, T.
    • 雑誌名

      Proceedings of Society for Information Technology & Teacher Education International Conference

      巻: - ページ: 728-731

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 中学生3年生を対象とした数学の活用に関する意識調査の分析2022

    • 著者名/発表者名
      井上 将人、御園 真史
    • 雑誌名

      日本科学教育学会研究会研究報告

      巻: 37 号: 4 ページ: 199-202

    • DOI

      10.14935/jsser.37.4_199

    • ISSN
      1882-4684
    • 年月日
      2022-12-18
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 中学校数学科におけるラーニングエクスペリエンスと学習の取り組みの関係に関する一考察2022

    • 著者名/発表者名
      竹中 優騎、三島 圭一朗、御園 真史
    • 雑誌名

      日本科学教育学会研究会研究報告

      巻: 37 号: 4 ページ: 95-100

    • DOI

      10.14935/jsser.37.4_95

    • ISSN
      1882-4684
    • 年月日
      2022-12-18
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 数学科・理科教職課程学生の数学・理科教授不安感2022

    • 著者名/発表者名
      中村 謙斗,御園 真史,渡辺 雄貴
    • 雑誌名

      日本教育工学会 2022年全国秋季全国大会講演論文集

      巻: - ページ: 77-78

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Impacts of Learning Instructional Design for Pre-service Teacher Education2022

    • 著者名/発表者名
      Nakamura, K., Watanabe, Y. & Misono, T.
    • 雑誌名

      45th Annual AECT Proceedings

      巻: - ページ: 242-249

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mathematics and Science Teaching Anxiety Toward Pre-service Mathematics and Science Teachers2022

    • 著者名/発表者名
      Nakamura, K., Misono, T. & Watanabe, Y.
    • 雑誌名

      International Conference for Media in Education 2022 Conference Program and Proceedings

      巻: - ページ: 40-43

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] インストラクショナルデザイン諸理論を学修した数学科教育実習生の授業設計に影響する要因2024

    • 著者名/発表者名
      中村 謙斗,御園 真史,渡辺 雄貴
    • 学会等名
      日本教育工学会 2024年春季全国大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実績報告書
  • [学会発表] 数学に関する質問への対話型AIの回答を活用した授業の開発2024

    • 著者名/発表者名
      富場 脩聖,御園 真史
    • 学会等名
      日本教育工学会 2024年春季全国大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実績報告書
  • [学会発表] 数学科教育実習生の授業設計の過程に関する研究2023

    • 著者名/発表者名
      中村 謙斗,御園 真史,渡辺 雄貴
    • 学会等名
      日本科学教育学会2023年度第2回研究会(若手活性化委員会開催)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 数学II「図形と方程式」における構想・見通しを立てる活動の効果の検討2023

    • 著者名/発表者名
      河田 勇希,御園 真史
    • 学会等名
      日本科学教育学会2023年度第2回研究会(若手活性化委員会開催)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 中学校数学科第1学年「正負の数」におけるUDLに基づく教材開発と実践2023

    • 著者名/発表者名
      原田 菜月,御園 真史
    • 学会等名
      日本科学教育学会2023年度第2回研究会(若手活性化委員会開催)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] インストラクショナルデザイン諸理論の学習が数学科教育実習生の授業設計に与える影響-複線径路等至性アプローチを用いて-2023

    • 著者名/発表者名
      中村 謙斗,御園 真史,渡辺 雄貴
    • 学会等名
      日本教育工学会 2023年秋季全国大会講演論文集
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Transformation and Integration of Instructional Design Theories: How do Pre-service Mathematics Teachers Design Lessons in Their Teaching Practice?2023

    • 著者名/発表者名
      Nakamura, K., Watanabe, Y. & Misono, T.
    • 学会等名
      The Association for the Advancement of Computing in Education (AACE), EdMedia + Innovate Learning
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Suggestion of A Framework to Capture The Structure of Regional Problems and Its Meta Problem The 21th International Conference on the Teaching of Mathematical Modelling and Applications Conference Booklet2023

    • 著者名/発表者名
      Misono, T. & Watanabe, Y.
    • 学会等名
      The 21th International Conference on the Teaching of Mathematical Modelling and Applications (ICTMA21)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 数学科教育実習生の授業設計の過程に関する研究2023

    • 著者名/発表者名
      中村 謙斗、御園 真史、渡辺 雄貴
    • 学会等名
      日本科学教育学会2023年度第2回研究会(若手活性化委員会開催)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 数学II「図形と方程式」における構想・見通しを立てる活動の効果の検討2023

    • 著者名/発表者名
      河田 勇希、御園 真史
    • 学会等名
      日本科学教育学会2023年度第2回研究会(若手活性化委員会開催)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 中学校数学科第1学年「正負の数」におけるUDLに基づく教材開発と実践2023

    • 著者名/発表者名
      原田 菜月、御園 真史
    • 学会等名
      日本科学教育学会2023年度第2回研究会(若手活性化委員会開催)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] インストラクショナルデザイン諸理論の学習が数学科教育実習生の授業設計に与える影響-複線径路等至性アプローチを用いて-2023

    • 著者名/発表者名
      中村 謙斗,御園 真史,渡辺 雄貴
    • 学会等名
      日本教育工学会 2023年全国秋季全国大会講演論文集
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 複線径路等至性アプローチによる数学科教育実習生の授業設計の熟達過程の調査に向けて2023

    • 著者名/発表者名
      中村 謙斗,御園 真史,渡辺 雄貴
    • 学会等名
      日本教育工学会 2023年全国春季全国大会講演論文集
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Necessary Requirements of UDL Support Functions for a Lesson Designing Map Drawing Support System2023

    • 著者名/発表者名
      Harada, N., Watanabe, Y. & Misono, T.
    • 学会等名
      The Association for the Advancement of Computing in Education (AACE), Society for Information Technology & Teacher Education, The 34th International Conference (SITE 2023)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 数学科・理科教職課程学生の数学・理科教授不安感2023

    • 著者名/発表者名
      中村 謙斗,御園 真史,渡辺 雄貴
    • 学会等名
      日本教育工学会 2022年全国秋季全国大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Transformation and Integration of Instructional Design Theories: How do Pre-service Mathematics Teachers Design Lessons in Their Teaching Practice?2023

    • 著者名/発表者名
      Nakamura, K., Misono, T. & Watanabe, Y.
    • 学会等名
      The Association for the Advancement of Computing in Education (AACE), EdMedia + Innovate Learning
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 中学生3年生を対象とした数学の活用に関する意識調査の分析2022

    • 著者名/発表者名
      井上 将人、御園 真史
    • 学会等名
      日本科学教育学会2022年度第4回研究会(若手活性化委員会開催)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 中学校数学科におけるラーニングエクスペリエンスと学習の取り組みの関係に関する一考察2022

    • 著者名/発表者名
      竹中 優騎、三島 圭一朗、御園 真史
    • 学会等名
      日本科学教育学会2022年度第4回研究会(若手活性化委員会開催)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Impacts of Learning Instructional Design for Pre-service Teacher Education2022

    • 著者名/発表者名
      Nakamura, K., Misono, T. & Watanabe, Y.
    • 学会等名
      45th Annual AECT
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Mathematics and Science Teaching Anxiety Toward Pre-service Mathematics and Science Teachers2022

    • 著者名/発表者名
      Nakamura, K., Misono, T. & Watanabe, Y.
    • 学会等名
      International Conference for Media in Education 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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