2017 年度実施状況報告書

誤概念を保有する教員養成系大学生と共にデザインする電気学習に関する理科授業

研究課題

研究課題/領域番号	17K01021
研究機関	横浜国立大学
研究代表者	平島由美子横浜国立大学, 教育学部, 教授 (60242377)
研究期間 (年度)	2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード	電気学習 / 素朴概念 / 教員養成 / 理科授業
研究実績の概要	本研究では、苦手意識を持つ児童生徒が比較的多いとされる電気学習の授業改善と物理分野の指導に強い教員の育成を目指す目的で、電気回路に関して未だに誤概念を保有している教員養成系学部学生の意見を積極的に取り入れながら電気学習の理科授業をデザインすることを検討する。具体的には、学習者に強固に残る電気回路に関する素朴概念を調査して学習者がつまずく箇所とその理由を探り、その結果を活用しながら、自分自身も誤概念を保有し電気学習でつまずいてしまう児童生徒の考えや気持ちもわかる教員養成系学部学生と共に、学習者の電流・電圧等の理解を促す教材を開発し指導方略を検討していく。初年度である平成29年度は、電気回路に関して学習者に強固に残る誤概念は何かを把握するために、電池の直列つなぎ・並列つなぎ、単純回路・直列回路・並列回路の電流・電圧・抵抗、オームの法則に関して学習者が保有する誤概念の詳細を調査した（教員養成系学部学生113名、理系学部学生70名、文系学部学生32名、高校生290名、中学生170名、小学生85名）。単純集計の結果から、小学生では様々な素朴概念が存在するが、学年が上がるにつれてその種類が減少するものの大学生になっても強固に残る誤概念が複数存在することが分かった。また、学習指導要領解説・教科書等を通して小中高の電磁気単元の学習内容のつながりを把握し、教科書に載っている代表的な実験および各単元学習で活用できる定性実験やものづくりについて調査した。加えて、学習者の電気学習の理解度や素朴概念に関する先行研究の文献調査を行った。
現在までの達成度 (区分)	現在までの達成度 (区分) 3: やや遅れている理由平成29年度は、学習指導要領解説・教科書等を通して小中高の電磁気単元の学習内容のつながりを理解するだけでなく、各単元の指導上の留意点等を具体的に把握するために教科書に載っている代表的な実験や各単元で活用できる定性実験やものづくりを調べ、実際に試してみる予定であったが、調査に時間を要し実施できなかった。また、電気回路に関しての学習者の理解度や素朴概念に関する質問紙調査を行う際、合わせて学習者の学習観・学習方略・メタ認知等についても調査する予定であったが、質問項目を絞り切れず実施を見送った。ただ、教員養成系学部学生を対象として予備調査を実施したので、その結果を踏まえて質問項目を決定し、平成30年度に改めて調査を行いたい。
今後の研究の推進方策	平成30年度は、平成29年度の電気回路に関する理解度および素朴概念調査結果の分析を進めるともに、電気回路に関しての学習者の理解度や素朴概念に加えて学習観・学習方略・メタ認知等についても調査をし、電気学習につまずく学生を特徴付ける要素があるのかを調べる。また、誤概念を持ち電気学習に苦手意識を持っている学生にインタビュー調査を行い、学習者がつまずく箇所と理由の詳細を調べる予定である。加えて、教科書に載っている代表的な実験や各単元学習で活用できるものづくりと定性実験を実施することで、児童生徒の理科嫌いの一因となる電気学習の授業改善に向けた具体的な方略や学習者の理解を促す教材や実験を教員養成系学部学生と検討していく予定である。
次年度使用額が生じた理由	平成29年度のうちに、必要となる実験装置・器具類・材料を購入し、小・中・高の教科書に載っている電磁気分野の代表的な実験や各単元学習で活用できるものづくりと定性実験を実施する予定であったが、具体的にどのような実験やものづくりがあるのかを把握するのに時間がかかってしまい、実施する実験やものづくりを選択・決定するに至らず、実験装置や器具類の購入ができなかった。次年度は、教科書に載っている代表的な実験の他、各単元学習で活用できる定性実験やものづくりを実施するため、市販の実験装置や器具類、ものづくりや定性実験教材製作に必要な材料や工具類を購入したい。