数学的探究を軸足にした「理数探究基礎」「理数探究」の高大接続教材の開発と実践

2021 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 19K03158
• 研究機関: 足利大学
• 研究代表者: 長谷川 貴之 足利大学, 工学部, 教授 (70553197)
• 研究分担者: 大竹 博巳 京都教育大学, 教育学部, 教授 (70168970) [辞退] ; 山田 篤史 愛知教育大学, 教育学部, 教授 (20273823) ; 花木 良 岐阜大学, 教育学部, 准教授 (70549162) ; 河崎 哲嗣 岐阜大学, 教育学部, 准教授 (00582488) ; 笠谷 昌弘 富山高等専門学校, その他部局等, 准教授 (40527884) ; 南郷 毅 尾道市立大学, 経済情報学部, 准教授 (30710933) ; 吉井 貴寿 熊本大学, 大学院教育学研究科, 准教授 (90710640)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: 理数探究 / 理数探究基礎 / 数学的探究 / 高大接続 / 教材 / 数理的モデル化 / STEAM / SSH

研究実績の概要

「理数探究基礎」，「理数探究」は，「将来，学術研究を通じた知の創出をもたらすことができる人材の育成を目指し，そのための基礎的な資質・能力を身に付けることができる科目となることが期待され」ており，事象の観察，問題発見から，具体的課題設定を経て，課題解決に向けた探究プロセスの遂行とその振り返りに至るまで，研究活動に必要な一連の探究の過程を経験させ，その遂行能力を身につけさせることが企図されている．
本研究は，高等学校新学習指導要領における理数科の新設科目「理数探究基礎」及び「理数探究」の数学的探究を軸足とした教材を，高大接続を意識しつつ，下記４過程①～④によって実践を通して開発することを目的とするものである．①【素材の発掘・収集】当該科目の基本原理を実現し得る学習素材を，本研究グループの先行研究，自然・社会現象の数理的モデル化，STEM 教材，過去のSSH実践などを参考に発掘・収集する．②【素材における探究プロセスの抽出と教材への具体化】それらを「理数探究基礎」，「理数探究」における探究プロセスを想定して，具体的教材に落とし込む．③【教材の試行的指導による評価と修正】②の教材の一部を高等学校や高等専門学校・大学で試行的に指導し，想定した探究プロセスを生徒・学生が共通して達成しうるかどうか評価し，修正する．④【育成すべき資質・能力の観点からの教材の体系化】①～③の過程を経て蓄積した教材において育成しうる具体的な資質・能力を，新設科目で育成すべき資質・能力の観点から体系化する．
本研究の最終年度（３年目）である2021年度は，前年度までに発掘・収集した素材における探究プロセスの抽出と教材への具体化の作業を行った．更に，その探究の過程で育成すべき資質・能力の観点をもとにして，体系化を図った．

研究成果

• [学会発表] 高等学校数学における問題解決の研究（26） ―高校の課題学習および理数探究についての考察― (2021)
  • 著者名/発表者名: 横 弥直浩
  • 学会等名: 日本数学教育学会 第103 回全国算数・数学教育研究（埼玉）大会
• [学会発表] 数学的探究のための教材開発研究 ―“算数・数学の自由研究”受賞作品の分析― (2021)
  • 著者名/発表者名: 吉井 貴寿
  • 学会等名: 数学教育学会 2021年度秋季例会
• [学会発表] 数学探究のための未解決問題紹介サイト (2021)
  • 著者名/発表者名: 花木 良・吉井 貴寿
  • 学会等名: 数学教育学会 2021年度秋季例会
• [学会発表] 未解決問題を用いた探究教材の研究 (2021)
  • 著者名/発表者名: 花木 良・吉井 貴寿
  • 学会等名: 日本数学教育学会 第54回秋期研究大会
• [学会発表] 探究活動により育まれた資質・能力を基盤とした数学学習に関する研究（２）―課題設定場面での学びをいかした数学指導の実践― (2021)
  • 著者名/発表者名: 吉井 貴寿・紀平 武宏
  • 学会等名: 日本数学教育学会 第54回秋期研究大会