「関数的な見方・考え方」を取り入れた理科授業が「量の関係」の理解に与える効果

2023 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21K13660
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分09080:科学教育関連
• 研究機関: 上越教育大学
• 研究代表者: 山田 貴之 上越教育大学, 大学院学校教育研究科, 教授 (90824277)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: 関数的な見方・考え方 / 理科と数学の教科等横断的な学習 / 量の関係 / 中学校理科教科書 / 問い

研究成果の概要

本研究では，比例関係のある事象を扱う中学校の理科授業を各学年から抽出し，結果の処理と考察の過程において「関数的な見方・考え方」を取り入れた指導法を考案し，それが「量の関係」の理解に与える効果を検証することを目的とした。その結果，中学校第１学年理科の密度の学習において，理科教師が数学の関数の指導事項を導入し，２つの数量の関係に着目させ，その特徴を表やグラフ，式を相互に関連付けて考察させる指導法の効果を明らかにした。また，密度の理科授業後に，比例の数学授業を実施し，関数の指導事項を両教科の教師が繰り返し指導する効果を明らかにした。

自由記述の分野

教科教育学

研究成果の学術的意義や社会的意義

理科の授業で「関数的な見方・考え方」を働かせる主な場面は，実験の結果を整理して分析し解釈するといった，結果の処理と考察の過程であると考える。そこで，この場面において，①２量の関係を表やグラフに整理する，②表やグラフから２量の変化のきまりや対応の特徴を見いだす，③変化させた独立変数に対する従属変数の比の値を算出する，④２量の関係を立式化するとともに関数関係を考察するといった，「関数的な見方・考え方」を構成する下位能力（山田ら，2020）を取り入れた。その結果，本研究の指導法は，２量関係を理解させ，「理科と数学の教科等横断的な学習の意義」を認識させる上で，一定の効果があることを明らかにした。