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本研究の目的は，社会の先端科学の準備教育を初等中等教育カリキュラム（具体的には，理科）で実現することであった．先行研究のレビューを通して，世界標準となりつつあるLearning Progressions Modelと現状の学習指導要領の比較分析した結果，粒子論の領域において，我が国の学習指導要領は内容を十分にカバーしているが，その系統性に問題があり，特にmodel-based reasoningが欠損していることがわかった．さらに，仮説実験授業の指導書に基づいて学習内容の系統性を再構築した上で，学習者の学びの軌跡を分析すると，異なる軌跡でも同等の内容理解に到達できることがわかった．
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