探究と課題解決・デザイン活動を融合したSTEAM教育カリキュラムの構築と評価

2020 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 20H01731
• 配分区分: 補助金
• 研究機関: 早稲田大学
• 研究代表者: 森田 裕介 早稲田大学, 人間科学学術院, 教授 (20314891)
• 研究分担者: 下郡 啓夫 函館工業高等専門学校, 一般系, 教授 (00636392) ; 辻 宏子 明治学院大学, 心理学部, 教授 (20374754) ; 竹中 真希子 大分大学, 大学院教育学研究科, 教授 (70381019) ; 瀬戸崎 典夫 長崎大学, 情報データ科学部, 准教授 (70586635) ; 江草 遼平 明治学院大学, 心理学部, 助手 (70826239) ; 大谷 忠 東京学芸大学, 教育学研究科, 教授 (80314615) ; 北澤 武 東京学芸大学, 教育学研究科, 准教授 (80453033) ; 木村 優里 東京学芸大学, 教育学研究科(研究院), 研究員 (80611970) ; 齊藤 智樹 順天堂大学, 国際教養学部, 非常勤講師 (90849613)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2025-03-31
• キーワード: STEAM教育 / STEM教育 / プログラミング教育 / 教科横断

研究実績の概要

2020年度は、まず、空間的思考力育成のためのSTEM 学習プログラムの考案については、初等・中等教育における理科、数学、技術、情報といった従来からある教科を横断し、プログラミング教育を加えたSTEM 学習に関連した空間的思考力の育成プログラムを構想した。空間的思考力育成課題を体系的に考案するため、理科、技術科、数学科、情報科の教員養成に関わった経験を持つ研究分担者らと、現職教員とで協働して検討を行った。
次に、STEM 学習教材開発では、タブレット型タンジブル教材の開発を行った。タブレット型タンジブル教材は，タブレット端末を用いて実物模型（オブジェクト）の具体物操作をすることによって、仮想空間のオブジェクトを操作できる教材である。また、現実空間では不可能な学習を支援するヘッドマウントディスプレイ（HMD）型VR教材の開発を行った。HMD型VR教材は、学校現場におけるグループ活動での活用を想定し、ゼスチャによる指示機能を実装した。予定していた触感型デバイスの実装については、まだ完成していない。
続いて、教員養成系大学における有用性の検討についてである。ICT活用の一環として、タブレットタンジブル教材を導入し、システムの試験的運用ならびに有用性の観点から評価を行なった。結果から、教員養成系大学の学生の中には、空間的思考力が得意な学生とそうではない学生がいることが明らかになった。また、タブレット版タンジブル教材については、通信機能において改善点があること、小中学校の実践において有用であると考えられることが示唆された。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

感染症の影響を受け、学校現場における実践研究ができなかった。

今後の研究の推進方策

学校現場での実践研究ができるようになるまで、開発研究や文献調査など、できることを続けていく。

研究成果

• [雑誌論文] 教員養成におけるSTEM/STEAM教育の展望 (2020)
  • 著者名/発表者名: 北澤武, 赤堀侃司
  • 雑誌名: 日本教育工学会論文誌 巻: 44 ページ: 297-304
  • DOI: 10.15077/jjet.45004
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] STEM/STEAM 教育の構成概念 (2020)
  • 著者名/発表者名: 齊藤 智樹
  • 雑誌名: 日本教育工学会論文誌 巻: 44 ページ: 281-296
  • DOI: 10.15077/jjet.45008
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] エンジニアリングの視点を大切に－東京学芸大学こども未来研究所の進めるSTEM/STEAM教育－後編 (2020)
  • 著者名/発表者名: 木村優里，原口るみ
  • 雑誌名: 視聴覚教育 巻: 74 ページ: 16-19
• [雑誌論文] STEM 教育における学習者の学びのプロセスに関する探索的研究―創造的プロセスと探究的プロセスが切り替わる契機の分析― (2020)
  • 著者名/発表者名: 木村優里，原口るみ，大谷忠
  • 雑誌名: 日本科学教育学会研究会研究報告 巻: 35 ページ: 1-6
  • DOI: 10.14935/jsser.35.3_1
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] STEM教育に対して学生が抱いたイメージの差異に関する一分析 (2020)
  • 著者名/発表者名: 丸山雅貴，森田裕介
  • 雑誌名: 日本教育工学会研究報告集 巻: 20 ページ: 37-44
  • オープンアクセス
• [学会発表] Examination of the Theoretical Framework for Science Learning Material Incorporating Activity of Engineering in Elementary School STEM Education (2020)
  • 著者名/発表者名: Yuuri Kimura, Rumi Haraguchi, Tadashi Ohtani
  • 学会等名: International Conference New Perspectives in Science Education
  • 国際学会
• [学会発表] STEM/STEAM教育とICT活用に着目した中学校理科における情報活用能力の変化と発話量の関係 (2020)
  • 著者名/発表者名: 北澤武，宮村連理
  • 学会等名: 日本科学教育学会第44回年会
• [学会発表] STEM教育における学習者の学びのプロセスに関する探索的研究 (2020)
  • 著者名/発表者名: 木村優里，原口るみ，大谷忠
  • 学会等名: 日本科学教育学会第44回年会
• [学会発表] 科学教育の研究におけるSTEM/STEAM 教育を指向した取り組みの動向に関する整理 (2020)
  • 著者名/発表者名: 丸山雅貴，森田裕介
  • 学会等名: 日本科学教育学会第44回年会
• [学会発表] ゲーム型学習教材「ラスワン」による数量スキル育成に関する考察 (2020)
  • 著者名/発表者名: 佐野友香梨・辻宏子・森田裕介
  • 学会等名: 日本科学教育学会第44回年会
• [図書] 70の事例でわかる・できる! 小学校オンライン授業ガイド (2020)
  • 著者名/発表者名: 木村優里
  • 総ページ数: 152
  • 出版者: 明治図書
  • ISBN: 978-4183434111
• [図書] 教育発達学の展開－幼小接続・連携へのアプローチ－ (2020)
  • 著者名/発表者名: 辻宏子
  • 総ページ数: 362
  • 出版者: 風間書房
  • ISBN: 978-4759923322