次世代の日本型のSTEMリテラシーを育成する学習プログラムに関する総合的研究

2021 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 21H00919
• 配分区分: 補助金
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 磯崎 哲夫 広島大学, 人間社会科学研究科(教), 教授 (90243534)
• 研究分担者: 石井 英真 京都大学, 教育学研究科, 准教授 (10452327) ; 野添 生 宮崎大学, 教育学部, 教授 (20751952) ; 二宮 裕之 埼玉大学, 教育学部, 教授 (40335881) ; 大嶌 竜午 千葉大学, 教育学部, 助教 (40700414) ; 網本 貴一 広島大学, 人間社会科学研究科(教), 准教授 (60294873) ; 齊藤 萌木 東京大学, 高大接続研究開発センター, 特任助教 (60584323) ; 富川 光 広島大学, 人間社会科学研究科(教), 准教授 (70452597) ; 大谷 忠 東京学芸大学, 教育学研究科, 教授 (80314615) ; 遠藤 優介 筑波大学, 人間系, 助教 (80759051)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2025-03-31
• キーワード: STEM教育 / 科学教育

研究実績の概要

本年度は、研究目的に従って理論的研究と実証的研究の両方を実施した。
理論的研究として、歴史的研究と諸外国の事例研究などについて検討した。まず、日本のSTEM教育に関する教育政策の分析を行うとともに、日本のSTEM教育に関する歴史的分析を行った。その結果、初等・中等教育段階においてSTEM教育の柱となる数学、科学、工学、技術の教育において、それぞれのカリキュラムを統合する試みが、第二次世界大戦期の一時期に存在しており、STEM教育を考える上で参考になる可能性があることを指摘した。また、諸外国のSTEM教育の動向について分析を行い、STEM教育を推進する上では日本の教育的特徴や歴史的文脈を踏まえる必要があることを指摘した。さらに、イギリスやドイツの中等教育段階において、イギリスでは教科横断型スキル評価が導入されていること、ドイツでは一部の教科の関連に関して各教科で育成すべきコンピテンシーが見られ、それらが評価対象となっていること、STEM教育の推進には産業界や経済界のイニシアティブが認められること、などを明らかにした。
実践的研究として、STEM教育に関連する算数や理科の授業において協調問題解決型授業を実施し、統合的理解のプロセスを可視化する検証を行った。その結果、概念の統合は複雑なプロセスを経ていることを指摘した。また、フィリピンの教師を対象に日本のSTEM教育のうち、理科授業に関する日本型の意味について検討した。その結果、日本の授業は、探究のプロセスを重視している授業である一方で、その自由度が制限されていることを明らかにした。さらに、STEMリテラシーを育成するための教材開発を行った。開発した化学系教材に関しては、科学的探究活動を意図した教材として有効であることを確認した。また、生物系の教材開発の基礎的研究では、日本の生物の多様性や進化に関する教材開発の可能性を探った。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

研究代表者および研究分担者が、それぞれの役割に基づいて研究を推進しており、その成果を国内外での学会発表や、国内の学会誌や国際誌、英文書籍に積極的に投稿、寄稿するという形で発信している。そのことを通して、研究成果の批評を受け、得られた意見等を今後の研究の参考にしている。
また、実践研究で得られた知見は、積極的に教員養成教育や学校へ還元する取り組みを行っている。

今後の研究の推進方策

本研究課題を含めてSTEM教育に関する日本語の書籍や英文書籍の研究を計画し、本年度はその研究成果の発信するためのワークショップを開催する予定である（状況によりオンラインにて開催）。国内の学会の年会における課題研究も計画している。さらに、得られた知見を国際学会で発表することも計画している。
実践研究に関しては、大学における教員養成教育における研究知見の還元はもとより、学校との連携をより深めながら研究知見の還元や学校におけるSTEM教育推進のための課題を抽出し、今後の研究に活用する予定である。

研究成果

• [雑誌論文] 太陽炉を利用したカーバイドの合成とその教材化 (2022)
  • 著者名/発表者名: 植田 和利、伊東 和彦、上原 誠一郎、網本 貴一
  • 雑誌名: 科学教育研究 巻: 46 ページ: 59～68
  • DOI: 10.14935/jssej.46.59
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 『真正の学び』とは―学びの深さと重さを追求する― (2022)
  • 著者名/発表者名: 石井 英真
  • 雑誌名: 学校教育 巻: 1256 ページ: 6～13
• [雑誌論文] Taxonomy and phylogeny of the genus Melita (Crustacea: Amphipoda: Melitidae) from the West Pacific Islands, with descriptions of four new species (2022)
  • 著者名/発表者名: Tomikawa, Ko, Sasaki, Tetsuro, Aoyagi, Masaru, Nakano, Takafumi
  • 雑誌名: Zoologischer Anzeiger 巻: 296 ページ: 141～160
  • DOI: 10.1016/j.jcz.2021.12.005
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 日本型STEM教育の構築に向けての理論的研究―比較教育学的視座からの分析を通して― (2021)
  • 著者名/発表者名: 磯﨑 哲夫、磯﨑 尚子
  • 雑誌名: 科学教育研究 巻: 45 ページ: 142～154
  • DOI: 10.14935/jssej.45.142
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 実社会・実生活の問題解決という文脈を導入したSTEM教育型理科授業のデザインに関する研究 (2021)
  • 著者名/発表者名: 木村 優里、原口 るみ、大谷 忠
  • 雑誌名: 科学教育研究 巻: 45 ページ: 184～193
  • DOI: 10.14935/jssej.45.184
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] STEM/STEAM教育をどう考えればよいか―諸外国の動向と日本の現状を通して― (2021)
  • 著者名/発表者名: 大谷 忠
  • 雑誌名: 科学教育研究 巻: 45 ページ: 93～102
  • DOI: 10.14935/jssej.45.93
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] コンピテンシー・ベースは日本の学校の教育実践をどう変えたか (2021)
  • 著者名/発表者名: 石井 英真
  • 雑誌名: フランス教育学会紀要 巻: 33 ページ: 35～44
  • 査読あり
• [雑誌論文] コンピテンシー指向の化学教育における「文脈」設定の特質―ドイツNRW州ギムナジウム前期中等教育化学の学校内教授計画の範例に着目して― (2021)
  • 著者名/発表者名: 遠藤 優介
  • 雑誌名: 理科教育学研究 巻: 62 ページ: 49～60
  • DOI: 10.11639/sjst.sp20015
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 「学び続ける主体」を育む理科教育に向けて (2021)
  • 著者名/発表者名: 遠藤 優介
  • 雑誌名: 学校教育 巻: 1248 ページ: 14～21
• [学会発表] The relationship between Science and Technology Education in the nineteenth century: Comparative history between the UK and Japan (2021)
  • 著者名/発表者名: Isozaki, Tetsuo, Isozaki, Takako
  • 学会等名: European Science Education Research Association 2021 Conference
  • 国際学会
• [学会発表] Several factors of successful science education in Japan (2021)
  • 著者名/発表者名: Isozaki, Tetsuo
  • 学会等名: The 3rd International Conference on Science, Mathematics, Entrepreneurship and Technology Education
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Reconciling structuring collaboration and student agency (2021)
  • 著者名/発表者名: Saito, Moegi, Iikubo,Shinya, Shirouzu, Hajime
  • 学会等名: The Annual Meeting of the International Society of the Learning Sciences 2021
  • 国際学会
• [学会発表] Japan’s lower secondary school science practices: A Filipino science teacher’s viewpoints (2021)
  • 著者名/発表者名: Lacorte, Rogelio, Oshima, Ryugo, Iwasaki, Haruno
  • 学会等名: 2021 International Conference of East-Asian Association for Science Education
  • 国際学会
• [学会発表] Scientific inquiry in Chinese and Japanese upper secondary school science curricula (2021)
  • 著者名/発表者名: Gao, Junye, Isozaki, Tetsuo
  • 学会等名: 2021 International Conference of East-Asian Association for Science Education
  • 国際学会
• [学会発表] Comparison of science education in Myanmar and Japan: Objectives and contents covered in secondary school science curricula (2021)
  • 著者名/発表者名: Kyi, Wai Wai, Isozaki, Tetsuo
  • 学会等名: 2021 International Conference of East-Asian Association for Science Education
  • 国際学会
• [学会発表] 学習者の多様性を前提とした算数・数学教育－学習・学修成果の捉え方についての根本的意識改革－ (2021)
  • 著者名/発表者名: 二宮 裕之
  • 学会等名: 2022年度数学教育学会春季年会
  • 招待講演
• [学会発表] 幼小接続の視点からみた生活科における資質・能力の育成―ドイツの「事実教授」を手がかりにして― (2021)
  • 著者名/発表者名: 遠藤 優介
  • 学会等名: 日本科学教育学会2020年度第8回研究会
• [学会発表] 文脈を基盤とした中等化学カリキュラムにおけるスタンダードの開発―基本概念「供与体―受容体」を事例として― (2021)
  • 著者名/発表者名: 遠藤 優介、寺田 光宏
  • 学会等名: 日本科学教育学会第45回年会
• [学会発表] STEM系理科教員養成のための学習プログラムの開発－探究活動の立案・実施に関する教員養成のための演習プログラム－ (2021)
  • 著者名/発表者名: 網本 貴一、高場 勇気
  • 学会等名: 日本理科教育学会第71回全国大会
• [学会発表] 有機物の酸化分解を素材とした化学実験教材の開発 (2021)
  • 著者名/発表者名: 高場 勇気、網本 貴一
  • 学会等名: 日本理科教育学会第71回全国大会
• [学会発表] Arduinoを用いた圧力・温度同時測定装置の作製とその教材活用 (2021)
  • 著者名/発表者名: 松浦 遼、網本 貴一
  • 学会等名: 日本科学教育学会第45回年会
• [学会発表] 小笠原諸島および南西諸島から得られたメリタヨコエビ属の4未記載種（節足動物門：メリタヨコエビ科） (2021)
  • 著者名/発表者名: 富川 光、佐々木 哲朗、青柳 克、布村 昇
  • 学会等名: 日本動物分類学会第56回大会
• [学会発表] “Socio-scientific Issues”を導入した授業実践研究(2) ―「プラスチック」を題材にした中学校理科授業の理論・検証を中心として― (2021)
  • 著者名/発表者名: 野添 生、黒木 知佳
  • 学会等名: 令和２年度日本理科教育学会九州支部大会
• [図書] Science Education Research and Practice from Japan (2021)
  • 著者名/発表者名: Isozaki, Tetsuo, Manabu Sumida (Eds.)
  • 総ページ数: 199
  • 出版者: Springer, Singapore
  • ISBN: 9789811627453
• [図書] 「コロナ」から学校教育をリデザインする : 公教育としての学校を捉える視点 (2021)
  • 著者名/発表者名: 草原 和博、吉田 成章 (編著)
  • 総ページ数: 160
  • 出版者: 溪水社
  • ISBN: 9784863275621