2021 年度実績報告書

小学生から高専・大学生まで質保証ができる理数・工学系学修者本位型実験モデルの開発

研究課題

研究課題/領域番号	21H00927
配分区分	補助金
研究機関	旭川工業高等専門学校
研究代表者	篁耕司旭川工業高等専門学校, 電気情報工学科, 教授 (60369907)
研究分担者	熊野英和新潟大学, 自然科学系, 教授 (70292042) 下田貞幸熊本高等専門学校, 建築社会デザイン工学科, 教授 (10259971) 中村基訓旭川工業高等専門学校, システム制御情報工学科, 准教授 (50435963) 阿部敬一郎旭川工業高等専門学校, その他部局等, 准教授 (40784252) 井口傑旭川工業高等専門学校, 電気情報工学科, 教授 (70353224) 笹岡久行旭川工業高等専門学校, 電気情報工学科, 准教授 (30333272) 宜保達哉旭川工業高等専門学校, 電気情報工学科, 准教授 (60755792) 大島功三旭川工業高等専門学校, 電気情報工学科, 教授 (10310971) 平智幸旭川工業高等専門学校, 電気情報工学科, 准教授 (70802619) 三井聡旭川工業高等専門学校, システム制御情報工学科, 教授 (00219669) 津田勝幸旭川工業高等専門学校, 物質化学工学科, 教授 (80227412) 松原英一旭川工業高等専門学校, 人文理数総合科, 准教授 (10421992) 奥村和浩旭川工業高等専門学校, 人文理数総合科, 准教授 (40634407)
研究期間 (年度)	2021-04-01 – 2025-03-31
キーワード	学生実験 / 実験スキル / 学修者本位 / 質の保証
研究実績の概要	本研究では、小学5年生から大学生を対象として、Society 5.0に必要とされる理数・工学系の学生実験モデルを作成し、到達度に応じた実験スキルおよび人間力の評価指標を構築する。誰が評価しても同じ結果が得られる客観的な指標を作成し、児童・生徒・学生が主体的に実行できる「学修者本位型実験」を体系化し、公開することを目的としている。 2021年度は、各専門分野のこれまでの実践の情報収集および「学修者本位型実験」の位置づけと実践準備を主な取り組みとした。旭川高専での学生実験、公開講座やジュニアドクター育成塾を通した小中学生向けの実験、新潟大学での特定の専門を持たない学生への実験等の情報を収集し、「学修者本位型実験」とは何かについて議論を重ねその指針を得た。「学修者本位型実験」とは、一つの実験で完成するものなのか、PBL(Problem Based Learning)を含めなければならないのか、他者のやりとりは必ず必要なのか、一斉に行う実験はこれにあたらないのかなど、必ずしも一つの軸で構築できるものではない多様な要素を考え可視化する仕組みを作る必要があることがわかった。また、旭川高専ではPBLを含めた学生主体型実験を試行し、到達レベルに応じた実験スキルセット（オンライン教材を含む実験書と実験スキル評価シート）作成の準備を行った。さらに新潟大学では旭川高専で作成した実験スキル評価シートをカスタマイズして実践を行った。このように高等教育機関の実験と評価の知見を到達レベルに応じて小学5年生までに展開する方法の準備が整った。
現在までの達成度 (区分)	現在までの達成度 (区分) 3: やや遅れている理由 2021年度の取り組みにおいて、「学修者本位型実験」について各分野の実践と評価は進んでいるものの、全体の統合的な設計にはさらに十分な議論と時間をかける必要があることがわかったため。また、それにともない、WEBサイトの構築を次年度に行うこととしたため。
今後の研究の推進方策	PBLを含めた学生主体型実験を考案し、到達レベルに応じた実験スキルセット（オンライン教材を含む実験書と実験スキル評価シート）を作成するための具体的な指針を作成する。この指針を作成することにより、個別の実験がどのようなレベルでどのような人を対象にするかが明確になり、可視化の仕組みを構築できる。そのうえで、個別の実験書を見直し、実践・評価を行う。また、実験中または実験後に得られる人間力についても具体的な方針を議論する。

研究成果
(2件)

すべて 2022 2021

すべて学会発表 (2件)

[学会発表] オンラインによる高校生向け科学啓発活動の取り組み2022
- 著者名/発表者名
  熊野英和、田中一裕、堀籠崇、篁耕司
- 学会等名
  第69回応用物理学会春季学術講演会
[学会発表] 初等統計学とデータ可視化の統合教育による理解促進の試み2021
- 著者名/発表者名
  熊野英和、田中一裕、篁耕司
- 学会等名
  第82回応用物理学会秋季学術講演会