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2012 年度 実績報告書

熟達教師の算数・数学指導時における脳情報と視線特性の解明

研究課題

研究課題/領域番号 24330252
研究種目

基盤研究(B)

研究機関佛教大学

研究代表者

黒田 恭史  佛教大学, 教育学部, 教授 (70309079)

研究分担者 前迫 孝憲  大阪大学, 大学院・人間科学研究科, 教授 (00114893)
江田 英雄  光産業創成大学院大学, 光医療・健康分野, 教授 (00395237)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワード数学教育 / 視線移動計測 / 脳活動計測 / 熟達教師
研究概要

本研究は、身体的拘束力が低く、通常の学習指導場面に近い状態での脳活動と視線移動を同時計測可能な装置を用い、算数・数学指導時における熟達教師の学習者理解の特性を、生理学的側面から明らかにすることを目的としている。併せて、課題遂行時の学習者側の生理学的特性を明らかにする。本年度(初年度)は、学習者側に着目し、課題遂行時の脳活動データと、視線移動データの基礎的な特性を解明することを目的とした。
計測実験では、算数・数学課題(虫食い算課題、数列課題)を用い、大学生を被験者として、教師側の脳活動計測実験と、学習者側の視線移動計測実験を実施し、データ特性を検討した。実験の結果明らかになったことは以下のことである。
まず、脳活動計測実験では、数列課題を用い、異なる難度の課題を交互に課すことで、脳活動にどのような影響が生じるのかを検証した。9名の被験者を対象に実験を実施したところ、難度の高い課題後に難度の低い課題を課すと、難度の低い課題であっても脳活動の上昇が顕著であるという傾向が見られた。
また、視線移動計測実験では、被験者がどの箇所を注視しているのかを容易に識別できるよう、虫食い算(ボックスに正しい数字を入れる)を実験課題とし、視線移動の特性を検証した。6名の被験者を対象に実験を実施したところ、方略獲得前ではランダムに視線が移動するのに対して、獲得後には、方略獲得手順に沿ったボックスへの視線の停留が見られた。
これらのことより、実験課題に対する難度の高低や方略獲得の有無が、脳活動や視線移動の特性に反映していることが明らかになった。次年度以降、本成果をもとに、同時計測実験を実施する予定である。

現在までの達成度 (区分)
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

視線計測装置を用いて、算数・数学課題遂行時の視線移動の特性を解明することができた。また、これまで実施してきた脳活動計測実験内容を発展させ、課題難度の高低と脳活動の間の関連性について解明することができた。
これらの成果は、脳活動と視線移動の同時計測実験の基礎データとなるものであり、順調な進展と考えている。

今後の研究の推進方策

今後は、学習者観察時の教師役への脳活動計測と視線移動計測の同時計測に着手する。脳活動の高低が視線移動の停留や拡散とどのように関連しているのかについて検討する予定である。

次年度の研究費の使用計画

実験機器が当初の計画よりも安価で購入することができたため未使用金が生じた。これら未使用金については、平成25年度の研究費と合わせて研究成果発表時の交通費等に使用する予定である。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (12件)

  • [雑誌論文] 計算課題遂行児における教師-学習者間の神経科学的検討2013

    • 著者名/発表者名
      岡本尚子, 黒田恭史, 前迫孝憲
    • 雑誌名

      教育システム情報学会誌

      巻: 30巻1号 ページ: 122-127

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Near-Infrared Spectroscopy in Studies of Brain Oxygenation2013

    • 著者名/発表者名
      Hideo Eda
    • 雑誌名

      Current Pharmaceutical Biotechnology

      巻: 14 ページ: 167-171

    • 査読あり
  • [雑誌論文] シンガポールの「数と計算」の教育における特徴 -カリキュラムと評価システムに着目して-2012

    • 著者名/発表者名
      黒田恭史
    • 雑誌名

      数学教育学会誌

      巻: 52巻3・4号 ページ: 12-130

    • 査読あり
  • [学会発表] オリガミクスによる系統的な幾何教育のあり方について2013

    • 著者名/発表者名
      黒田恭史
    • 学会等名
      数学教育学会春季年会
    • 発表場所
      京都大学(京都府)
    • 年月日
      2013-03-21
  • [学会発表] 教授側と学習者側の時系列脳活動変化の比較2013

    • 著者名/発表者名
      岡本尚子, 黒田恭史
    • 学会等名
      数学教育学会春季年会
    • 発表場所
      京都大学(京都府)
    • 年月日
      2013-03-21
  • [学会発表] Visualization of teacher's thinking process while obeserving students : an educational neuroscientihic approach2013

    • 著者名/発表者名
      Naoko Okamoto, Yasufumi Kuroda
    • 学会等名
      The Annual Conference for The International Society for the Social Studies
    • 発表場所
      University of Central Florida (Florida, United States)
    • 年月日
      2013-02-28
  • [学会発表] 日本における社会人を対称とした数学教員養成システム2012

    • 著者名/発表者名
      黒田恭史
    • 学会等名
      日本・中国数学教育国際会議
    • 発表場所
      佛教大学(京都府)
    • 年月日
      2012-11-17
  • [学会発表] 暗記型数学観からの脱却を目指した数学科教育法の試み ,2012

    • 著者名/発表者名
      黒田恭史
    • 学会等名
      日本教育実践学会第15回研究会
    • 発表場所
      兵庫教育大学(兵庫県)
    • 年月日
      2012-11-03
  • [学会発表] 論理課題遂行時の前頭前野におけるヘモグロビン濃度変化の特徴。2012

    • 著者名/発表者名
      竹歳賢一, 黒田恭史, 岡本尚子
    • 学会等名
      日本教育実践学会第15回研究会
    • 発表場所
      兵庫教育大学(兵庫県)
    • 年月日
      2012-11-03
  • [学会発表] 社会脳研究から見た教育学と神経科学の今後の展開2012

    • 著者名/発表者名
      岡本尚子, 黒田恭史,
    • 学会等名
      日本教育実践学会第15回研究会
    • 発表場所
      兵庫教育大学(兵庫県)
    • 年月日
      2012-11-03
  • [学会発表] 教員養成を目的とする大学・学部における数学教育の現状と問題点を抉り出す -私立大学の教員養成の場合-2012

    • 著者名/発表者名
      黒田恭史
    • 学会等名
      数学教育学会秋季例会
    • 発表場所
      九州大学(福岡県)(招待講演)
    • 年月日
      2012-09-18
  • [学会発表] 計算課題時の視線計測分析2012

    • 著者名/発表者名
      岡本尚子, 黒田恭史
    • 学会等名
      数学教育学会秋季例会
    • 発表場所
      九州大学(福岡県)
    • 年月日
      2012-09-18
  • [学会発表] How can Brain Activity Data Contribute to U nder standing of Mathematical Learning Process?2012

    • 著者名/発表者名
      Yasufumi Kuroda, Naoko Okamoto
    • 学会等名
      12th International Congress on Mathematical Education
    • 発表場所
      COEX (Seoul, Korea)
    • 年月日
      2012-07-06
  • [学会発表] Classification of characteristics of brain activity data during mathematical tasks from the view of educational research2012

    • 著者名/発表者名
      Naoko Okamoto, Yasufumi Kuroda
    • 学会等名
      EARLI Neuroscience and Education
    • 発表場所
      London University (London, United Kingdom)
    • 年月日
      2012-05-24
  • [学会発表] Feature of Brain Activity while Solving "Sequences tasks" of Different Difficulty Levels2012

    • 著者名/発表者名
      Yasufumi Kuroda, Naoko Okamoto
    • 学会等名
      Korean Society of Mathematical Education
    • 発表場所
      Seoul National University (Seoul, Korea)。
    • 年月日
      2012-04-06

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公開日: 2014-07-16  

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