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2023 Fiscal Year Research-status Report

A Study of the Relevance Structure and Educational Methods of STEM Education based on Computational Thinking

Research Project

Project/Area Number 21K02620
Research InstitutionTokai Gakuen University

Principal Investigator

山田 哲也  東海学園大学, 教育学部, 教授 (00727224)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 原田 信一  京都教育大学, 教育学部, 教授 (90646647)
荻窪 光慈  埼玉大学, 教育学部, 准教授 (00431726) [Withdrawn]
湯地 敏史  宮崎大学, 教育学部, 教授 (80418988)
岳野 公人  滋賀大学, 教育学系, 教授 (70313632)
山岡 武邦  滋賀大学, 教職大学院, 特任准教授 (00844565)
角 和博  佐賀大学, 芸術地域デザイン学部, 客員研究員 (80145177)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2025-03-31
KeywordsSTEAM教育 / 学習レリバンス / プログラミング的思考 / 教育方法
Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は,初等・中等教育において,STEM/STEAM教育(Science, Technology, Engineering,Art, Mathematics)の分野横断的な立場から,プログラミング的思考を基盤としてものづくり教育を展開し,学習レリバンス(児童生徒がどのような意味や意義を感じているか)に関わる能動的な学習ための教材と教育方法を開発することにある。
前年度に引き続き,STEAM教育のそれぞれの領域ごとに学習レリバンスを個人的レリバンスと社会的レリバンスに大別して調査を行った。例えば,家庭科において家庭機器の科学・技術的要素を学ぶ場合においても,学習の意義を感じる学習分野には差があり,自動車・自転車などの機械領域ではしくみなどに着目していることがわかった。情報リテラシーの学習においては,個人的レリバンス・社会的レリバンスともに,情報セキュリティーやリスクのまとまりが強く表れ,個人的レリバンスでは,活用や分析のまとまり,社会的レリバンスでは生産性や効率化に関するまとまりが見られた。このように領域ごとに個人的・社会的な意義を感じることに差があることがわかった。
プログラミング的思考を基盤としたSTEAM教育の学習レリバンスを視野に入れた実践研究としては,多くの実践研究を進めることができた。双方向性のあるチャットアプリ,360度カメラ,ドローン,生成AIなど今日的な教材を用いた教育方法や教育課程の開発を行った。また,Art領域の研究として,人形映画・テレビCM作品・アニメーション制作に関する調査や教育方法などの検討を進めることができた。
理論研究と実践研究を並行して進めているが,STEAMの領域によっては,あまり進められていない領域もあり,その補填や理論と実践の整理を行う必要性などから,研究期間を延長し研究を継続することにした。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

前年度を踏襲した学習レリバンスに関する調査は,比較的円滑に進められた。研究代表者と研究分担者の1名に所属研究機関の異動があったことなどから,学習レリバンス構造を踏まえた教材と教育方法の開発において一部遅れる部分があった。遅れている教材開発などの実践的な研究の補填を行い,理論と実践の整理を行う必要性などから,研究期間を延長し研究を継続することにした。

Strategy for Future Research Activity

STEAM各領域の学習レリバンスに関する意識のデータがそろってきているため,その整理と重要な要素の抽出作業を行っていく。この知見を基にした教材や教育方法を高等学校から中学校,小学校へと展開するステップを明らかにしていくことになる。本研究で行っているプログラミング的思考と関連付けたSTEAM教材や教育方法の開発は小・中・高が同じ学習上にあるように系統だって進めているため,教育方法の構築にあたっては,研究代表者,研究分担者が適切な時期に会議を行い研究を進めていく必要性が強まっている。会議での議論を開発に活かせるように進める。また,最終年度にあたって,国際発表を含めた成果発表の計画を進めている。

Causes of Carryover

研究代表者の研究環境に変化(所属研究機関の異動)により,計画していた授業実践等が若干変更になり,教材の評価などの実践的な研究の物品費が次年度使用となった。また,国際発表のための海外渡航を次年度に変更したため次年度使用が生じた。研究期間を延長したため,次年度使用分については,不足している調査や分析,国際学会への旅費としての使用を計画している。

  • Research Products

    (22 results)

All 2024 2023

All Journal Article (12 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 5 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] 教員養成課程学生の技術科「D 情報の技術」に関する意識について2024

    • Author(s)
      原田信一,安東茂樹,中峯 浩,伊藤伸一,多田知正,赤井淳嗣,山﨑晃平,小澤雄生,森田光大,山田公成
    • Journal Title

      教職キャリア高度化センター教育実践研究紀要,京都教育大学

      Volume: 6 Pages: 31‐38

    • Open Access
  • [Journal Article] Thoughts and Expressions of Tadahito Mochinaga in His Handwritten Notebook “Animator’s Jobs”(Ⅰ)2024

    • Author(s)
      Kazuhiro SUMI, Tatsuya AOYAGI, Takatoshi NAKAMURA
    • Journal Title

      佐賀大学芸術地域デザイン学部研究論文集

      Volume: 7(2) Pages: 1-17

    • Open Access
  • [Journal Article] The Relevance of Learning the Principles and Mechanisms of Household Appliances in the Secondary School2023

    • Author(s)
      Tetsuya Yamada, Takekuni Yamaoka
    • Journal Title

      International Conference on Applied and Mechanical Engineering 2023

      Volume: ー Pages: 1-4

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Development of Compound Teaching Materials Using microbit and Practical Teaching2023

    • Author(s)
      Shinichi Harada, Satoshi Fujii, Toshio Maruyama
    • Journal Title

      International Conference on Applied and Mechanical Engineering 2023

      Volume: ー Pages: 37-40

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Development of Radiation Education Materials Aimed at Inquiry for STEM Education Using Educational Data Science2023

    • Author(s)
      Takekuni Yamaoka, Tetsuya Yamada, Joel Bernal Faustino
    • Journal Title

      International Conference on Applied and Mechanical Engineering 2023

      Volume: ー Pages: 5-8

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Curriculum Development and Practice of Application Creation Incorporating AI Functions; Learning During After-School Hours2023

    • Author(s)
      Kimihito Takeno, Keiji Yoko, Hirotaka Mori
    • Journal Title

      IFIP Advances in Information and Communication Technology book series

      Volume: IFIPAICT685 Pages: 115-123

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Lesson Practice on Design of Turbine for Ocean Current Power Generation Using Simple 3DCAD2023

    • Author(s)
      Toshikazu Yamamoto, Kazuhiro Sumi, Yudai Morita, Norino Takezawa
    • Journal Title

      9th International Conference on Education and Technology ICET, 2023, IEEE

      Volume: ー Pages: 65-70

  • [Journal Article] Proposal for Effective Use of ICT to Support Collaboration between Classroom and Home Study2023

    • Author(s)
      Kazuhiro Sumi, Toshikazu Yamamoto, Akira Watanabe, Masaki Konya
    • Journal Title

      9th International Conference on Education and Technology ICET, 2023, IEEE

      Volume: ー Pages: 76-80

  • [Journal Article] Investigation and Analysis of Teaching Contents on Interfaces in Japanese Secondary Education2023

    • Author(s)
      Masaki Konya, Toshikazu Yamamoto, Kazuhiro Sumi
    • Journal Title

      9th International Conference on Education and Technology ICET, 2023, IEEE

      Volume: ー Pages: 88-93

  • [Journal Article] The International Comparison of Learners' Knowledge and Awareness in Japanese Technology Education: A Comparative study of middle and high school students against Japan, Indonesia, China, and the United States of America2023

    • Author(s)
      Akira Ameno, Kazuhiro Sumi, Takenori Motomura, Saida Ulfa
    • Journal Title

      9th International Conference on Education and Technology ICET, 2023, IEEE

      Volume: ー Pages: 94-98

  • [Journal Article] 小学校技術科「プログラミング」と算数科「変わり方」の教科横断学習による思考力の育成2023

    • Author(s)
      小澤雄生,小西かおり,原田信一,安東茂樹
    • Journal Title

      日本産業技術教育学会誌

      Volume: 63(3) Pages: 195-203

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 人形映画製作所の教育映画、テレビCM 作品に関する原資料の調査―脚本、絵コンテ、原画、写真を中心にして―2023

    • Author(s)
      角和博,西岡英和,首藤舞央梨,中村隆敏
    • Journal Title

      佐賀大学芸術地域デザイン学部研究論文集

      Volume: 6 Pages: 11-36

    • Open Access
  • [Presentation] 「家庭電気・機械及び情報処理」における個人的・社会的レリバンスの傾向2023

    • Author(s)
      山田哲也
    • Organizer
      日本産業技術教育学会第66回全国大会(鹿児島)講演要旨集
  • [Presentation] 情報リテラシー育成のための学習レリバンス分析2023

    • Author(s)
      山田哲也
    • Organizer
      日本産業技術教育学会第34回北陸支部大会講演要旨集
  • [Presentation] 双方向性のあるコンテンツにおけるチャットアプリの授業実践2023

    • Author(s)
      丸山敏夫,原田信一
    • Organizer
      日本産業技術教育学会近畿支部第40回研究発表会講演論文集
  • [Presentation] 360 度カメラを活用した「けがの防止」で扱う映像教材の開発2023

    • Author(s)
      福井健人,原田信一
    • Organizer
      日本産業技術教育学会近畿支部第40回研究発表会講演論文集
  • [Presentation] 小学校におけるドローンを用いたプログラミング学習の授業実践2023

    • Author(s)
      亀井亮建,原田信一
    • Organizer
      日本産業技術教育学会近畿支部第40回研究発表会講演論文集
  • [Presentation] 「D 情報の技術」における教材の変遷2023

    • Author(s)
      炭本祐満,原田信一
    • Organizer
      日本産業技術教育学会近畿支部第40回研究発表会講演論文集
  • [Presentation] 小学校技術科のプログラミング学習における問題解決ルーブリックの開発と評価2023

    • Author(s)
      小澤雄生,野口 聡,安東茂樹,原田信一
    • Organizer
      日本産業技術教育学会第66回全国大会(鹿児島)講演要旨集
  • [Presentation] The Actual State of Creative Attitudes in Engineering Learning through Text Mining Analysis2023

    • Author(s)
      Kimihito Takeno, Koji Hattori
    • Organizer
      TENZ-Technology Education Conference, Christchurch
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of video teaching materials and self-monitoring system to support skill acquisition2023

    • Author(s)
      Toshikazu Yamamoto, Kimihito Takeno, Rintaro Seki, Syuto Ikeda
    • Organizer
      TENZ-Technology Education Conference, Christchurch
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] PPDACサイクルの視点を取り入れた継続的な学びを促進させるための指導モデルに関する調査研究 -宮古島・石垣島での施設見学を事例として-2023

    • Author(s)
      山岡武邦,清水洋一,安藤雅之
    • Organizer
      日本エネルギー環境教育学会第17回全国大会論文集

URL: 

Published: 2024-12-25  

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