Developing Effective Instructional Methods for Control Variable Strategies According to the Individual Characteristics of Science Learners

根据科学学习者的个体特征制定有效的控制变量策略教学方法

• 批准号: 22K20215
• 负责人: 中村 大輝
• 金额: $ 1.66万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-08-31 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K20215/
• 关键词: 科学的思考力; 条件制御; 科学教育; 科学的推論; 教育測定; 適正処遇交互作用

理科教育において条件制御能力の育成は重要かつ困難な目標の１つであり、これまで多くの研究が蓄積されてきた。研究の蓄積を通して、平均的に効果の高い指導法が明らかにされてきた一方で、どのような特性の学習者にどのような指導法が有効かという交互作用は検討されてこなかった。また、先行研究の多くが欧米で行われており、東アジアで同様の知見が得られるかの再現性はほとんど検討されていない。加えて、欧米で行われた研究においても条件制御能力の測定方法が確立されておらず、研究間で指導の効果の厳密な比較ができないという課題が残されていた。このような状況を踏まえ、本研究では①研究間で比較可能な条件制御能力の測定方法を開発した上で、②条件制御の指導介入と効果検証を行うことを予定している。このうち、本年度は①の測定方法の開発に取り組んだ。具体的には、欧米の先行研究で開発された条件制御能力の調査項目（e.g., Gegos & DeBoer, 2007）の翻訳と、新規作成項目を併せて約40項目の調査項目を作成を行った。項目の具体例としては、農作物の成長に影響する要因を調べる実験計画を立てさせる課題などがあった。学習者の立てた実験計画において条件が適切に制御されているかを見ることで、条件制御能力を測定することができると考えられる。本年度の研究成果の一部は日本理科教育学会をはじめとするいくつかの学会発表を通しての公表を予定している。

条件控制能力的发展是科学教育的重要目标之一，到目前为止，已经积累了许多研究。尽管研究的积累揭示了平均有效的教学方法，但哪种类型的教学方法之间的相互作用对具有哪些特征的学习者有效。此外，以前的许多研究已经在欧洲和美国进行，并且很难在东亚获得类似发现的可重复性。此外，在欧洲和美国进行的研究尚未建立用于衡量条件控制能力的方法，而且问题仍然是不可能严格比较研究之间的教学有效性。考虑到这一点，本研究计划：1）开发一种可以在研究之间进行比较的方法控制能力的方法； 2）提供指导干预措施，以进行状态控制和有效性验证。其中，今年我们致力于开发测量方法。具体而言，创建了大约40个调查项目，包括在欧洲和美国先前研究中开发的调查项目的翻译（例如Gegos＆Deboer，2007年）和新创建的项目。项目的具体例子包括制定实验计划以研究影响农作物生长的因素的任务。人们认为，可以通过查看是否在学习者创建的实验设计中正确控制条件来衡量条件控制能力。今年的一些研究结果计划通过在包括日本科学教育学会在内的几个会议上的演讲来公开。

项目成果

Effectiveness of Step-by-Step Instruction in Hypothesis Setting Through Comparison of Multiple Phenomena

通过多种现象的比较逐步指导假设设定的有效性

• DOI: 10.11639/sjst.b21016
• 发表时间: 2022
• 期刊: Journal of Research in Science Education
• 作者: 中村大輝;佐久間直也
• 通讯作者: 佐久間直也

科学教育における機械学習を用いた評価方法の現状と課題

机器学习在科学教育中的评价方法现状及问题

• 发表时间: 2022
• 作者: 中村大輝;佐久間直也;中村大輝
• 通讯作者: 中村大輝