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。

培养控制条件的能力是科学教育的重要和难点目标之一，迄今为止已经积累了大量的研究成果。通过研究的积累，已经明确了平均有效的教学方法，但哪些教学方法对于哪些学习者的特征有效的交互作用尚未得到调查。此外，以往的研究大多是在欧美进行的，很少考虑在东亚是否也能得到类似的结果。此外，即使在欧洲和美国进行的研究中，也没有建立条件控制能力的测量方法，并且存在研究之间无法对教学效果进行严格比较的问题。鉴于这种情况，本研究计划（1）开发一种可在研究之间进行比较的条件控制能力测量方法，然后（2）对条件控制进行指导干预并验证其有效性。其中，今年我们致力于开发①的测量方法。具体来说，我们创建了大约 40 个调查项目，包括欧洲和美国先前研究中开发的状态控制能力调查项目（例如，Gegos & DeBoer，2007）和新创建的项目。具体项目示例包括要求学生制定实验计划以调查影响农作物生长的因素的任务。人们认为，学习者控制条件的能力可以通过检查学习者创建的实验计划中的条件是否得到适当控制来测量。今年的部分研究成果计划通过在包括日本科学教育学会在内的多个学术会议上发表演讲的方式公开。

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