「整数の性質」を対象とした実験数学の高校生向け理数探究Web教材の開発

以“整数的性质”为目标的高中生实验数学科学与数学探究网络教材开发

• 批准号: 21K02931
• 负责人: 清水 克彦
• 金额: $ 1.25万
• 依托单位: Tokyo University of Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K02931/
• 关键词: 実験数学; 整数の性質; 理数探求; ICT活用; 科学教育; 教育工学; 理数探究

理数科の学習をWeb上で高校生が自律的に「整数の性質」を探究できる実験数学の教材を開発することを目的とする。改訂学習指導要領では、新しく理数科「理数探究基礎」「理数探究」が導入される。この科目では、教師のガイダンスのもと、自分自身で理数のテーマについて探究することが求められている。本年度の研究においては、まず、第一に整数の性質に関する教材開発を進めた．完全数ならびにメルセンヌ数に関する教材開発を行った。また、フィボナッチ数とリュカ数列についての教材を開発した。生する関係以外にもさらに星形多角形の内角の和、絶対値を使ったグラフ、円分多項式と素因数分解、３次関数の性質についての教材も開発した。これらの教材の中心的なICTツールはPythonとGeogebraを用いている。さらに、Scratchを使った比例の比例定数、一次関数の比例定数と切片、二次関数の比例定数、三平方の定理による斜辺の長さ、正多角形の作図、星形正多角形の作図、フラクタル図形を描く、素数を求めるなどの教材を開発した。次に、当初の予定ではPowerPointの映像録画などを用いたWeb教材を開発する予定であったが、google classroomのもとでPython、GeogebraやScratchが用いることができることを確認できたために、google classroom上でWeb教材の開発を進めることとした。本年度はこのWeb教材の開発も進めた。google classroomを用いることで、Web上で実際にそれらアプリケーションを行いながら、探求を進めることができる教材となっている。また、理数探求の基礎となるプロセスについて、実験数学やResearcher Like ActivityやStudy Research　Pathsなどを参考にプロセスモデルを設定・実践し、学会発表を行った。

Count branch を の learning on the Web で college life が self-discipline に の nature "integer" を explore で き る be 験 mathematical の textbooks を open 発 す る こ と を purpose と す る. The learning guidance guidelines have been revised to で で, and the "Fundamentals of Mathematical Inquiry" and "Mathematical Inquiry" in the science and mathematics subject have been newly introduced to く. こ の subjects で は, teachers の ガ イ ダ ン ス の も と, your own で count の テ ー マ に つ い て explore す る こ と が o め ら れ て い る. This year, the <s:1> research on にお, にお, て, まず, the <s:1> properties of first に integers に and related する textbooks have been published in を and めた. Complete numbers ならびにメ に セ ヌ ヌ numbers に related to する textbooks published を lines った. Youdaoplaceholder0, フィボナッチ numbers とリュカ sequences に に て て て <s:1> textbooks を issued た. Raw す る masato is outside に も さ ら に star polygon の inside の and, unique numerical を seaborne っ た グ ラ フ, has drifted back towards &yen; polynomial factorization と element, number three masato の nature に つ い て の textbooks も open 発 し た. The なICT れら れら な な な な な な な な な な な な な な な な な な な な な な な な る Geogebraを for Pythonと geogebra を is used in the <s:1> て る る る. さ ら に, Scratch を make っ た proportion の rate constant, a number of masato の destiny と slice, secondary masato の proportion destiny, three square の theorem に よ る inclined 辺 の さ, regular polygon is の 図, star polygon の 図, フ ラ ク タ ル 図 form を tracing く, prime を め る な ど の textbooks を open 発 し た. に, original の designated で は PowerPoint の images recorded painting な ど を with い た Web teaching material を open 発 す る designated で あ っ た が, Google classroom の も と で Python, Geogebra や Scratch が with い る こ と が で き る こ と を confirm で き た た め に, Google The でWeb teaching materials on classroom are available at を in める とと た た. The development of Web teaching materials for this year is likely to progress to めた. Google classroom を with い る こ と で, Web で be interstate に そ れ ら ア プ リ ケ ー シ ョ ン を line い な が ら, explore を め る こ と が で き る textbooks と な っ て い る. ま た, count to explore の と な る プ ロ セ ス に つ い て, be 験 mathematical や Researcher Like Activity や Study ResearchPaths な ど を reference に プ ロ セ ス モ デ ル を setting, be practice し line, learn 発 table を っ た.

项目成果

.Google Colaboratoryを用いた実験数学教材の開発-Pythonで完全数・メルセンヌ数を探究する-.

.利用Google Colaboratory开发实验数学教材——用Python探索完美数和梅森数。

• 发表时间: 2021
• 期刊: 数理解析研究所講究録, RIMS共同研究集会,数学ソフトウェアとその効果的教育利用に関する研究
• 作者: 榊原暢久;吉田博;松本昌也.清水克彦;松本昌也.清水克彦;榊原暢久;榊原暢久;松本昌也.清水克彦.
• 通讯作者: 松本昌也.清水克彦.

高等学校理数探究基礎における実験数学を用いた授業モデルの提案と授業実践-RLAとSRPに基づいた探究モデルによる創造性の育成を目指して-.

在高中科学和数学探究基础中使用实验数学的课堂模型和课堂实践的提案 - 旨在通过基于 RLA 和 SRP 的探究模型培养创造力。

• 发表时间: 2021
• 期刊: 日本数学教育学会第54回秋期大会発表録
• 作者: 石橋直;森山潤;大日方優太，石橋直;菰田 剣，大内 毅，伊藤克治;宮地 作造，西辻 真央，菰田 剣，伊藤 克治;伊藤克治;菰田剣，大内毅，伊藤克治;大内毅，兵永大悟，菰田剣，伊藤克治;松本昌也.清水克彦;飯野直子;松本昌也.清水克彦
• 通讯作者: 松本昌也.清水克彦

高等学校理数探究基礎における実験数学を用いた数学研究方法の基礎的検討-RLAとSRPに基づいた数学探究モデル

高中科学与数学探究基础中利用实验数学进行数学研究方法的基础考试——基于RLA和SRP的数学探究模型

• 发表时间: 2021
• 期刊: 日本科学教育学会第45回年会論文集
• 作者: 石橋直;森山潤;大日方優太，石橋直;菰田 剣，大内 毅，伊藤克治;宮地 作造，西辻 真央，菰田 剣，伊藤 克治;伊藤克治;菰田剣，大内毅，伊藤克治;大内毅，兵永大悟，菰田剣，伊藤克治;松本昌也.清水克彦
• 通讯作者: 松本昌也.清水克彦

数学教育における実験数学を用いた問題発見型授業の設計.

在数学教育中使用实验数学设计问题发现课程。

• 发表时间: 2021
• 期刊: 日本科学教育学会2021年第2回研究会
• 作者: 吉田 博;榊原暢久;小林 良彦 長沼 祥太郎;村上忠幸;谷口 和成，藤本 滉二郎，石井 哲夫;松本昌也.清水克彦.
• 通讯作者: 松本昌也.清水克彦.