科学技術の醸成に寄与し「理数教育の充実」をはかる学習デザインの構築

資源の乏しい日本にとって，国の将来を左右するのは科学技術であり「理数教育の充実」は喫緊の課題であり，両教科の関連性を実感できるようなクロスカリキュラム的な教材の開発と指導を行う必要がある。本研究の目的は，わが国の科学技術の醸成に寄与する「理数教育の充実」を目指すことで，以下の3点である。(1)理科と数学の関連性を実感できる教材や指導プログラムを考案し，中等教育における「理数教育の充実」につながる学習デザインを構築する。(2)学習デザインに基づき，中学や高校で授業実践を行い，その教育的効果を検証する。(3)「理数教育の充実」に向け，理科と数学の最適な連携を育むための条件を明らかにする。上記の目的を達成するため，本研究では，平成26年から立ち上げている「理数教育研究会」のメンバーを中心に，日本科学教育学会において「「理数教育の充実」に向けて，理科と数学の関連性はどうあるべきか？Ⅰ～Ⅸ」という一貫したテーマで「課題研究発表（企画応募)」を行い，理科教育と数学教育の研究者および学校現場の教員らを交えて，理数教育の現状について議論した。これらは延べ21編の課題研究発表に報告されている。また，こうした理数教育の理論的な調査・研究の一方で，高等学校に新科目として設置された「理数探究基礎」の指導事例を模索し，オウムガイの螺旋の観察からベルヌーイ螺旋の一般式を導出する数学的なアプローチを取り入れた教材の開発や，鏡による万華鏡の三角形を成立させる角度（3つの角全てが偶数個で一周する）を不定方程式の整数解を求めることから導かせる教材の開発などを行い，複数の高校学校で実践し，その教育的な効果について検証した。その結果，これらの開発した教材は，理科と数学の関連性を学ぶ上で有意な教育的効果があることが示され，理数教育の充実につながる可能性が示唆された。

資源の乏しい日本にとって，国の将来を左右するのは科学技術であり「理数教育の充実」は喫緊の課題であり，両教科の関連性を実感できるようなクロスカリキュラム的な教材の開発と指導を行う必要がある。本研究の目的は，わが国の科学技術の醸成に寄与する「理数教育の充実」を目指すことで，以下の3点である。(1)理科と数学の関連性を実感できる教材や指導プログラムを考案し，中等教育における「理数教育の充実」につながる学習デザインを構築する。(2)学習デザインに基づき，中学や高校で授業実践を行い，その教育的効果を検証する。(3)「理数教育の充実」に向け，理科と数学の最適な連携を育むための条件を明らかにする。上記の目的を達成するため，本研究では，平成26年から立ち上げている「理数教育研究会」のメンバーを中心に，日本科学教育学会において「「理数教育の充実」に向けて，理科と数学の関連性はどうあるべきか？Ⅰ～Ⅸ」という一貫したテーマで「課題研究発表（企画応募)」を行い，理科教育と数学教育の研究者および学校現場の教員らを交えて，理数教育の現状について議論した。これらは延べ21編の課題研究発表に報告されている。また，こうした理数教育の理論的な調査・研究の一方で，高等学校に新科目として設置された「理数探究基礎」の指導事例を模索し，オウムガイの螺旋の観察からベルヌーイ螺旋の一般式を導出する数学的なアプローチを取り入れた教材の開発や，鏡による万華鏡の三角形を成立させる角度（3つの角全てが偶数個で一周する）を不定方程式の整数解を求めることから導かせる教材の開発などを行い，複数の高校学校で実践し，その教育的な効果について検証した。その結果，これらの開発した教材は，理科と数学の関連性を学ぶ上で有意な教育的効果があることが示され，理数教育の充実につながる可能性が示唆された。