Research on science classes for developing higher-order thinking skills based on deep learning

基于深度学习培养高阶思维能力的科学课程研究

• 批准号: 19H01736
• 负责人: 松浦 拓也
• 金额: $ 6.66万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-01 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19H01736/
• 关键词: 科学的推論; 高次思考スキル; 指導法; 諸外国との比較; メタ認知知識; カリキュラム; メタ認知; 理科教育; 児童生徒; 教授－学習

21世紀の教育の成果に対する期待は、統合、分析、評価という高次の思考にますます焦点が当てられている（Osborne, 2013）。そこで、高次思考スキルとしての科学的推論とメタ認知の関係性を現代的視座に基づいて整理し、理科の学びにおいて基盤となる能力を高次思考スキルという観点から具体化・精緻化することを目指した。Schraw & Robinson (2011)によると、高次思考スキルとして、推論スキル、議論スキル、問題解決＆クリティカルシンキング（CT）、メタ認知の４つの要素が挙げられている。これらのスキルは、過去数十年にわたり、科学教育に関する多くの研究で扱われており、相互に関連し、かつ互いに影響し合っている。これらの能力は、問題解決や思考をよりよく実行するために相互に関連して機能すると考えられているが、ある程度の領域特異性もあると考えられており、科学教育の文脈でさらなる実証研究が必要である。そこで、理系という特異な文脈を考慮し、CTが機能する領域として科学的推論に着目し、CTの成否とメタ認知の関係を検討することで、これらのコンピテンシーの関係性を明らかにできるのではないかと考えた。調査の実施においては、一定程度の推論能力及びメタ認知知識を有していると想定される理系大学生を対象とし、科学的推論におけるCT「評価」得点と科学学習におけるメタ認知知識の間にどのような関係が存在するか分析した。分析結果より、科学的推論におけるCT「評価」で高得点であった学生は、「①手順が正確に操作できているか確認する」、「②わからないことをメモする」、「③分類、体系化、整理、理解する」といったメタ認知的知識を用いる傾向があることがわかった。また、本研究課題に関わる基礎的研究及び、教師を対象とした理科の学習指導に関わる調査の実施などについても実施した。

Expectations, integration, analysis, evaluation, and high-level reflection on educational achievements in the 21st century should be focused on (Osborne, 2013). High order thinking, scientific reasoning, cognitive relatedness, modern vision, basic organization, scientific learning, basic ability, high order thinking, point concretization, refinement, etc. Schraw & Robinson (2011): 4 elements of high-order thinking, reasoning, discussion, problem solving (CT), and cognition. There has been a lot of research in science and education over the past few decades. The ability to solve problems, the ability to think about problems, the ability to do things, the ability to relate to each other, the ability to function, the ability to think about problems, the In this case, the relationship between CT function and cognitive function should be discussed. The investigation is conducted in the middle of the investigation, to a certain extent, the inference ability and cognitive knowledge exist, the inference ability and the cognitive knowledge. Analysis results: Scientific inference: CT "evaluation": high points: students respond: "① manual operation: correct operation: confirmation":"② manual operation: correct operation: confirmation":"classification: systematization: collation: understanding":"cognitive knowledge: application: tendency": classification: systematization: collation: understanding ": This research topic is related to basic research and teaching, and related to science study guidance.

项目成果

児童の理科におけるメタ認知的知識―観察・実験場面での大事にすること・気を付けることに対する認識の差異―

儿童科学元认知知识-在观察和实验情境中对重要事项和注意事项的认知差异-

• 发表时间: 2021
• 作者: 中村 大輝;田村 智哉;小林 誠;永田 さくら;大森 一磨;大野 俊一;堀田 晃毅;松浦 拓也;Takuya Matsuura & Urumi Hayashiuchi;Takuya Matsuura;松浦拓也・岡田大爾・竹野英敏;松浦拓也・雲財寛・木下博義・三好美織;三井寿哉・松浦拓也
• 通讯作者: 三井寿哉・松浦拓也

仮説設定の質が後の探究過程に及ぼす影響の検討

检验假设设定的质量对后续探索过程的影响

• 发表时间: 2020
• 作者: 中村大輝;松浦拓也
• 通讯作者: 松浦拓也

授業実践の効果量は正規分布に従うか？

教学实践的效果大小是否服从正态分布？

• 发表时间: 2020
• 作者: 中村大輝;松浦拓也
• 通讯作者: 松浦拓也

高次思考能力と理科カリキュラムに関する諸外国との比較に関する一考察

高阶思维能力与科学课程与国外比较研究

• 发表时间: 2021
• 作者: 松浦拓也;雲財寛;木下博義;三好美織
• 通讯作者: 三好美織

Critical Discussions in Small Groups to Support the Design of Experiments

支持实验设计的小组批判性讨论

• 发表时间: 2022
• 作者: 中村 大輝;田村 智哉;小林 誠;永田 さくら;大森 一磨;大野 俊一;堀田 晃毅;松浦 拓也;Takuya Matsuura & Urumi Hayashiuchi
• 通讯作者: Takuya Matsuura & Urumi Hayashiuchi