Analysis of qualities and abilities necessary for science learning through the practice of cross-curricular programming education

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本研究の目的は、プログラミング学習をすることにより、学習者の科学的推論力・思考力は向上するか検証することである。科学的推論力・思考力は、理科学習において必要な資質・能力であるが、我が国の子どもたちはこれらの力に課題があることが報告されている。一方で、我が国のプログラミング教育では、基盤的な資質・能力の一つであるプログラミング的思考力の育成と、教科の内容をより確実に身につけさせることがねらいとされている。本研究では、プログラミング的思考力の育成が科学的推論力・思考力の育成に資するのではないかと考え、中学校理科と技術科が連携した教科横断的なプログラミング教育を実施し、これらの資質・能力の向上度の相関について分析する。本年度は、以下の2点について検証した。（1）プログラミング能力および科学的推論力・思考力の測定の方法に関して文献調査を行い、本研究の評価方法について検証した。（2）タブレット端末を整備し、それを活用した大学生対象のプログラミング学習を実施し、大学生のプログラミング能力と科学的推論力との相関を検証した。（1）の文献調査では、理科授業でのプログラミング教育の有用性を改めて検証した。また、プログラミング能力としてComputational Thikingを定量的に評価する方法、および科学的推論力を評価するための調査問題紙について検証した。これらを用いて、（2）におけるプログラミング学習を通して、プログラミング能力と科学的推論力との相関を調査した。ここでは、本学にタブレット端末を整備し、それらを活用した中学校理科の気象分野におけるプログラミング学習を実施した。その結果、2つの能力には正の相関があり、科学的推論力が高く、形式的操作に長けている学習者ほど、プログラミング能力が高いことが明らかとなった。これらの研究成果については、複数の学会にて報告している。