SlideShare a Scribd company logo
1 of 19
モデルベース推論の成否に
関わる要因に関する研究
◯日本体育大学大学院教育学研究科
雲財 寛
広島大学大学院教育学研究科
松浦 拓也
ーモデルの利用に着目してー
日本理科教育学会全国大会
福岡教育大学
2017/8/5
全19枚+補
研究の概要 2
促す要因
・「場面との対応づけ」に関する理解
-「化学反応式は,化学反応を予測する場面で有効である」
・「モデルの規則」に関する理解
-「化学反応式の左辺と右辺で,モデルの種類と数をそろえる」
課題
・課題を解決するための有効なモデルを想起することができていない
研究の目的
モデルベース推論の成否に関わる要因を明らかにする
モデルを用いて,現象を説明・予測する推論
研究の背景 3
モデリングに対する関心の高まり(Oh & Oh 2011)
モデルを開発・利用すること(内ノ倉,2016)
・肘の機能を表現するモデルを構築する(例えば,Penner et al. 1997)
・化学式のモデルを用いて,化学反応を予測する(例えば,松浦・佐伯 2012)
モデルベース推論
開発と利用という観点から研究を整理すると…
モデルの開発に関する研究が多く,
モデルの利用に関する研究が相対的に少ない
モデルの利用に着目
研究の背景 4
モデルの利用に関する研究として…
継続して電子の移動に関する課題を解いていくことで,自発的にモデル
を使用して電子の移動について説明することができるようになった
Stephens et al.(1999)
調査研究は
Stephens et al.(1999)のみ
モデルベース推論の成否に関わる要因を明らかにする
モデルベース推論の育成を志向した指導法を考案するために,
モデルベース推論を促す要因や躓きを明らかにする必要がある
モデルの利用に着目した
授業実践もみられない
研究の目的・手順 5
研究の目的
モデルの利用に関するモデルベース推論の
成否に関わる要因を明らかにする
研究の手順
1.調査のデザイン
2.調査の実施
3.モデルベース推論の成否に関わる要因の特定
事前質問紙の実施
面接・調査問題の実施
インタビュー
被験者の抽出
調査的面接を中心として,モデルベース推論の成否の要因を質的に検討
「二酸化炭素とマグネシウムの反応後の物質を
予測する問題」を解かせる
「どのように解いたのか」などを問う
被験者の特性を把握
特性を踏まえ,ランダムサンプリングによって抽出
・基本的な知識・理解(一問一答形式)
・モデルに対するメタ理解
調査のデザイン 6
事前質問紙 7
基本的な知識・理解(一問一答形式)
モデルに対するメタ理解(五件法)(雲財・松浦,2016)
因子 質問項目の例
現象の
説明・予測
科学では,モデルを用いることで,現象を説明・予測すること
ができる
特徴の顕在化
モデルは,目に見えにくい現象を,目に見える単純な形で表す
ことができる
暫定性
科学におけるモデルは,一度作られると将来変わることはない
(反転項目)
限界性 モデルによる現象の説明には限界がある
大問 問題の詳細
1
(1点×12問)
化合の定義,物質の化学式,原子の性質 など
2
(2点×1問)
化学反応式の表し方
化学反応式を用いて,
未知の化学反応を予測する問題
問.
二酸化炭素とマグネシウムの反応に
よって生成された物質は何か?
?
二酸化炭素 マグネシウム
MgC OO
炭素,酸化マグネシウム
調査的面接で用いた問題 8
研究の目的・手順 9
研究の目的
モデルの利用に関するモデルベース推論の
成否に関わる要因を明らかにする
研究の手順
1.調査のデザイン
2.調査の実施
3.モデルベース推論の成否に関わる要因の特定
目的 モデルベース推論の成否の要因を明らかにする
調査の観点
・モデルベース推論を促す要因
・モデルベース推論における躓き
時期 2015年11~12月
対象 広島県 公立中学校 第3学年 120名
調査の概要 10
事前質問紙の結果と被験者の抽出
平均値(14点満点)
7.95
基本的な知識・理解 モデルに対するメタ理解
(5点満点) 平均値
現象の説明・予測 3.48
3.48
特徴の顕在化 3.56
暫定性 3.44
限界性 3.45
モデルに対するメタ理解
高 低
基本的な
知識・理解
高 A群 B群
低 C群 D群
平均値をカッティングポイントとし,被験者を4つの群に分類
各群4名
計16名を抽出
11
ID 群
事前質問紙
調査問題
基礎理解 メタ理解
2 A H H ◯
39 A H H ◯
59 A H H ◯
86 A H H ◯
12 B H L ×
13 B H L ×
26 B H L ◯
98 B H L ×
7 C L H ×
18 C L H ×
30 C L H ×
82 C L H ◯
40 D L L ×
70 D L L ◯
71 D L L ×
116 D L L ×
調査結果 12
A群は4人中4人が正答,B~D群の生徒は各群につき4人中1人が正答
解答類型
コード 類型
群(人)
A B C D
- 正答 4 1 1 1
1 化学反応式を正しく扱うことができていない 2 3 1
2 問題状況を勘違いしている 1
0 無答 1 1
基本的な知識・理解,モデルに対するメタ理解が
モデルベース推論の成否に関わっていることが推察される
詳細を検討するために,正答者と誤答者を比較
13解答類型
今回の反応における物質を
構成する原子の種類について整理
CO2 + Mg =
酸化マグネシウム,炭素
反応前後の様子に着目
酸素の結びつきやすさから
「酸化マグネシウム」を推論
化学反応式を見て
炭素が残るから「炭素」を推論
生徒(ID:39)(A群:知識高,メタ理解高)の解答と解答の流れ
MgO + C
二酸化炭素とマグネシウムを化合させる
と二酸化炭素の酸素とマグネシウムが
くっついて,炭素が残る
CO2 + 2Mg = 2MgO
+ C
左辺と右辺の原子の種類と数を
揃えるという規則を当てはめていた
調
査
者
なんでこう化学式を使おうと思っ
たんかな?
生
徒
えーと,考えた過程を表すのにわ
かりやすそうだったから。
中略
調
査
者
今回の問題で化学式のどのような
決まりや性質を使いましたか?
生
徒
えーと,炭素,いやちがうな,原
子かいね?(化学反応式の左辺と
右辺で)原子の数が同じになるよ
うにみたいな。
化学反応を説明・予測する場面と
化学反応式を対応づけている
原子の数を揃えることを
意識できている
「場面との対応づけ」に関する理解
「モデルの規則」に関する理解
どのような理解が,モデルベース推論を促進したのか?
他の正答者も同様の回答
正答者の分析 15
二酸化マグネシウム
単純に,「二酸化マグネシウム」と
いう物質ができると推論
反応前後の様子に着目
生徒(ID:12)(B群:知識高,メタ理解低)の解答と解答の流れ
今回の課題において有効な
化学反応式を想起することができていない
酸素とマグネシウムが酸化すると酸化マグ
ネシウムになった。
今回の問題はマグネシウムが二酸化炭素
が結びついているので,単純に考えると二酸
化マグネシウムになると思った
事前質問紙
・モデル式
・化学反応式の規則
正答
16
分析結果のまとめ 17
モデルベース推論を促す要因
・「場面との対応づけ」に関する理解
-「化学反応式は,化学反応を予測する場面で有効である」
・「モデルの規則」に関するメタ理解
-「化学反応式の左辺と右辺で,モデルの種類と数をそろえる」
モデルベース推論における躓き
・課題を解決するための有効なモデルを想起することができていない
今後の課題 18
●他のモデルでも同様の傾向がみられるのか、詳細な分析が必要
●「場面との対応づけ」や「モデルの規則」に着目した
指導法への示唆の導出
研究の概要 19
促す要因
・「場面との対応づけ」に関する理解
-「化学反応式は,化学反応を予測する場面で有効である」
・「モデルの規則」に関するメタ理解
-「化学反応式の左辺と右辺で,モデルの種類と数をそろえる」
課題
・課題を解決するための有効なモデルを想起することができていない
研究の目的
モデルベース推論の成否に関わる要因を明らかにする
モデルを用いて,現象を説明・予測する推論

More Related Content

Recently uploaded

ゲーム理論 BASIC 演習107 -フリーライダー-#ゲーム理論 #gametheory #数学
ゲーム理論 BASIC 演習107 -フリーライダー-#ゲーム理論 #gametheory #数学ゲーム理論 BASIC 演習107 -フリーライダー-#ゲーム理論 #gametheory #数学
ゲーム理論 BASIC 演習107 -フリーライダー-#ゲーム理論 #gametheory #数学ssusere0a682
 
To obtain the status of Foreigners' Immigration Residence Operations Specifie...
To obtain the status of Foreigners' Immigration Residence Operations Specifie...To obtain the status of Foreigners' Immigration Residence Operations Specifie...
To obtain the status of Foreigners' Immigration Residence Operations Specifie...oganekyokoi
 
Womencanfly 公開用_留学準備コース(BASIC) オンラインセルフペースご案内
Womencanfly 公開用_留学準備コース(BASIC) オンラインセルフペースご案内Womencanfly 公開用_留学準備コース(BASIC) オンラインセルフペースご案内
Womencanfly 公開用_留学準備コース(BASIC) オンラインセルフペースご案内j
 
Inheritance of digital legacies when you die or when a family member dies.pptx
Inheritance of digital legacies when you die or when a family member dies.pptxInheritance of digital legacies when you die or when a family member dies.pptx
Inheritance of digital legacies when you die or when a family member dies.pptxoganekyokoi
 
KOOR Australia 概要とご案内 Company Guide Book.
KOOR Australia 概要とご案内 Company Guide Book.KOOR Australia 概要とご案内 Company Guide Book.
KOOR Australia 概要とご案内 Company Guide Book.j
 
デジタルコミュニケーション研究会立ち上げの趣旨と活動内容(2024年5月19日開催)
デジタルコミュニケーション研究会立ち上げの趣旨と活動内容(2024年5月19日開催)デジタルコミュニケーション研究会立ち上げの趣旨と活動内容(2024年5月19日開催)
デジタルコミュニケーション研究会立ち上げの趣旨と活動内容(2024年5月19日開催)ayakanishimuracmc
 

Recently uploaded (6)

ゲーム理論 BASIC 演習107 -フリーライダー-#ゲーム理論 #gametheory #数学
ゲーム理論 BASIC 演習107 -フリーライダー-#ゲーム理論 #gametheory #数学ゲーム理論 BASIC 演習107 -フリーライダー-#ゲーム理論 #gametheory #数学
ゲーム理論 BASIC 演習107 -フリーライダー-#ゲーム理論 #gametheory #数学
 
To obtain the status of Foreigners' Immigration Residence Operations Specifie...
To obtain the status of Foreigners' Immigration Residence Operations Specifie...To obtain the status of Foreigners' Immigration Residence Operations Specifie...
To obtain the status of Foreigners' Immigration Residence Operations Specifie...
 
Womencanfly 公開用_留学準備コース(BASIC) オンラインセルフペースご案内
Womencanfly 公開用_留学準備コース(BASIC) オンラインセルフペースご案内Womencanfly 公開用_留学準備コース(BASIC) オンラインセルフペースご案内
Womencanfly 公開用_留学準備コース(BASIC) オンラインセルフペースご案内
 
Inheritance of digital legacies when you die or when a family member dies.pptx
Inheritance of digital legacies when you die or when a family member dies.pptxInheritance of digital legacies when you die or when a family member dies.pptx
Inheritance of digital legacies when you die or when a family member dies.pptx
 
KOOR Australia 概要とご案内 Company Guide Book.
KOOR Australia 概要とご案内 Company Guide Book.KOOR Australia 概要とご案内 Company Guide Book.
KOOR Australia 概要とご案内 Company Guide Book.
 
デジタルコミュニケーション研究会立ち上げの趣旨と活動内容(2024年5月19日開催)
デジタルコミュニケーション研究会立ち上げの趣旨と活動内容(2024年5月19日開催)デジタルコミュニケーション研究会立ち上げの趣旨と活動内容(2024年5月19日開催)
デジタルコミュニケーション研究会立ち上げの趣旨と活動内容(2024年5月19日開催)
 

Featured

2024 State of Marketing Report – by Hubspot
2024 State of Marketing Report – by Hubspot2024 State of Marketing Report – by Hubspot
2024 State of Marketing Report – by HubspotMarius Sescu
 
Everything You Need To Know About ChatGPT
Everything You Need To Know About ChatGPTEverything You Need To Know About ChatGPT
Everything You Need To Know About ChatGPTExpeed Software
 
Product Design Trends in 2024 | Teenage Engineerings
Product Design Trends in 2024 | Teenage EngineeringsProduct Design Trends in 2024 | Teenage Engineerings
Product Design Trends in 2024 | Teenage EngineeringsPixeldarts
 
How Race, Age and Gender Shape Attitudes Towards Mental Health
How Race, Age and Gender Shape Attitudes Towards Mental HealthHow Race, Age and Gender Shape Attitudes Towards Mental Health
How Race, Age and Gender Shape Attitudes Towards Mental HealthThinkNow
 
AI Trends in Creative Operations 2024 by Artwork Flow.pdf
AI Trends in Creative Operations 2024 by Artwork Flow.pdfAI Trends in Creative Operations 2024 by Artwork Flow.pdf
AI Trends in Creative Operations 2024 by Artwork Flow.pdfmarketingartwork
 
PEPSICO Presentation to CAGNY Conference Feb 2024
PEPSICO Presentation to CAGNY Conference Feb 2024PEPSICO Presentation to CAGNY Conference Feb 2024
PEPSICO Presentation to CAGNY Conference Feb 2024Neil Kimberley
 
Content Methodology: A Best Practices Report (Webinar)
Content Methodology: A Best Practices Report (Webinar)Content Methodology: A Best Practices Report (Webinar)
Content Methodology: A Best Practices Report (Webinar)contently
 
How to Prepare For a Successful Job Search for 2024
How to Prepare For a Successful Job Search for 2024How to Prepare For a Successful Job Search for 2024
How to Prepare For a Successful Job Search for 2024Albert Qian
 
Social Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie Insights
Social Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie InsightsSocial Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie Insights
Social Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie InsightsKurio // The Social Media Age(ncy)
 
Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024
Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024
Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024Search Engine Journal
 
5 Public speaking tips from TED - Visualized summary
5 Public speaking tips from TED - Visualized summary5 Public speaking tips from TED - Visualized summary
5 Public speaking tips from TED - Visualized summarySpeakerHub
 
ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd
ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd
ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd Clark Boyd
 
Getting into the tech field. what next
Getting into the tech field. what next Getting into the tech field. what next
Getting into the tech field. what next Tessa Mero
 
Google's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search Intent
Google's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search IntentGoogle's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search Intent
Google's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search IntentLily Ray
 
Time Management & Productivity - Best Practices
Time Management & Productivity -  Best PracticesTime Management & Productivity -  Best Practices
Time Management & Productivity - Best PracticesVit Horky
 
The six step guide to practical project management
The six step guide to practical project managementThe six step guide to practical project management
The six step guide to practical project managementMindGenius
 
Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...
Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...
Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...RachelPearson36
 

Featured (20)

2024 State of Marketing Report – by Hubspot
2024 State of Marketing Report – by Hubspot2024 State of Marketing Report – by Hubspot
2024 State of Marketing Report – by Hubspot
 
Everything You Need To Know About ChatGPT
Everything You Need To Know About ChatGPTEverything You Need To Know About ChatGPT
Everything You Need To Know About ChatGPT
 
Product Design Trends in 2024 | Teenage Engineerings
Product Design Trends in 2024 | Teenage EngineeringsProduct Design Trends in 2024 | Teenage Engineerings
Product Design Trends in 2024 | Teenage Engineerings
 
How Race, Age and Gender Shape Attitudes Towards Mental Health
How Race, Age and Gender Shape Attitudes Towards Mental HealthHow Race, Age and Gender Shape Attitudes Towards Mental Health
How Race, Age and Gender Shape Attitudes Towards Mental Health
 
AI Trends in Creative Operations 2024 by Artwork Flow.pdf
AI Trends in Creative Operations 2024 by Artwork Flow.pdfAI Trends in Creative Operations 2024 by Artwork Flow.pdf
AI Trends in Creative Operations 2024 by Artwork Flow.pdf
 
Skeleton Culture Code
Skeleton Culture CodeSkeleton Culture Code
Skeleton Culture Code
 
PEPSICO Presentation to CAGNY Conference Feb 2024
PEPSICO Presentation to CAGNY Conference Feb 2024PEPSICO Presentation to CAGNY Conference Feb 2024
PEPSICO Presentation to CAGNY Conference Feb 2024
 
Content Methodology: A Best Practices Report (Webinar)
Content Methodology: A Best Practices Report (Webinar)Content Methodology: A Best Practices Report (Webinar)
Content Methodology: A Best Practices Report (Webinar)
 
How to Prepare For a Successful Job Search for 2024
How to Prepare For a Successful Job Search for 2024How to Prepare For a Successful Job Search for 2024
How to Prepare For a Successful Job Search for 2024
 
Social Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie Insights
Social Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie InsightsSocial Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie Insights
Social Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie Insights
 
Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024
Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024
Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024
 
5 Public speaking tips from TED - Visualized summary
5 Public speaking tips from TED - Visualized summary5 Public speaking tips from TED - Visualized summary
5 Public speaking tips from TED - Visualized summary
 
ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd
ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd
ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd
 
Getting into the tech field. what next
Getting into the tech field. what next Getting into the tech field. what next
Getting into the tech field. what next
 
Google's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search Intent
Google's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search IntentGoogle's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search Intent
Google's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search Intent
 
How to have difficult conversations
How to have difficult conversations How to have difficult conversations
How to have difficult conversations
 
Introduction to Data Science
Introduction to Data ScienceIntroduction to Data Science
Introduction to Data Science
 
Time Management & Productivity - Best Practices
Time Management & Productivity -  Best PracticesTime Management & Productivity -  Best Practices
Time Management & Productivity - Best Practices
 
The six step guide to practical project management
The six step guide to practical project managementThe six step guide to practical project management
The six step guide to practical project management
 
Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...
Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...
Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...
 

モデルベース推論の成否に 関わる要因に関する研究ーモデルの利用に着目してー