第 6 回 統計教育の方法論ワークショップ
２０１０年３月５日 成蹊大学

第 6 回 統計教育の方法論ワークショップ
２０１０年３月５日 成蹊大学
サイエンス・プロジェクト

サイエンス プロジェクト
サイエンス・プロジェクト
米国小学校におけるサイエンス・プロジェクト

 サイエンス・プロジェクトはアメリカ合衆国の多くのプ ジ合衆
多く

問題解決型の統計科学的思考力育成
慶應義塾大学
理工学部 数理科学科
南 美穂子

学校で行われている教育活動
 本発表は、カリフォルニア州トーリーパインズ小学校のサイエンス・プロジェクトに関する報告 トーリーパインズ小学校では、３年生から５年生（最高学年）が年 回、４月から５月に行う。
高学年）が年一回、４月から５月に行う。
 同学区の中学、高校でもサイエンス・プロジェクトを行っている。
行っている

2

第 6 回 統計教育の方法論ワークショップ
２０１０年３月５日 成蹊大学
サイエンス・プロジェクト

第 6 回 統計教育の方法論ワークショップ
２０１０年３月５日 成蹊大学
サイエンス・プロジェクト

ト リ パインズ小学校
トーリーパインズ小学校

最初に配布されたプリント

Torrey Pines Elementary School (TPES)
 カリフォルニア大学サンディエゴ校（ＵＣＳＤ）の近くデにある公立小学校。大学関係者の子供も多い
 海に面した高台の高級住宅街の一角にある
 保護者がＴＰＥＳ基金を組織し、募金を集め、ＰＴＡ活動をしている。2008-2009年度の募金額は 約2000
児童数 （K－５） 399人万円。その用途は
Eh i i
Ethnicity
TPES StateS• 芸術、音楽、体育、図書、科学実験 White
Asian• 少人数クラスの実現
Hispanic• 教師やスタッフへの支援
African American

68% 28%
12% 8%
17% 49%2% 7%

４月の第２週目からプロジェクトの授業開始
第プ ジ
授業 始
最初の配布プリントの冒頭に書かれていることは、
 問題解決のための科学的方法の勉強を始める。
 この勉強の集大成として、全生徒がサイエンス・プ
この勉強の集大成として 全生徒がサイエンス・プロジェクトを行う。
 サイエンス・プロジェクトをまとめあげることはこの勉
サイエンス プロジ クトをまとめあげることはこの勉
強の a logical follow up であって、決して難しいことではない。
ではない 人種統合バス通学(Desegregation bussing) 受入34

第 6 回 統計教育の方法論ワークショップ
２０１０年３月５日 成蹊大学
サイエンス・プロジェクト

第 6 回 統計教育の方法論ワークショップ
２０１０年３月５日 成蹊大学
サイエンス・プロジェクト

タイムスケジュ ル
タイムスケジュールレポ トのまとめ方
レポートのまとめ方

 ４月の第２週目からプロジェクトの授業開始。
第プ ジ
授業 始

1.

課題の手順の説明、特別授業
 4月18日 プロジェクトの題材を書いたカード提出
 4月30日 進捗状況の報告書の提出
 5月20日 完成したサイエンス・プロジェクト提出

2.

3.
4.
5.
6.

学校：「問題解決のための科学的方法」の説明
家庭：題材の選択、実験、結果のまとめ、展示ボード
作成

Title: プロジェクトの名前
プ ジ ク
名前 例:
例 Plant GrowthPurpose: 答えようとしている質問
例 Can
例:C plantsl t grow without
ith t soil?
il?
Materials: 実験を行うために必要な材料や器具
P
Procedure:d
実験の手順
Data and Observations:日々の観測値を含める
C
Conclusions:
初め 文章 なぜ初めの文章：なぜこの実験をしたか実験をしたか
2番目の文章：最初に立てた仮説
3番目の文章：仮説が正しかったか間違っていたか
番
章 仮説がた違たを実験の結果に基づいて書くこと
第2段落：結果を説明する

5

第 6 回 統計教育の方法論ワークショップ
２０１０年３月５日 成蹊大学
サイエンス・プロジェクト

6

第 6 回 統計教育の方法論ワークショップ
２０１０年３月５日 成蹊大学
サイエンス・プロジェクト

展示ボ ド
展示ボード

Tips(ヒント/留意点）

 大きさと形＆材質：90cm×120cmの、段ボールを大きさ
材質
ボを



三面鏡のように折った市販品を推奨。
 文字：読みやすく正しいスペルで。 型紙を使ったり、ゴムコーティング剤を文字の上に塗ってもよい。
 色：色使いも考えて。ただの白黒は見栄えがしない。
 どこに何を配置するか：• 中央の上部：プロジェクト名とプロジェクトの目的• 左右の部分：仮説、器材や道具、手順、結論を含める
左右の部分：仮説 器材や道具 手順 結論を含める

 Select a topic that interests you and select one thatis narrow enough in scope to really be able to test.
 Make sure that your sample or test size is large
enough and/or repeat experiment a number oftitimes.
7

FollowFll
theh didirections
iiin thishi packet
k carefully.
f ll
A good project requires good planning and cannot be done at thelast minutes.
Set timelines for the various stages of your project and stick to thetimelines.

Plan to make graphs or drawings, or take photos during your project.
8

第 6 回 統計教育の方法論ワークショップ
２０１０年３月５日 成蹊大学
サイエンス・プロジェクト

第 6 回 統計教育の方法論ワークショップ
２０１０年３月５日 成蹊大学
サイエンス・プロジェクト

科学研究のデザイン
習得すべき９つのこと

プロジェクト例
どの電池が最も長く持つか。
ど電池が最も長く持 か カビはどの食べ物に最も多くはえるか
くはえるか。
 安全な手作り洗剤は市販品と同様な効果があるか品と同様な効果があるか。
 どの味の風船ガムが最も長持ちするか長持ちするか。
 どの種類の骨・おやつが犬は最も好きか。
 物体の色は温度に影響を与えるか。


水圧は水深とともに増えるも 増か。
 かたつむりは一分間でどれかたつむりは 分間でどれだけ動くか。
 どのブランドのポップコーン
どのブランドのポップコ ンが最も早く弾けるか。
 どの紙おむつが最も多くの水を吸収するか。
 卵を水に浮かせるにはどれだけの塩が必要か

1.
2.
3.
4
4.
5.
6.
7.
8.
9
9.

独立（操作）変数となりうるものを認識する。
立 操作 変数 な う も を 識す
仮説を選び、提示する。
変数に対して何を計測するかを設定する。
使う方法や材料を含めた実験のデザイン使う方法や材料を含めた実験のデザイン。
実験を管理しながら行う。
デ タを ベ 付き 表 まとめる
データをラベル付きの表にまとめる。
実験結果からグラフを描く。
データから結論を導く。
はじめに立てた仮説と結論を比較する
はじめに立てた仮説と結論を比較する。

9

第 6 回 統計教育の方法論ワークショップ
２０１０年３月５日 成蹊大学
サイエンス・プロジェクト

10

第 6 回 統計教育の方法論ワークショップ
２０１０年３月５日 成蹊大学
サイエンス・プロジェクト

科学研究のデザイン
Words to know: 重要用語成果発表

 Phenomenon(plural = phenomena) – an observed event.
 Variable – an item subject to change. There are 3 types:

1. Independent (Manipulated) – the one item the scientist
manipulates or controls himself.
2 Dependent (Responding)–
2.
(Responding) the item the scientist measures
3. Control – all other items which are kept constant.
 Hypothesis(plural = hypotheses) – a scientific guess.
guess“If…, then…” or “I expect…”
 Data (singular = datum) – facts gathered in an experiment.
 Controlled Experiment – experiment in which there is onlypvariable;; all others are held constant.
one manipulated1112

第 6 回 統計教育の方法論ワークショップ
２０１０年３月５日 成蹊大学
サイエンス・プロジェクト

第 6 回 統計教育の方法論ワークショップ
２０１０年３月５日 成蹊大学
サイエンス・プロジェクト

おわりに実験をしてわかること その後実験をしてわかること・その後
 「卵を水に浮かせるにはどれだけの塩が必要か」「卵を水 浮どれだ
塩が必サイエンス・プロジェクトは、小学生3年生においてはプ ジ
学生 年生
 問題解決のための科学的方法の勉強
 自分で問題を選び、そのために何を使い、何を測るかを考える “自分のデータ” を作る・持つ データから結果を導く
デ タから結果を導く
 観測値にはいろいろな変動があることを認識する
科学的な方法を概念として明確に認識させる教育⇒ 統計科学の必要性の認識

実験を繰り返すと、その度に観測値が違う
 「りんごはどこに置いておくと早く腐るか」
各場所に一個しか置かなかった失敗 試してみよう、測ってみようというという姿勢• アメリカの孫と日本の孫(田丸謙二・大山秀子、化学と工業 1999年,No. 9, 1149)• 八十を越えて思うこと 化学者の立場から(田丸謙二）
 結果や図の解釈の難しさ⇒ 客観的な解釈のための方法の模索⇒統計学

1314