好奇心旺盛なデータドリブン思考の育成
を目指すデータサイエンスの授業実践

国立大学法人東海国立大学機構
名古屋大学教育学部附属中・高等学校
都丸希和（数学科）

佐藤健太（体育科）※データドリブン思考
単なる経験や直感に頼るのではなく、客観的なデータを基に意思決定を行うアプローチ

実践校でのDSの位置付け

課題研究 STEAM
目的方法

2-3年生合同

インターディシプリナリーに課題を捉え、社会へのつながりを考えて解決へ導く力を養う

少人数ゼミ◼ 個人テーマで探究（共同・グループ可）◼ 報告会
様々な異分野に多領域合同報告会

助言や質問

1年生

1年生

データサイエンス

アカデミックライティング

量的分析

質的分析

全ての生徒が客観的に定量評価する視点を持つことを目指す

DSでの協同の意義

複数の視点があると嬉しいとき⚫
⚫
⚫
⚫

統計手法の選択
変数の選択
結果の解釈
用いる図の表現方法
etc..

他者との意見交換 自分以外の視点の「ありがたみ」を実感
 視点は沢山あると良いことを実感
DSでの協同を通じて、STEAMでの異分野協同に繋げる

DSの授業構成

STEAMで使いそうな基本的な分析⚫ グラフ化⚫ 相関分析
⚫ 回帰分析

⚫ 平均の差の検定⚫ 適合度検定⚫ 独立性の検定

A．理論・概念を理解
B．実際に統計処理を行う
理論

初年度 A → B
2年目 B → A
3年目 ? → ?

？

演習

DSの授業構成

3年目のDSは、
a．使う場面と方法だけ理解

B．実際に統計処理を行う
A．理論・概念を詳しく理解
B
A

B
A

B
A

トピックごとにできる限り細かく何度か繰り返す。

DSの授業構成

年間３つのフェーズで構成

Ⅰ．方法と結果の解釈
演習

Ⅱ．方法の選択ポスター・レポート
Ⅲ．データの取得と整理
PBL

データサイエンス（DS）実践者について

理科（化学）

体育科

フェーズ3（実験）

フェーズ1・2（理論補佐）

数学科
フェーズ1・2・3、数Ⅰ

数学・情報・理科＋他教科で連携

情報
Excel・Python操作

DS前期指導計画（フェーズI・II）
回内

1

基礎

データの種類・構造

基礎

統計図表・代表値

3

基礎

散布度

4

演習

相関関係

5

基礎

回帰分析・時系列分析

6

基礎

仮設検定

7

演習

t 検定

8

基礎

クロス集計表・適合度検定

応用

データ収集・正規分布

応用

統計ポスター作成

夏応用

統計ポスター作成・提出

11

基礎

レポート作成時の注意

12

基礎分析・レポート作成

13

応用

分析・レポート作成２回目

14

応用

分析・レポート完成・まとめ

2

9
10

理論

実践

容

情報の授業でエクセルの基礎演習

情報・数学と重複する部分

数学I・Bの授業で問題演習

フェーズI：尺度水準

他者との意見交換フェーズI：オープンソースを用いた演習
エ ク セルで 相関分析を する （ ⽅法）u 相関関係を 調べたいペア を A列と B列にペーストフェーズI：相関係数の読み取り相関関係と 因果関係

正の相関関係(相関係数 0.71***）

正の相関関係

正の相関関係(相関係数 0.46***）(相関係数 0.44***）
外れ値の影響第３ の変数静岡県
相関関係は２ 種類の関係性を 調べる も の！

他者との意見交換フェーズI： t 検定の考え方

ｔ 検定の仕組み

仮説検定の考え⽅

帰無仮説

⺟平均に差がな いと する＝
標本⻄

標本東( 標本⻄の平均) − ( 標本東の平均)を 記録1000回分記録する

仮説検定の考え⽅

回数

標本分布

今回の標本の平均

⻄⽇本： 27211円
東⽇本： 16696円
差 ： 10515円＝

東⽇本と ⻄⽇本の平均⽀出⾦額には差がある ！

-80000-4000

００4000⻄と 東の標本平均の差

他者との意見交換

1000個の標本で10515円の差が出たのは１ 個も なかっ た！

8000

フェーズIをまとめたテキストの作成※監修：名古屋大学大学院教育発達科学研究科 石井秀宗教授

フェーズII：統計ポスターの作成（愛知県グラフコンクールへの参加）～統計で みる 果物の現在と 未来～
例年、 みかんと いち ご
で全体の収穫量の6 割近く を 占める ！

国内で の果物の収穫量は

1 9 7 9 年の6 7 5 万ト ン をピ ーク に 年々減少。
2 0 2 1 年は2 2 6 万ト ン で
約1 / 3 にな っ て いる 。
果物の国内収穫量減少の原因は３ つある と 考察し た。

果物農家の減少
輸入果物の需要U P⤴
地球温暖化の影響
それぞれの考察について
データ から 真相を 探る ‼
農林水産省『 作物統計調査 作況調査(果樹)確報 令和3 年産果樹生産出荷統計』

原因1 :果物農家の減少
2 0 1 0 年から 順に、農業従事者の高齢者(6 5 歳以上)割合は全体の4 3 ％→6 1 ％→6 9 ％と 増えている 。
一方、 1 5 ～3 9 歳の世代は、1 5 ％→5 ％→4 ％と減っ ている 。

原因2 :輸入果物の需要UP⤴
1 9 9 4 年に果実の輸入量が国内生産量を 上回る→その背景には果物価格の上昇

いち ご やぶど う 、 日本なし の価格の上昇に対し 、輸入果物のバナナやオレ ン ジ は低価格で 安定し ている 。

農林水産省『 農林業セン サス 果樹部門－販売目的の果樹栽培面積規模別統計
年齢階層別の基幹的農業従事者数（ 仕事が主で、 主に自営農業に従事し た世帯員数） 』
農林水産省『 食料需給表国内生産量、 輸入量』

2 0 2 1 年は、 果物の中で 1 0 0 g 当たり

農家の少子高齢化を背景に栽培農家数も栽培面積も減少し て いる 。

約2 6 円のバナナ が最も 安い。
最も 高い 約1 5 3 円のいち ご はバナナの5 .8 倍の値段。

総務省『 家計調査 ＜品目分類＞1 世帯当たり 年間の支出金額， 購入数量及び平均価格』

農林水産省『 農林業セン サス 累年統計－農業編ー果樹類の栽培農家数と 栽培面積』

原因３ :地球温暖化の影響
1 9 7 3 年～2 0 2 1 年ま での平均気温偏差(＊)とそれぞれの果物の出荷率の相関関係を 調べた。

輸入果物(バナナやオレ ン ジ )は低価格で 安定し ている ため、近年は国産果物よ り も 需要が高ま り つつある 。

（ r： 相関係数、 p ： 有意確率、 有意水準： 5 ％未満、*p <0 .0 5 ,**p <0 .0 1 ,***p <0 .0 0 1 )り んご 、 桃、 日本な し →負の相関
みかん、 ぶど う はp値が5 ％以上→相関不明(＊)平均気温偏差は各年の平均気温の基準値から の偏差を 示す。 基準値は
1 9 9 1 〜2 0 2 0 年の3 0 年平均値。

近年平均気温偏差は上昇傾向→平年よ り も 平均気温が高い年が増えている 。

国土交通省気象庁『 日本の年平均気温偏差』

農林水産省『 作物統計調査 作況調査(果樹)第５部（高校生以上手書きの部）
愛知県金賞作品

品目別結果樹面積、 収穫量及び出荷量累年統計』

負の相関がある＝平年よ り 気温が高い(平均気温の正偏差が大き い)程、 出荷率が低い＝平年よ り 気温が低い(平均気温の負偏差が大き い)程、 出荷率が高い

価格の安いバナナやり んご 、 みかんの購入数が5 0 %以上を 占めて いる 。

まと め
データ から 、 国産果物の収穫量減少の原因
は、 高齢化に伴う 果物農家の減少、 輸入果物の需要の高ま り 、 ま た一部の果物は地球温暖化によ る 出荷率の低下など いく つかの原因が絡ま り あっ ている こ と がわかっ た。
現在、 果物の国内自給率が減っ ている 一方
で、 輸入果物の消費が増えている 。 国産のり んご や桃、 梨など は品質の良さ から 海外でも 人気なため、 こ れら は経済資源でも ある と 思う 。 今回調べたかぎり では、 果物生産減少の原因は地球温暖化によ る と いう より も 農家数の減少によ る 国内自給率の低下が大き いと 思う 。 し かし 地球温暖化の影響を 受けていないと 言い切る こ と も でき ない。
こ れから も 国内で果物生産を 続けていく には、 若者が一次産業に携わる 機会を 増やし 、農業者数を 保っ ていく こ と や地球温暖化に
よ る 被害を 最小限にする ための品種改良への取り 組みを 行う こ と 、 ま た根本的に少子高齢化や地球温暖化など を 止める 方法を 考え、 取り 組む必要がある と 思う 。

PC統計グラフの部（小学生以上）
愛知県金賞・全国特選作品

フェーズII：ポスターのソースをもとにしたレポートの作成

フェーズII：レポート作成の注意点（間違い探し）

第６ 問

こ れあなたな ら ど う 書き ま すか？

結果から 予想さ れる 背景や因果関係など は考察へ。 ただし 、 即席麺の需要が低いと いう 根
拠を 記載（ 先⾏研究） 。
“寒い地域で温かいラ ーメ ン が好ま れる ”
→ ⼀般論は根拠必要なし で良い場合が多い
他者との意見交換

DS後期指導計画（フェーズⅢ）
回

内

1

後期オリエンテーション

2滴定原理・器具の説明

準備

容

実験環境の整備3

濃度既知のビタミンCの定量滴定

4プレ実験（オレジュース対グレープフルーツジュース）

5

分析・グループ自由テーマ検討

6

PBL研究テーマ発表会・実験計画

7

PBL実験（ビタミンCの滴定）①8PBL実験（ビタミンCの滴定）②9PBL実験レポート作成

10

実践

PBL実験レポート作成・再実験計画

夏

PBL再実験（ビタミンCの滴定）

11

PBL実験レポート提出

12

PBL実験レポート発表会

13

相関・重回帰分析

14

まとめ・アンケート

実験によるデータを生成する経験フェーズⅢ：導入問題としての予備実験（2022年と2023年の比較）
オレンジジュースとグレープフルーツジュースはビタミンCの含有量に違いがある？

p < 0.001

オレンジジュース

他者との意見交換

p < 0.001

グレープフルーツジュース

フェーズⅢ：オリジナル試料のテーマ発表会

実験・分析に入るまでのイメージ① ビタミンC含量を調べる資料を選ぶ② ①を選んだ理由③ 仮説を立てる④ 具体的な予想をする⑤ ④のように予想した理由
実現可能性を意識⑥ データの収集と分析の方法⑦ 試料収集の際に気を付けること⑧ 実験やデータ収集の際に気を付けること他者との意見交換フェーズⅢ：生徒が選んだテーマ例
１班

１００％果汁ゼリーの味によって、ビタミンCの含有量は異なるのか？（同一メーカー、袋）２班

値段とビタミンCの量は比例するのか 試料：オロナミンCとオロナミンCゴールド

３班

小さいトマトの方が大きい

よりビタミンCを多く含んでいる（熊本県産、愛知県産（２回目〜））
４班

ビタミンC含量はゆでることや電子レンジであたためることで変化するのか（キウイ、福岡県産）

５班

ゆでることでレモンのビタミンC含有量は変化するのか（チリ産とアメリカ産（３回目以降））

６班

キウイフルーツにおいて、緑色の部分は白色の部分に比べてビタミンCの含有量が多い（NZ産）

７班

同じ日本産蜜柑でも品種が違えばビタミンCの量が変わるのか（静岡県産、熊本県産）

８班

トマトの色によってビタミンCの含まれている量が違うのか（愛知県産）

９班

柿の種類によってビタミンCの含有量は異なるのか（スーパー、Mさんの家）

10班

ゆでた後のホウレンソウは、ゆでる前に比べて、ビタミンCが減少している（岐阜県産）

フェーズⅢ：ビタミンCの滴定実験レポートの作成

フェーズⅢ：ビタミンCの滴定実験レポートの作成アンケート結果（2022年）
質問項目

4月

3月

現在「数学」は好きですか

3.40

3.96 ***

現在「理科」は好きですか

3.24

3.79 **

現在「統計」「データ分析」は好きですか

2.83

3.33 ***

現在「統計」「データ分析」は得意ですか

2.54

2.74

グラフや表を適切に読むことが出来ますか

3.43

3.26

実験や観察，アンケートなど自分でデータを収集することが出来ますか

3.06

3.23

データの種類からどんな分析方法が適切かを判断できますか

2.85

3.20 *

先行研究などを調査して，課題を発見することが出来ますか

2.83

3.31 ***

データを加工・整理することが出来ますか

2.88

3.14

データ解析から結論を導くことが出来ますか

2.97

3.39 **

複数のデータを組み合わせて結論を導くことが出来ますか

3.09

3.30

自分の研究を客観的に他者に説明することが出来ますか

3.26

3.41

他の人の研究にアドバイスを出来ますか

2.88

2.83

他の人の意見を柔軟に取り入れて，考えを修正することが出来ますか

3.59

3.80 *

あなた自身にとって，DSの授業はどの程度必要性を感じますか

2.87

4.25 ***

vs.4月（n=120，*p<.05,**p<.01,***p<.001）

アンケート結果（2021年と2022年の比較）

数学が好き

理科が好き

データ分析が好き データ分析が得意

数学が好き

理科が好き

データ分析が好き データ分析が得意データコンペティションなど発表の機会

和歌山県データ利活用コンペティション（大賞・協賛企業賞）

ユニセフシンポジウムでの発表

WWL高校生フォーラム（優秀ポスター賞）

SDGs将来世代創造フォーラムでの発表

WWL生徒研究発表会（最優秀ポスター賞）