2022/12/04 更新

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カトウ ヨウイチロウ
加藤 陽一郎
所属
附属機関・学校 高等学院
職名
教諭

他学部・他研究科等兼任情報

  • 教育・総合科学学術院   教育学部

学位

  • 早稲田大学   修士

経歴

  • 2010年04月
    -
    継続中

    早稲田大学   高等学院   教諭

  • 2015年05月
    -
    2015年11月

    新潟大学   理学部附属臨海実験所   受託研究員

所属学協会

  •  
     
     

    日本生物教育学会

  •  
     
     

    日本理科教育学会

 

研究分野

  • 教科教育学、初等中等教育学   生物教育

論文

  • iPadを活用したノート作成型オンライン理科授業の開発

    早稲田大学高等学院 研究年誌   ( 66 ) 255 - 272  2022年03月

  • 透明骨格標本プラスチックの開発と授業での活用

    早稲田大学高等学院 研究年誌   ( 60 ) 67 - 73  2016年03月

共同研究・競争的資金等の研究課題

  • ICTを活用したオンライン理科授業の開発

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 奨励研究

    研究期間:

    2021年04月
    -
    2022年03月
     

    加藤 陽一郎

  • 海洋生物の検索表による分類法の開発と中学理科でのICT活用の研究

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 奨励研究

    研究期間:

    2020年04月
    -
    2021年03月
     

    加藤 陽一郎

  • 海洋教育につながる生物多様性の学習に適したフィールドワークの開発

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 奨励研究

    研究期間:

    2018年04月
    -
    2019年03月
     

    加藤 陽一郎

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    「海洋で、様々な生物を発見・同定することで、中学生に生物多様性を学習させ、それを大切にする気持ちを芽生えさせる」というコンセプトで、海洋系のフィールドワークを開発し、実施後の教育効果を検証することを目的とした。項目ごとの研究方法と成果は以下の通りである。
    ①フィールドの開発 : 6月に千葉県館山市を訪れ、洲崎海岸と沖ノ島で新しい磯場を探索した。干潮時に調査し、磯場で採集可能な生物相を明らかにした。フィールドの特徴と利点をまとめ、長期滞在型モデルケースとして提案できた。
    ②学習法の確立 : 生物多様性の学習法をマニュアル化した。撮影→種の同定→系統分類→多様性の評価という一連のワークを開発した。生物写真をLサイズで印刷し、生物名を記入する。門ごとに分類し、模造紙に貼る。手作業での共同作業を増やすことで、中学生が多くの生物名を覚えるという効果が得られた。
    ③教育効果の検証 : 5月に神奈川県横須賀市立石海岸で磯採集を行い、実施後、参加した中学生9人にアンケートを2回し、磯採集で現れる種の名前をどれだけ記憶できたかを調査した。これにより、種名の記憶に関する学習効果が事後ワークにより上昇することを確認できた。具体的には、7門31種の生物が採取できたが、中学生が記憶した平均数は、採集数日後で6.2種、同定作業をした後で15.6種となった。同定作業で学習効果が2.5倍に上がった。同定後の生物名に関する記憶の定着率は、海綿動物83%、脊椎動物(魚)82%、刺胞動物78%、棘皮動物69%、環形動物50%、節足動物46%、軟体動物22%であった。軟体動物で最低の記憶率が出た理由は、出現数が多く、分類も難しく、長い種名が覚えにくいためと推測した。
    ④安全確保の検討 : 磯採集では、全員にライフジャケット着用させること、さらに初心者にはヘルメットを着用させることが、万一の危険の回避に有効で、精神的な補強も兼ね、効果的であると判明した。

  • 生物多様性の大切さに気付かせる海洋系フィールドワークの開発

    公益財団法人 武田科学振興財団  2017年度 中学校理科教育振興奨励

    研究期間:

    2017年04月
    -
    2019年03月
     

  • 中学理科に高校生物を導入した授業におけるアクティブ・ラーニングの手法の検証

    一般財団法人 日本私学教育研究所  平成29年度 委託研究

    研究期間:

    2017年04月
    -
    2018年02月
     

  • 透明骨格標本プラスチックの改良と理科実験授業でのICT活用の研究

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 奨励研究

    研究期間:

    2016年04月
    -
    2017年03月
     

    加藤 陽一郎

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    本研究では、透明骨格標本プラスチックの作成法の改良やその教育効果を検証した。
    ①作成法及びコストの改良 : 試料に樹脂をかけない部位をつくると、紫外線照射後に収縮・硬化した樹脂が内部の余分なグリセリンをそこから外部に追い出せる。硬化時に内部に余分なグリセリンや気泡が残らない結果が得られ、作成技術が向上した。また、アフリカツメガエルを用いた作成法も確立した。魚類ではヒレを広げる作業に労力を要するが、ヒレのないカエルでは作業量が減り、カエルが簡易な教材として利用価値があることがわかった。さらに、市販の小型容器を導入できたため、樹脂の使用量が減り、作成費の軽減を図れた。
    ②教育効果の検証 : 小学生対象の理科実験教室で教材に関する講座を行い、教育効果を検証した。20名がカエルの透明骨格標本プラスチックを1個ずつ作成し、約2時間の作業で計20個が完成した。作業後、小学生は骨格をスケッチし、骨格の名称を記した配付資料と照らし合わせ、骨の構造と機能について学習できた。安全で取り扱いやすく、学習効果も高いという成果が得られ、教材としての汎用性が高まった。教育現場での実績もできた。
    ③ICT活用の実践 : 理科実験教室で講義をしたときに、各自がデジタルカメラにより撮影→拡大→観察を行った。1台のデジタルカメラをiPadとWIFIで常時接続し、iPadと有線接続したプロジェクターで骨格を大画面で映写した。作業やスケッチの様子をリアルタイムで映写したため、受講生は、他の進行を参照して作業を進められた。ICT機器の利用により、作業効率の上がる画期的なシステムが実現できたと考えている。
    ④普及 : 新潟大学理学部附属臨海実験所にて採集した佐渡産の魚類の透明骨格標本プラスチックを、新潟大学理学部サイエンスミュージアムにて研究資料として常設展示した。日本理科教育学会では、ワークショップを行い、教育研究者向けに技術の普及に努めた。

  • 透明骨格標本プラスチックの開発と理科実験授業でのICT活用法の研究

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 奨励研究

    研究期間:

    2015年04月
    -
    2016年03月
     

    加藤 陽一郎

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    1 : プラスチック化技術の改良
    本研究では、透明骨格標本のプラスチック包埋法を改良し、新たに独自開発した。以前は、プラスチック作成にポリエステル樹脂を使用していたが、完成まで1週間かかり、さらに試料が白濁化する欠点があった。今回は、新たに紫外線硬化アクリル樹脂を使用することで、約1時間で完成という作業時間の大幅短縮を実現し、さらに白濁化の解消にも成功した。ポリプロピレン製の容器の中に、5mm以下の厚さで流しこんだ樹脂に紫外線を2分照射し、樹脂を硬化させ、プラスチックの層をつくった。この操作を繰り返して、多層をつくり、最終的に十数mmの厚みの透明骨格標本プラスチックを作成した。試料となる透明骨格標本は、層と層の間に挟み込む形で封入した。5mm以内の層を重ねたのは、それ以上の厚みで作成すると内部に紫外線が届かず、未硬化の樹脂が残留してしまうためである。さらに、この作成法では、素早い硬化によりグリセリンと樹脂の混濁を回避したため、他の樹脂で生じる白濁という問題も解消できた。
    2 : 最適な生物試料の選定
    新潟大学理学部附属臨海実験所にて、多種にわたる海水魚を採集できた。これらで透明骨格標本プラスチックの作成を行い、試料に適する海水魚を選定することができた。試料としては、体調5cm以内の小型魚や幼魚が良く、厚みの少ない個体が適していた。採集可能で試料に適した種としては、メジナ、チャガラ、アミメハギ、ウミタナゴ、アジ等が挙げられる。これらはすでにプラスチック包埋に成功した。
    3 : ICTを活用した中学理科実験への導入の検討
    試料の撮影時にICT機器を活用した。デジタルカメラのマクロ撮影を検討し、透明骨格標本プラスチックの撮影に適した機器を選定した。iPadの有効性も調べ、プリンターとのWIFI等での連携も検討できた。データをプリンターで即時印刷する手法や機器の液晶で拡大する手法が実験授業で有効であることが判明した。

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講演・口頭発表等

  • iPadによるノート作成型オンライン授業の開発

    日本理科教育学会 第71回全国大会  

    発表年月: 2021年09月

  • 中学生が作成した海洋生物の検索表に関する考察

    日本理科教育学会 第70回全国大会  

    発表年月: 2020年08月

  • 中学理科に高校生物を導入した授業におけるアクティブ・ラーニングの手法の検証

     [招待有り]

    平成29年度委託研究員 研究成果報告会   (東京都千代田区六番町15 主婦会館プラザエフ 9階「スズラン」)  一般財団法人 日本私学教育研究所  

    発表年月: 2018年03月

  • 透明骨格標本プラスチックの作成法

    東京都私学財団 理数系教科研究会 理科教育研究発表会  

    発表年月: 2014年02月

学内研究費(特定課題)

  • 中学向けオンライン理科授業の開発

    2021年  

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     中学向けのオンライン理科授業を開発した。コロナ感染拡大防止策として小中高で在宅学習が必要となった状況を考慮している。①ICT型オンデマンド授業動画を開発した。iPadでGoodNotes5に板書をし、PCのOBSStudioで「iPad画面+先生」を合成し録画した。②ハイフレックス型授業を開発した。AppleTVとキャプチャーボーを追加し、対面でiPad画面をモニター出力しながら、ZOOMで「iPad画面+先生」の合成画をリアル配信した。③中学理科のオンデマンド授業では、博物学的内容、実験方法は講義しやすいとわかった。④中学生及び教職課程の大学生のアンケート結果から、中学生が好むオンライン型はプリント書き込み型・ノート作成型とわかった。パワポ型・ZOOMは好まれなかった。

  • 独自の検索表による海洋生物の分類法の開発と中学理科でのICT活用の研究

    2020年  

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    6動物門17種の無脊椎動物カードをつくり、中学理科の動物の特徴の授業において、自由分類と検索表作成に関するグループ学習を行い、分類の傾向を調べた。検索表では「かたい・やわらかい」での初期項目が多かった。その検索結果では、正答率の高い<節足動物>と<海綿動物・刺胞動物>、更なる検索が必要な<軟体動物・原索動物・棘皮動物>の3つに分類される傾向があることがわかった。ICT機器で分類結果を写真にとり、グループ間で共有する補助システムも構築した。iPadをAppleTVへミラーリンクする方法と、iPadの同一IDでフォトストリームを介して共有する方法を開発した。

  • 海洋教育につながる生物多様性の学習に適したフィールドワークの開発

    2019年  

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    【概要】中学生に生物多様性を学習させる海洋フィールドワークを開発し、得られた生物データを理科授業で活用し、理科教育の視点から海洋教育を実践できるかを検証した。【成果】①フィールドとして、千葉県館山市の洲崎海岸、東京都新島村式根島の泊海岸を調査した。②フィールドワークを開発した。現地では写真を撮るだけにし、同定は後日、学校で行う方法を確立した。③理科授業で、得たデータを基に動物カードを作成し、中学理科の授業で、系統分類の材料として活用した。分類の正解率を調査し、間違えやすい生物の特徴をとらえられた。④海洋教育を実践できるかを検証した。海の生物を扱う時間が増え、生徒の海洋への関心は高まっていた。

  • 生物多様性の学習に適した理科教育プログラムの開発

    2019年  

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    【概要】中学生に生物多様性を学習させる海洋フィールドワークを開発し、生物データを理科の授業で活用し、海洋に関連した理科教育が可能か検証した。ICT機器の有効性も考察した。【成果】①海洋フィールドワークを探究した。千葉県館山市、新潟県佐渡の磯で、中学生が効率よく生物採集できるモデルを作成した。②カリキュラムへ導入した。中学理科の無脊椎動物の分類で、生物データを写真に焼き、自由分類をさせた。③分類の正解率から、理解の傾向をつかんだ。間違いやすい生物門も明らかにした。④ICT機器の有効性を確認した。模造紙の分類結果をiPadで撮り、モニターに映し、APPLE pencilで分類門名を示すことでワークの効果が上がることが分かった。

  • 環境教育につながる生物多様性の学習に適した海洋系フィールドワークの開発

    2018年  

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    【概要】「生物を発見・同定することで中学生が海洋の生物多様性を学習する」という主旨で、中学向けの海洋フィールドワークと事後学習を開発し、その効果を検証した。【成果】①学習法をマニュアル化:データを印刷し、写真に生物名を記入し、門ごとに分類し、模造紙に貼る。手作業により、広く生物名を覚える方法を開発した。②新フィールドの開発:千葉県館山市の洲崎海岸等を探索し、生物相を明らかにした。③教育効果の検証:神奈川県横須賀市の磯採集で、中学生が現れる種名をどれだけ記憶できるかを調査した。種名の記憶に関する学習効果では、事後の同定作業が効果的であることがわかった。

  • 透明骨格標本プラスチックの開発と中高理科授業でのICT活用の研究

    2017年  

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    【概要】透明骨格標本を樹脂に包埋した透明骨格標本プラスチックという理科教材を開発し、中学理科の進化分野において、教材としての有効性を検討した。【成果】①透明骨格標本プラスチックの作成技術を用いて、進化の相同器官に関する教材として、ウズラの翼、ツメガエルの前肢を比較検証した。これらの試料を中学生にスケッチさせ、各骨の名称を調べさせ、骨の学習をさせた。比較により、相同器官の特徴を生徒が理解することができた。②デジタルカメラの持つWIFIを用いてiPadと連携し、リアルタイムで撮影した画像を大きくiPadで表示することができた。少人数の活動において、有効であった。【公表】日本理科教育学会第67回全国大会にて、研究の成果の一部を口頭発表で公表した。

  • 進化と分類における理科教材として透明骨格標本プラスチックの有効性を検証する研究

    2017年  

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    【概要】透明骨格標本を樹脂に包埋した透明骨格標本プラスチックという理科教材を開発し、中学理科の進化分野において、教材としての有効性を検討した。【成果】透明骨格標本プラスチックの作成技術を用いて、進化の相同器官に関する教材として、ウズラの翼、ツメガエルの前肢を比較検証した。これらの試料を中学生にスケッチさせ、各骨の名称を調べさせ、骨の学習をさせた。その結果、両生物の比較により、「働きは異なるが基本的な内部構造が同じ」という相同器官の特徴を生徒が理解することができた。教科書にある通り、基本的な内部構造の例として、脊椎動物の骨格を示すことができた。【公表】日本理科教育学会第67回全国大会にて、研究の成果の一部を口頭発表で公表した。

  • 中学校理科で用いるカエル透明骨格標本のプラスチック化教材の開発と活用に関する研究

    2014年  

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    中学理科の生物分野における実験教材の開発と授業での活用を目的とし、カエルの透明骨格標本プラスチックを作成した。その過程でプラスチック化技術の改良に成功し、完成した教材を実験授業に活用した。プラスチック化する際に皮膚の白濁化を避ける方法について検討し、漂白剤やトリプシンの作用時間を調整し、試料に小型ツメガエルを選ぶことで効率が上がった。皮膚を薄くする点と、残留グリセリンを最小限にする点が白濁化解消に効果があることが判明した。中学の理科実験授業で、透明骨格標本プラスチックを用いて、生徒に背骨の観察とスケッチをさせ、実践的な教育効果を上げた。成果は日本理科教育学会等の学会で公表した。

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現在担当している科目

担当経験のある科目(授業)

  • 理科教育法(早稲田大学)

    2011年04月
    -
    継続中