科学教育におけるテクノロジー活用の全般的な効果：メタ分析を通した研究成果の統合

日本科学教育学会第42回年会 2018年8月19日

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1. 科学教育におけるテクノロジー 活用の全般的な効果 -メタ分析を通した研究成果の統合 - 町田市立七国山小学校 ◦中村 大輝 日本体育大学大学院教育学研究科 山根 悠平 日本体育大学大学院教育学研究科 西内 舞 日本体育大学大学院教育学研究科 雲財 寛 科学教育学会 2018-8-19 全23枚＋補
2. 研究概要 研究の目的 科学教育におけるテクノロジー活用の 全般的な効果を明らかにすること 2 1. 小～中程度の効果量 2. 出版バイアスは× 3. 活用目的が影響 統合した全体の効果量は0.42 他の指導法より高いとは言えない ゆがめられているとは言えない テクノロジーの活用目的が 効果量に影響 効果量 g の統合 （メタ分析）
3. 発表の流れ 3 Ⅰ．研究の背景 Ⅲ．出版バイアス Ⅱ．全般的な効果 Ⅳ．影響する変数
4. テクノロジーの普及 4
5. テクノロジーの普及 5
6. 国際的な情勢 6 21世紀を生きる子供に必要なリテラシーの１つとして， 情報・メディア・ICTリテラシーがある 教育におけるテクノロジー活用の推進 ⚫ UNESCO（2010） ⚫ 世界教育フォーラム（2015） ICTsについては教育システム，知識の普及，情報アクセ ス，質の高い効果的な学習，さらに効果的なサービス提供 に生かされる
7. 国外における投資 7 2030億円 教育テクノロジーのスタートアップへの投資額
8. 国内における整備 8 ⚫ 第２期教育振興基本計画 教育用コンピューター１台当たり 児童生徒数3.6人を目指す ⚫ 教育のIT化に向けた環境整備４か年計画 ４年間で総額6712億円の投資 (H26-29)
9. 事例 9 ⚫佐竹（2014）中学校理科 タブレットPCを活用 学習内容の理解に正の効果 ⚫高橋ら（2009）小学校算数 提示用デジタルコンテンツを活用 学習内容の理解に正の効果 ⚫稲垣・廣瀬（2011）大学数学 統計学学習ゲームを活用 学習内容の理解に負の効果 -0.78 0.30 効果量 g 0.54 0 比較可能になった
10. 研究目的 10 科学教育におけるテクノロジー活用の 全般的な効果を明らかにする 目的 小中高大 理数授業 電子機器 の使用 効果量 g を人数で 重み付き平均
11. 研究の方法 11 論文 国内論文誌 ８誌 キーワード検索 抽出 論文901件 ・理数授業内でテクノロジー活用 ・知識理解か思考力を測定 ・効果量が算出可能 論文12件
12. 研究の方法２ 12 論文12件 𝒈 = 1 − 3 4 𝑛1+𝑛2−2 −1 × 𝜇1−𝜇2 𝑛1𝑠1 2+𝑛2𝑠2 2 𝑛1+𝑛2 重み付き平均 平均効果量 ＝全般的な効果 どの研究も、平均効果量付近に 収束するはず →出版バイアスの検討 平均 d プロット メタ分析 実験群－統制群
13. 発表の流れ 13 Ⅰ．研究の背景 Ⅲ．出版バイアス Ⅱ．全般的な効果 Ⅳ．影響する変数
14. 効果量の統合 14 論文12件 0.23 [-0.39, 0.86] 0.25 [-0.12, 0.62] 0.40 [ 0.07, 0.72] 0.54 [ 0.37, 0.71] -0.78 [-1.48, -0.08] 0.30 [ 0.06, 0.54] 0.14 [-0.33, 0.62] 1.95 [ 1.14, 2.76] 0.37 [ 0.09, 0.66] 0.88 [-0.01, 1.78] 0.58 [-0.06, 1.22] 0.59 [ 0.41, 0.77] 0.42 [ 0.19, 0.65] 研究 8 稲垣・廣瀬（2011） 研究 7 高橋ら（2009） 研究 6 横山ら（2007） 研究 5 高垣・田原（2006） 研究 4 中高下ら（2002） 研究 3 鳥居 ら（1998） 研究 2 白石（1996） 研究 1 白石・中野・吉田・武藤（1991） 研究 12 相馬（2016） 研究 11 中野ら（2016） 研究 10 及川・加藤・横山（2015） 研究 9 佐竹（2014） 文献 効果量 [95%信頼区間] 平均効果量 𝒈 = 1 − 3 4 𝑛1 + 𝑛2 − 2 − 1 × 𝑑 0 Ntotal = 1471
15. 平均効果量の解釈 15 平均効果量 g=0.42 Cohen基準：小～中程度の大きさ • Lipsey & Wilson（1993）：心理・教育分野 ＜0.50＞ • Hattie（2009） ：指導法全体 ＜0.40＞ • Hattie（2009）：コンピューターを利用した指導 ＜0.37＞ →先行研究と近い数値 ◆先行研究との比較 →費用対効果の問題も存在 →資質・能力の育成という観点からいえば、 他の指導法より高い効果があるとは言えない
16. 発表の流れ 16 Ⅰ．研究の背景 Ⅲ．出版バイアス Ⅱ．全般的な効果 Ⅳ．影響する変数
17. 漏斗プロット 17 効果量 標準誤差 0.456 0.342 0.228 0.114 0 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5 2 出版バイアスの 傾向は見られず 平均効果量 g=0.42
18. フェイルセーフ N 18 この先，効果量が０という研究結果を 何個追加したときに， 全体の平均効果量が有意でなくなるか フェイルセーフ N 効果がないという研究結果が多少存在したとしても、 プラスの効果があるという結果は揺るがない =300 効果がない ↓ 未公開の研究によって結果が揺らぐ？
19. 発表の流れ 19 Ⅰ．研究の背景 Ⅲ．出版バイアス Ⅱ．全般的な効果 Ⅳ．影響する変数
20. 調整変数ごとの効果量 20 調整変数 研究数 g QB 教 科 理科 7 .53 1.64 (p =.20) 数学 （算数） 5 .26 被 験 者 小学生 3 .56 2.96 (p =.40) 中学生 5 .38 高校生 2 .59 大学生 2 -.08 年 代 1990s~ 3 .64 2.35 (p =.31) 2000s~ 4 .51 2010s~ 5 .23 資質 能力 知識・理解 2 .39 0.03 (p =.87) 思考力 10 .42 活 用 目 的 拡大・ 可視化 2 .68 7.26* (p =.03) 動機づけ 2 -.20 理解支援 8 .46 下位変数間 のばらつき →テクノロジーの活用目的が効果量に影響する可能性
21. 年代推移 21 1990 1995 2000 2005 2010 2015 -0.5 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 西暦 効果量 年代による変動 は見られない
22. 提案 22 × このテクノロジーを使うと効果がある 〇 このテクノロジーをこの目的でこのように 使うと、これくらいの効果がある 転換 効果量という共通の 物差しで比較を 使用目的を意識 して効果検証を
23. 今後の課題 23 ⚫研究の蓄積が必要 ⚫他の調整変数の検討
24. 研究概要 研究の目的 科学教育におけるテクノロジー活用の 全般的な効果を明らかにすること 24 1. 小～中程度の効果量 2. 出版バイアスは× 3. 活用目的が影響 統合した全体の効果量は0.42 他の指導法より高いとは言えない ゆがめられているとは言えない テクノロジーの活用目的が 効果量に影響 効果量 g の統合 （メタ分析）