日本科学教育学会 第５０回年会 （＠東京大学）

Transcript

1. 児童の測定に伴う不確かさに関する認識の予備的検討 −混合パラダイムの⼆層構造に着⽬して− ＜要旨提出後，分析の位置づけを⼀部修正＞ 児童の測定データ⽐較について 既存分類と⾃由記述に表れる判断要素の対応に着⽬した報告 ⻄東京市⽴栄⼩学校 森川 ⼤地 宮崎⼤学 教育学部 中村 ⼤輝
2. 背景 1 測定結果の「⼀致」をどう判断するか 測定値にはばらつきが⽣じる • 測定値がすべて⼀致するとは限らない 複数の測定値を踏まえてデータを⽐較する必要性 • 例）第5学年「振り⼦の運動」 結論だけでなく，判断の理由に着⽬する • 児童は，どの値や特徴を根拠として判断しているのか ⼤島ら（2025） 測定結果の⽐較に関する認識は，どのように分類されてきたか
3. 背景 「不確かさが伴うデータの⽐較」に関する既存の分類 Lubben et al.（2001）による測定問題 データ収集・データ処理・データ⽐較の局⾯から，測定に関する認識を捉えている 回答を整理する３つの既存分類 • 基本集合⽐較（Basic Set Comparison） 「平均値のみ」を⽐較し，データのばらつきを無視して判断する回答 例）「平均が同じだからどちらも同じくらいよい」 「平均が違うから⼀致していない」 • 深い集合⽐較（Deep Set Comparison） 「平均値 + データのばらつき（範囲・不確かさ・重なり）」を考慮して判断する回答 例）「平均が同じでもばらつきが⼩さい⽅が実験の精度が⾼い」 「平均が違っても誤差範囲（データの広がり）が重なっているから⼀致している」 • 分類不能（Unclassified; U） 「基本集合⽐較」「深い集合⽐較」のいずれにも分類できない回答 ◎ここでは無回答だけでなく，両分類とは異なる観点よる回答も含み得る 2
4. 背景 Lubben et al.（2001）による測定問題 3 「データ⽐較」課題の設問２ 質問⽂：あなたは「C班の⼈の意⾒」と「D班の⼈の意⾒」どちらに賛成しますか。 回答 ：選択肢 + その意⾒を選んだ理由は？くわしく書いてください。
5. 背景 同じ分類に含まれる判断内容を捉える必要性 既存分類は，回答の全体的な特徴を整理できる ⼀⽅で，同じ分類の中でも，⽐較したものや根拠の使い⽅は異なる可能性がある ⾃由記述から，分類内の違いを捉える どのような内容を根拠に⽤い，複数の根拠をどのように関係づけているか ⼩学校⾼学年の回答を対象とする 平均を学習し，理科でも複数の測定値を扱う段階での判断内容を検討 既存分類と⾃由記述を対応させ，同じ分類内にある違いを検討 4
6. ⽬的 研究⽬的と研究課題 5 研究⽬的 ⼩学校５・６年⽣による測定の不確かさを伴うデータセットの⽐較について， 既存の分類と⾃由記述に表れる判断との対応を明らかにする。 RQ1：既存の分類に基づく採点をした場合，各設問でどのように分布し， 2つの設問間での回答がどのように対応するのか。 RQ2：児童は何を⽐較し，何を判断の根拠としたのか。 それは既存分類とどう対応するのか。 ２つの設問への回答を，既存分類と根拠の使い⽅から分析する
7. ⽅法 6 本研究で⽤いた２つの設問 設問１ 平均は同じだが 散らばりが異なる 設問２ 平均は異なるが 測定値の分布は重なる
8. ⽅法 調査対象と実施内容 対象児童 第５学年２６名 第６学年３２名 （計５８名） 分析対象 • ５８名×２問＝１１６回答 • 各回答の選択肢と理由の記述を対応させて扱う 各回答について，既存分類と⾃由記述のコードを記録する 7
9. ⽅法 8 １つの回答を2点から分析 ⾃由記述コード：本研究で作成 （Kok & Priemer（2023）を参照） 既存分類による分析 ⾃由記述の分析 ：回答全体の特徴を整理する ：判断要素のコード化 • Lubben et al.（2001）に基づく • Basic / Deep / U に分類 Basic：平均を中⼼とした判断 Deep：平均に加え、ばらつき等を考慮 U：いずれにも分類できない回答 ① 判断に⽤いた要素 平均／散らばり／個別値間の⽐較／その他 ② 複数の要素の関係 単独／並列／因果／条件別 既存分類 × 判断要素 の対応に着⽬ 1つの回答に２つの分析を適⽤し，分類と判断要素を対応させる
10. ⽅法 どのように分析するか 9 STEP 1 コーディング例 何について述べているか（判断要素の同定） 「実験結果がどれも違うから⼀致していないと もいえる。だけど，同じような所に結果が集 平均／散らばり／個別値／その他 まっているから，⼀致しているともいえる」 STEP 2 判断要素を結論の根拠として使っているか ⾔及のみ または 根拠として使⽤ STEP 3 複数の根拠がある場合、どう関係しているか 単独／並列／因果／条件別 ・「どれも違う」 → 個別値間での⽐較 ・「同じような所に集まっている」 → 散らばり ・2つの基準で結論が変化 → 条件別
11. 結果 (RQ1) 10 既存分類の分布（全体） RQ1：既存の分類に基づく採点をした場合，各設問でどのように分布し，2つの設問間での回答がどのように対応するのか。 Basic Deep U 設問1 29（50%） 10（17%） 19（33%） 設問2 23（40%） 27（47%） 8（14%） 29 10 設問１ 23 設問２ 0% 10 % 20 % 19 27 30 % 40 % 50 % 60 % Basic Deep U 8 70 % 80 % 90 % 10 0%
12. 結果 (RQ1) 11 既存分類の分布（設問間での対応） 設問２ 設 問 １ Basic Deep U 合計 Basic 18 10 1 29 Deep 2 7 1 10 U 3 10 6 19 合計 23 27 8 58 同じ分類：３１名（53.4%） 異なる分類：２７名（46.6%） ２つの設問で分類が異なっていた児童が２７名（46.6%）
13. 結果 (RQ２) 12 判断に⽤いた要素 平均 32 20 9 散らばり 個別値間 の⽐較 28 19 0 9 その他 0 27 10 20 設問１ 設問２ 30 40 （件数） ※ 件数には重複がある 設問１では「平均」「個別値間の⽐較」，設問２では「散らばり」「その他」が多かった
14. 結果 (RQ２) 13 既存分類と判断要素 ヒートマップによる割合の可視化 既存分類 平均 散らばり 個別値間の⽐ 較 その他 Basic 45 （86.5％） 4（7.7％） 7（13.5％） 8（15.4％） 7（18.9％） 33 （89.2％） 5（13.5％） 16 （43.2％） 0（0.0％） 0（0.0％） 7（25.9％） 12 （44.4％） (n=52) Deep (n=37) U (n=27) ※ 重複しているため各⾏の合計は100％を超えうる ※⼀部に判断要素をコードできない回答を含む 同じ分類（Basic / Deep / U）でも，判断に⽤いられた要素は⼀様ではない
15. 結果 14 設問１でのBasicに分類された29回答の内訳 再掲（既存分類による回答分布） Basic Deep U 設問1 29 10 19 設問2 23 27 8 設問１のBasicに分類された２９回答 同じBasicでも 判断に⽤いた要素 が異なる 平均のみ 平均+個別⽐較 平均+散らばり 20（69％） 6（21％） 2（7％） 個別⽐較 のみ 1 （3％） ※グラフの⼤きさは便宜上割合と⼀致していない 同じ Basic でも，判断に⽤いられた要素は異なった
16. 結果 (RQ2) 15 ２事例（Basic） 第６学年・設問１ 事例 回答Ａ 回答Ｂ 分類 Basic Basic 選択回答 D班の⼈の意⾒ D班の⼈の意⾒ 理由本⽂ C・Dで平均値に２ミリ差がある から完璧に⼀致ではない 平均値と最低値が違うから 使⽤した根拠 平均 平均＋個別値間の⽐較 根拠の構造 単⼀基準 基準の並列
17. 結果 (RQ2) 具体的な事例（異なる基準を使い分けた事例） 16 第６学年・設問１ ⽐較する内容 回答C 分類 Deep 選択回答 D班の⼈の意⾒ どちらもあり得ると思う。 理由本⽂ 〈原⽂〉 確かに実験結果からどれも違うから⼀致していないともいえる。だけど，同 じような所に結果が集まっているから，⼀致しているともいえる。 使⽤した根拠 個別値間の⽐較+散らばり 根拠の構造 条件別（基準による使い分け） 異なる⽐較基準を，条件によって使い分けた記述
18. 考察① 既存分類を⾃由記述分析で補う意義 17 既存分類が捉えるもの ⾃由記述分析で加わるもの • Basic／Deep／Uという既存研究と共通 判断要素の具体化 の枠組みで回答を整理できる • ⽐較対象・⽐較⽅法 平均／散らばり／個別値間の⽐較 • 設問ごとの分布や、⼆つの設問間の対応 を記述できる など • 根拠の関係 単独／並列／因果／条件別 両者を対応させることで⾒えること • 同じ分類内の異なる判断内容 • ⼀回答内での判断基準の切替 ⇨ 既存分類を置き換えるのではなく，分析層を追加して補う
19. 考察② 18 先⾏研究との対応 Kok & Priemer (2023) 分類だけでなく 「何を⽐較したか」 「何を基準にしたか」を⾒る Schang et al. (2023) ⼀つの固定カテゴリーだけで回答を捉えにくい ⇨ 本研究 Basic内でも 平均のみ／平均＋個別値間での⽐較 が存在 ⇨本研究 複数の根拠の使⽤・条件による使い分けが存在 本研究では，既存研究で指摘されてきた 「分類と具体的な理由づけとのずれ」を ⼩学校⾼学年の回答資料によって具体化した
20. 考察③ 測定値の⽐較を捉えるために ー⽰唆と限界ー 19 ⽰唆 「どの答えを選んだか」だけでなく「なぜそう判断したか」を捉えることで， 同じ分類でも判断過程の違いを把握でき，授業での児童の判断の把握・評価への⽰唆 本研究の限界と今後 ① ⾃由記述から捉えられる範囲 記述された内容 ≠ 理解そのものの完全な把握 → インタビュー・発話による確認 ② 課題依存性 2つのLubben型⽐較課題に限定 → 異なるデータ配置・⽐較条件での検討 ③ 対象の限定性 ⼩学校5・6年⽣58名 → ⼀般化には慎重さが必要
21. 児童の測定に伴う不確かさに関する認識の予備的検討 −混合パラダイムの⼆層構造に着⽬して− ＜要旨提出後，分析の位置づけを⼀部修正＞ 児童の測定データ⽐較について 既存分類と⾃由記述に表れる判断要素の対応に着⽬した報告 ⻄ 東 京 市 ⽴ 栄 ⼩ 学 校 森川 ⼤地 宮崎⼤学 教育学部 中村 ⼤輝