シミュレーション探究学習環境における高校生の化学変化および物理変化の概念理解を促進するための相乗的スキャフォールディング

要約 化学の学習は、学習者がサブミクロのレベルで起きる現象を視覚化することに困難を抱えるため、世界中で課題を提示しています。科学教育における探究学習は世界的に支持されていますが、物理的資源の不足などの要因がその実施を制約しています。コンピュータシミュレーションは伝統的な実験室調査の実行可能な補完手段を提供し、探究学習に対する課題を軽減します。しかし、探究学習におけるコンピュータシミュレーションの効果的な利用は、学習者に提供されるスキャフォールディングに依存します。本研究では、シミュレーションに基づく探究学習環境において、10年生の学習者の化学変化および物理変化の概念理解を促進するために、コンピュータベースのスキャフォールディングと教師のスキャフォールディングを相乗的に統合する効果を調査します。南アフリカのソウェトにある二つの学校で準実験的デザインを用いて実施され、教師のスキャフォールディングとシミュレーションを組み込んだスキャフォールディングを体験した実験群のクラスを、シミュレーションのみのスキャフォールディングを体験した対照群のクラスと比較しました。結果は、実験群と対照群ともにシミュレーション探究による化学変化および物理変化の概念理解が向上したことを示しましたが、実験群の向上がより強いことが示されました。したがって、本研究は教師とコンピュータシミュレーションに組み込まれたスキャフォールディングが非常にリソースが不足している学校でも学習を促進できる証拠を提供します。これは世界中の科学教育にとって重要な政策上の含意を持っています。