理学研究科 科学教育専攻

［専攻］科学教育(数学コース)　［指導教員］菊池 靖 教授　［キーワード］情報教育、数値解析
［テーマ例］❶デジタル教材開発 ❷固有値問題の特殊関数計算への応用

デジタル教材のバリアフリー化に関する研究と、無限次元行列の固有値問題とその特殊関数計算への応用を研究しています。

［専攻］科学教育(数学コース)　［指導教員］佐古 彰史 教授　［キーワード］量子化、場の理論、非可換幾何、数学教育
［テーマ例］❶場の理論の定式化 ❷非可換空間の構成 ❸非可換空間上の場の理論 ❹数学教材の開発

全ての物理現象を記述する数学は、ゲージ理論という微分幾何学の理論です。数学と物理は車の両輪のようにして互いに発展し、一般相対性理論とリーマン幾何学のように相性よく融合した例もあれば、場の量子論のように70年間も数学的定式化を拒み続けている例もあります。本研究室では場の理論や弦理論といった物理理論の数学的な側面や、その数学への応用、新しい数学の可能性について研究しています。特に、非可換幾何に着目し、統一的な記述と、場の理論の構成に関する研究を行っています。また、数学教育に関する研究も行っており、教材開発など数学教育に対する新しいアプローチの開発も試みてます。

［専攻］科学教育(数学コース)　［指導教員］清水 克彦 教授　［キーワード］数学教育、情報教育
［テーマ例］❶あたらしい数学教育、情報科教育を研究

GeogebraやGraphing Calculatorなどを活用しています。

［専攻］科学教育(数学コース)　［指導教員］八並 光俊 教授　［キーワード］数学教育、生徒指導、教育統計分析
［テーマ例］❶生徒指導と数学教育を関連付けた学習プログラムの開発

生徒指導データの分析を通して、統計リテラシーや非認知的能力の育成する教科横断型の探究学習プログラムの開発などを研究しています。

［専攻］科学教育(数学コース)　［指導教員］山本 芳人 教授　［キーワード］情報教育
［テーマ例］❶電子教材の作成とその効果

Java、JavaScriptなどを使用して初心者にわかりやすい電子教材を作成し実際の授業で使用してその効果を調べています。

［専攻］科学教育(数学コース)　［指導教員］渡辺 雄貴 教授　［キーワード］教育工学、インストラクショナルデザイン、数学教育
［テーマ例］❶中等教育数学科におけるアクティブラーニング教材の開発 ❷1人1台端末時代に向けた学習支援システムの開発

渡辺研究室では、教育改善を目的とした教材開発・授業設計・システム開発などを教育工学的手法で行っています。単に、思いつきで教材や授業を設計・開発するだけでなく、現状の課題などを分析し、授業などで実践し、その結果を定量的・定性的に考察することによって、改善案の改善をも目指します。

［専攻］科学教育(数学コース)　［指導教員］伊藤 弘道 教授　［キーワード］偏微分方程式論
［テーマ例］❶滑らかでない領域における偏微分方程式の数学解析 ❷非破壊検査に関わる逆問題 ❸破壊現象の数学解析

身の回りで起きているさまざまな現象（自然現象など）の数学解析が本研究室のテーマです。現象を数学的に記述しようとすると多くの場合、微分方程式が現れます。その微分方程式を解析することにより、現象を理解・解明したいと考えています。特に、固体材料に関する現象（地震、破壊現象など）の数学解析とその応用として材料の安全性を調べる非破壊検査に関わる逆問題について研究しています。さらにこのような社会と数学のつながりを数学教育に活かしたいと考えています。

［専攻］科学教育(理科コース)　［指導教員］井上 正之 教授　［キーワード］化学実験学、有機化学
［テーマ例］❶固体担持試薬を用いる実験 ❷糖類・油脂などを扱うSTEAM教育実験 ❸教科書の記述の再検討

反応試薬や触媒の開発によって安全性と低環境負荷を考えた化学実験の開発、家庭科や芸能科との連携を視野に入れた実験と授業の開発に取り組んでいます。また、現在の教科書の記述の不適切な箇所を是正するための研究にも取り組んでいます。

［専攻］科学教育(理科コース)　［指導教員］太田 尚孝 教授　［キーワード］植物生理学、植物分子生物学
［テーマ例］❶植物の酸性ストレスに対する応答メカニズムの解明

植物の酸性ストレスに対する応答メカニズムの解明し、酸性ストレスに耐性を持つ植物の作出を目と機として遺伝子工学的手法を用いて研究をしています。

［専攻］科学教育(理科コース)　［指導教員］川村 康文 教授　［キーワード］物理系サイエンス、コミュニケーション
［テーマ例］❶楽しい科学実験 ❷自然エネルギー ❸環境調査・サイエンス・コミュニケーション

楽しい科学実験では、幼児から高齢者までが楽しめる実験を開発し実験教室を実施しています。自然エネルギーでは、色素増感太陽電池やサボニウス型風車風力発電機や自転車発電、温水タワーグリーンすだれなどを開発しています。環境調査・サイエンス・コミュニケーションでは、SDGｓ的課題解決の方法論研究とその実践を行っています。

［専攻］科学教育(理科コース)　［指導教員］愼 蒼健 教授　［キーワード］科学史、科学哲学
［テーマ例］❶東アジア医学史 ❷近代日本科学史

近代東アジアにおける医学と生命の歴史を、現代科学批判の観点を含めて研究しています。

［専攻］科学教育(理科コース)　［指導教員］武村 政春 教授　［キーワード］巨大ウイルス、真核生物の起源と進化、生物教育
［テーマ例］❶巨大ウイルスの感染サイクルならびに宿主との相互作用に関する研究

生物とウイルスの中間的な性質をもつ巨大ウイルスにつき、水圏を中心に新規巨大ウイルスの探索を行い、その感染サイクル、宿主との相互作用、分子進化などの観点から研究し、巨大ウイルスとその宿主である真核生物の起源と進化を解明すると共に、その知見を生物教育に活かすことを目指して研究しています。

［専攻］科学教育(理科コース)　［指導教員］中村 豊 教授　［キーワード］学校心理学、教科外教育、学校臨床
［テーマ例］❶学校教育現場をフィールドとした生徒指導に関する研究

生徒指導の機能を作用させるための教育内容及び教育方法、学校心理学における心理教育的援助サービスモデルを援用した生徒指導プログラムの開発･実践･検証、学校教育相談(カウンセリング)におけるグループアプローチ等、学校教育を対象とした研究をしています。

［専攻］科学教育(理科コース)　［指導教員］松田 良一 教授　［キーワード］細胞分化、微生物汚染
［テーマ例］❶骨格筋細胞の分化に影響を与える成長因子 ❷微生物汚染

❶ 骨格筋はベッドレスト等で使わなくなるとTGF-β系の成長因子の作用により筋細胞の増殖と分化抑制による廃用性筋萎縮を起こします。我々はビタミンCはTGF-β系の抑制効果を減弱することが培養系で認めました。その分子機構をさぐることにより、生体レベルで廃用性筋萎縮を防ぐ方法を開発します。❷ コロナウイルス禍により感染や微生物に関する教育の重要性が増しています。そのため、高校の教育現場で安全に使える微生物培養方法の開発を行います。これを用いて、生活環境の微生物学的汚染の様子をさぐるとともにカテキン、漂白剤、日光等による殺菌効果等を高校生が安全に検討できる実験系の開発をおこなっています。

［専攻］科学教育(理科コース)　［指導教員］井藤 元 准教授　［キーワード］教育哲学、臨床教育学、教育人間学
［テーマ例］❶シュタイナー教育 ❷オルタナティブ教育 ❸表現教育 ❹道徳教育

主にシュタイナー教育について研究しています。

［専攻］科学教育(理科コース)　［指導教員］興治 文子 准教授　［キーワード］物理教育学
［テーマ例］❶物理教育におけるICT活用 ❷視線追尾装置を用いた学習者の認識過程と物理学の多様表現 ❸物理教育史

物理教育研究に基づいた幅広い研究を行なっています。ICTを活用して効果的に科学概念形成ができるような教材や授業法の開発、物理の多様表現による学習者の困難の明確化、物理教育史などがこれまでの主な研究テーマです。

［専攻］科学教育(数学コース)　［指導教員］大浦 弘樹 准教授　［キーワード］学習科学、協調学習、CSCL
［テーマ例］❶アクティブラーニング、PBL、オンライン学習、ブレンド型学習、インフォーマル学習

ICTを活用して協調的な学習を促す授業設計や、学校外での学習を支援する方法やツールの開発・評価研究を行っています。最近では、ゲームを活用した反転授業の効果的な設計方法に関する研究を行っています。

［専攻］科学教育(理科コース)　［指導教員］関 陽児 教授　［キーワード］地学教育、環境教育、水域環境
［テーマ例］❶ジェットポンプの原理を応用した火山噴火模擬実験装置の開発 ❷身近な水域を対象とした野外環境教育プログラムの開発 ❸利根運河における有機物汚濁の実態把握

地学教育と水域環境研究を主軸とする研究室です。指導教員＝関は、国立研究機関等で鉱山公害調査、金属鉱床探査、地熱資源探査、高レベル放射性廃棄物地層処分の安全性評価等、水と地層・岩石の相互作用に関する領域の調査・研究をしてきました。その経験を活かし、卒業研究と大学院修士学生の研究指導を行います。地学教育の実践的研究や、水域環境での現地調査などに興味のある学生諸君にとって、活躍の場の候補になるでしょう。