数学科教育法II
共通 - 課程
GQT13900
コース情報
担当教員: 後藤 聡史
単位数: 2
年度: 2024
学期: 秋学期
曜限: 水3
形式: 対面授業
レベル: 200
アクティブラーニング: なし
他学部履修: 可
評価方法
その他
授業参加状況,模擬授業の評価,演習課題,レポート課題等に基づき総合的に評価する。
詳細情報
概要
中学および高校数学の授業を展開するために必要な数学的知識を確実に身につける. 題材として,近年の学習指導要領改定後に大幅に強化・拡充された,確率論および統計学の基礎を取り上げる. 教材研究としての「確率・統計」の分野の内容を,まず中学・高校の復習から始め,その後,発展的内容に触れてその理解を深める.さらに,それらを大学数学の高い視点から捉えなおし,教育に活かせるような深い知識を習得することを目標とする. 以上の目標のために,初めに「確率・統計」分野に関する 中学・高校の学習指導要領について確認をした後,高校の教科書の該当する箇所を復習する.その後大学初年級レベルの微分積分程度の知識で理解できる範囲の確率論・統計学の知識について学び,その理解を深める。確率論については,本格的な理解に到達するには大学4年から大学院レベルの「測度論 (ルベーグ積分論)」の知識が必要不可欠であるため,その概要についても可能な範囲で触れることにする. 統計学に関しては,高校の教科書で扱う内容(記述統計・確率変数・確率分布関数・確率密度関数・区間推定・仮説検定など)については確実に理解しなければならない.その上で,高校の教科書を超えるレベルの発展的な内容として,大数の法則・小数の法則・中心極限定理(可能ならば,点推定やベイズ統計)についても学び,それらを教育に役立てることのできる知識を身につける. また計算機を有効に活用して,効果的な資料の作成と簡単な統計解析(データの可視化とその分析,特に回帰分析,推定と検定)が行えるような知識・技術の習得も目指す.
目標
中学および高校数学の授業を展開するために必要な数学的知識を確実に身につける. 題材として,近年の学習指導要領改定後に大幅に強化・拡充された,確率論および統計学の基礎を取り上げる. 初めに学習指導要領と高校数学の教科書で扱われる内容を確認する. そして,それらを大学数学の高い視点から捉えなおし,深い理解のもと統計学の教育を行えるようになることを目標とする. また,現在ではExcelやR,Pythonなどの統計解析に利用できるソフトウェアも容易に入手・利用できる環境にあるため,それら計算機を活用した授業展開もできるような知識・技術の習得も目指す.
授業外の学習
教材研究としての「確率・統計」の分野の内容について,中学・高校の該当する部分を復習してもらいたい.大学初年級レベルの微分積分程度の知識で理解できる範囲の確率論・統計学の知識についても,適切なテキスト・参考文献などを参照して 理解するようにしてほしい. また,計算機を活用する方法についても,ExcelやR,Pythonなどの統計解析に利用できるソフトウェアの使い方を覚えて,授業展開のための資料作成などに応用できるように,ある程度の自習時間が必要となる. 上記のような知識および資料を自作するスキルの習得は,模擬授業を行う際に必要になるので,時間外の学習は必須である. (予習・復習等,授業時間外学習の所要時間は毎週4時間程度)
所要時間: 240分
スケジュール
- 「確率・統計」分野に関する中学・高校の学習指導要領の確認
- 高校「数学Ⅰ」よりデータの分析
- 高校「数学A」より場合の数と確率・条件付確率・独立性とベイズの公式
- 高校「数学B」より確率変数と確率分布
- 高校「数学B」より統計的な推測
- 計算機を用いた記述統計(データ分析)と推測統計(区間推定)
- 確率変数・確率分布関数・確率密度関数(大学初年級レベル)
- いろいろな確率分布と標本分布(2項分布,正規分布,カイ2乗分布,t分布,F分布)
- 大数の法則・小数の法則・中心極限定理およびその応用
- 推測統計(区間推定と仮説検定)
- 模擬授業(1)条件付確率・独立性とベイズの公式
- 模擬授業(2)記述統計・データの分析
- 模擬授業(3)推測統計・区間推定
- 模擬授業(4)推測統計・仮説検定
教科書
中学校学習指導要領(平成29年3月,文部科学省), 高等学校学習指導要領(平成21年3月,文部科学省), 中学校学習指導要領解説・数学編(平成29年7月,文部科学省), http://www.mext.go.jp/a_menu/shotou/new-cs/1387016.htm 高等学校学習指導要領解説・数学編(平成21年11月,文部科学省) http://www.mext.go.jp/a_menu/shotou/new-cs/youryou/1282000.htm 文部科学省検定済教科書・高等学校・数学Ⅰ・数学A・数学B
基本統計学(第5版)
著者: 宮川公男
出版社: 有斐閣
参考書
「統計的データ解析の基本」(山田秀・松浦峻 著,サイエンス社) 「ガイダンス 確率統計:基礎から学び本質の理解へ」(石谷謙介 著,サイエンス社) 「数理統計学—基礎から学ぶデータ解析」(鈴木武・山田作太郎 著,内田老鶴圃) 「基礎から学ぶ統計学」(中原治 著,羊土社) 「RとPythonで学ぶ統計学入門」(増井敏克 著,オーム社) 「Pythonで理解する統計解析の基礎」(谷合廣紀 著,技術評論社) その他,授業中に適宜紹介する.