学習者の要因

過去の学力

Piburn(1993)【様々な能力と理科の学力】

過去10年間の科学教育における多変量解析研究を定量的に統合すると、現在専門家の問題解決の文献で提案されているような科学の達成度のモデルを支持する証拠が得られる。これまでの主張にもかかわらず、空間的な視覚化と言語能力は、一般的な知性と共有しているものを超えて、達成度のさらなる変化を予測している。両者はまた、ほとんどの専門家理論の構成要素でもあります。認知能力、科学的推論、予備知識はすべて、回帰式にさらなるばらつきを加え、科学的達成への貢献においては明らかに別個のものである。量的能力は認知能力と特別に分離しているようには見えません。これらの結果は、一般化された問題解決能力よりも、領域固有のスキルと知識に重点を置いた指導プログラムを示唆している。（d=0.80） https://www.semanticscholar.org/paper/Evidence-from-Meta-Analysis-for-an-Expertise-Model-Piburn/e0f60e6940752188a6a035590c4411606dab79fd

態度と性格・気質

Kumar (1991)【積極性と学力】

科学教育と生徒のエンゲージメントの関係についてのメタ分析が行われました。科学教育に関する16の研究がコード化され、39の指導変数、合計102の相関係数(平均r=0.48(d=1.09)、SD=0.35)が得られた。16件の研究は、米国およびオーストラリアの学生4518人と教師376人を対象としたものであった。メタアナリシスでは、生徒のエンゲージメントに関して指導変数の間に有意な差は見られなかった。同様に、指導とエンゲージメントの関係は、指導を測定する機器を除いて、学年レベルの範囲、出版年、サンプルサイズ、学生のエンゲージメントを測定する機器に有意な差は見られませんでした。 https://doi.org/10.1080/0013191910430105

Willson (1983)【科学に対する態度と学力】

科学的達成度と態度の間の相関に対する研究結果のメタ分析を行った。43件の研究を利用し、15の変数を各研究で見出された各相関に対し符号化し、280の係数を得た。全体的な関係は中程度(r=0.16, d=0.32)であり、小学校、中学校、高等学校および大学の科目間で差があった。 https://doi.org/10.1002/tea.3660200906

性別（男性-女性）

Kahl, Fleming, & Malone (1982)【大学入学前の科学教育における学力の性差】

このプロジェクトは、異なる科学プログラムの相対的効果、教育システム、教育方法論、教師準備プログラム、および様々な学生の結果と学生/教師関係の間の関係に関する科学教育研究を行った。80以上の研究がproNを検討され、大学入学前科学における性差に関する情報が得られた。ここ数年、科学の成績は平均して男性の方が女性より優れていた（d=0.12）。表面上、これらの性差は小さいように思われる(上級レベルの標準偏差の10分の1強)。しかし、認知的な結果の差を認知プロセスのレベルと特定の科学分野によって分解すると、いくつかの差はかなり大きくなる。高等学校の男子生徒の認知レベルが高いほど、その差は標準偏差の5分の1に達する。物理学では、男性優位は標準偏差の3分の1にもなる。このように、中等後教育プログラムへの重要な足がかりや、最終的には科学分野でのキャリアに関して、女性は不利な立場に置かれている。それは、男女間の統計的に有意な差のためではなく、むしろその差の教育的に有意な大きさのためである。数学教育における性差の研究で遭遇する問題も扱った。 https://www.semanticscholar.org/paper/Sex-Related-Differences-in-Pre-College-Science%3A-of-Kahl/249857549045400b316f845b0635ed40f523bba2

Steinkamp & Maehr (1983)【性別と科学の学力】

就学前から大学初期までの学生における科学的達成度、認知能力、および科学関連の影響における性差に関する66件の研究の結果を分析した。科学的達成は情動よりも認知能力と強く相関し、情動は両性で認知能力よりも達成と強く相関した。男性は女性よりわずかに高い達成度と認知能力を示し（d=0.19）、科学関連の影響における性差は内容領域間で異なった。 https://doi.org/10.2307/1170369

Becker & Chang (1986)【性別と科学の学力】

男女間の科学達成度の差は、様々な研究において直接的または間接的に検討されてきた。本研究は、SteinkampとMaehrによって行われた科学的影響、能力、および業績に関する相関研究の定量的に統合してレビューした。彼らの知見を、効果量にカテゴリーモデルを適合させるための試験を用いたメタ分析アプローチを用いて再評価した。再検討では、男女間で報告された科学達成度の差の説明と、性差の大きさにおける測定変数の役割に焦点を当てた。結果は、性差は男性を支持する傾向があったが、有意差さえわずかであり（d=0.16）、多くのサブセットの研究に対する性差は有意ではなかった。性差の大きさは、一部には試験対象の科学的主題および試験で用いられた尺度の種類に依存した。参考文献リストと総合研究リストを添付した。 https://eric.ed.gov/?id=ED270328

Becker (1989)【性別と科学の学力】

以前に二つの別々の総説で検討した、科学達成における性差の大きさの30の研究からのデータを、メタ分析のための現代の方法を用い統合した。二つのメタ分析法:効果量(標準化された平均差)の分析および票集計推定手順を用いた。分析は、科学達成における性差の大きさ（d=0.16）が、研究対象の主題により異なることを明らかにした。男性は生物学、一般科学および物理学の研究で有意な利点を示したが、混合科学内容、地質学および地球科学の研究、または化学の単一研究では有意差は認められなかった。しかし、すべての場合において、各主題領域を調べる効果の数は非常に少なかった(7以下)。また、性差に焦点を当てた研究は、他の研究よりも大きな性差を明らかにした。被験者のグレードレベルや試験の長さのような性差の大きさの他の可能な予測因子は、これらの研究結果間の有意な量の変動を説明しなかった。その結果、ジェンダーの違いのパターンについても、主題やジェンダーに焦点を当てた場合ほど強力な説明がなされなかった。 https://doi.org/10.1002/tea.3660260206

Haladyna & Shaughnessy (1982)【性別と科学の態度】

理科の教科に対する態度に関する49の研究について定量的統合(メタ分析)を行った。科学に対する態度の研究のための概念的枠組みを紹介した。このような枠組みの利点は、プログラム的な将来の努力と同様に、先行研究の結果を受け入れることである。統合の結果は以下のことを明らかにした。/// (1) これらの研究に対する統合的品質の欠如;(2) 方法論の経年的改善;(3) ほとんどの研究報告書が不十分で、結果の意味のある解釈ができない。調査結果は以下のことを明らかにしている。/// (1) 少年と少女の態度にはわずかな違いがある（d=0.36）。(2) 性は多くの変数とわずかに相互作用するが、体系的な方法ではない;(3) プログラムは、一般的に、態度に変動的、肯定的な影響を及ぼす;(4) いくつかの学習環境と教師変数は態度と高度に関連することが分かった。 https://doi.org/10.1002/sce.3730660406

Debaz(1994)【性別と科学の態度】

学生の特性と科学に対する達成度および態度の間の関係のメタ分析。 性差（d=0.30）。 http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=osu1487859313345057

Weinburgh (1995)【性別と科学の態度】

Glass,McGaw, and Smith(1981)とHedges, Shymansky, and Woodworth (1989)が提案した方法と類似の方法を用いて、1970年から1991年までの文献をカバーするメタ分析を行った。この分析は、科学に対する学生の態度の性差および科学に対する態度と科学の達成の間の相関を検討した。18の試験で30の効果サイズと6,753の被験者の試験に相当する七つの相関を見いだした。非加重効果サイズの平均はd=0.20 (SD = .50)であった。加重効果サイズの平均はd=0.16 (SD = .50)であった。このことから、男子は女子よりも科学に対して積極的な態度を持つことを示した。態度と達成度の間の平均相関は、男の子は0.50、女児では0.55であり、相関は同等であることが示唆される。科学タイプの関数としての態度における性差の分析結果は、男子がすべてのタイプの科学において女子よりも科学に対してより積極的な態度を示すことを示した。科学タイプの関数としての少年と少女の態度と達成度の間の相関は、生物学と物理学では、相関が両方で正であるが、少年より少女でより強いことを示す。発表日の関数としての性別による態度と達成度の間の性差と相関は、パターンを示さなかった。サンプルの選択性の関数としての性差の分析に対する結果は、一般的なレベルの学生は男児に対してより大きな肯定的態度を示すが、高性能の学生は女児に対してより大きな肯定的態度を示すことを示した。選択性の関数としての態度と達成度の間の相関は、すべての場合において、肯定的な態度がより高い達成度をもたらすことを示す。これは特に成績の悪い女子に当てはまる。これらの知見の意味を考察し、更なる研究を示唆した。 https://doi.org/10.1002/tea.3660320407

学習障害

Therrien et al. (2011)

科学は政治的および教育的イニシアチブとして多くの注目を集めているが、学習障害(LD)を持つ学生の成績は障害のない学生よりも有意に低かった。このメタ分析は、LDの学生に対する科学における教育戦略の有効性を評価する。12の研究を検討し、要約し、実施した戦略のタイプに従ってグループ化した。効果の大きさ(ES)を、各々の試験に対し計算した。すべての研究で平均効果量はg=0.78が得られ、LDの学生に中程度の正の効果を示した。結果はまた、特別なニーズを持つ学生のための探究に基づく指導の過去のレビューと一致し、LDの学生が成功するために探究科学アプローチの中でのニーズ構造を示した（g=0.727）。加えて、結果はニーモニック（記憶法）教育が学習障害学生の科学的事実の獲得と保持を増加させるのに非常に効果的(g=1.997)であることを示唆する。 https://doi.org/10.1111/j.1540-5826.2011.00340.x

家庭要因

社会経済的地位（SES）

Fleming & Malone (1983)【SESと科学の学力】

幼稚園から12年生までの各学年で行われた1960年以降の研究をメタ分析を用いて、生徒の理科の成績と態度に対する生徒の数学的特性の関係を調査したところ、学年のレベルおよび理科の科目において、言語、数学、および一般能力が、認知、科学の達成度、および科学の態度に関する成績と最も強い正の関係を示した。SESは3つのパフォーマンス尺度と同様の正の相関を示したが（r=0.25, d=0.50）、学年が上がるにつれて、科学達成度に対するSESの関係は強くなり、科学態度に対するSESの関係は弱くなった。性別は、試験した変数の3つのパフォーマンス測定値と最も弱い相関を示し、男性は一般的に女性よりも高いスコアを示した。Angloの学生は一貫して黒人やヒスパニック系の学生よりも認知能力や科学の成績が高かったが、科学に対する態度の人種差は学年によって異なっていた。 https://doi.org/10.1002/tea.3660200510

教師要因

研修の効果

Yeany & Padilla (1986)【研修と科学教師の能力】

本研究は、科学教師を訓練するための行動分析の利用に関する実践と研究の統合である。科学教師を訓練するための理想化モデル(実践から得られる)を最初に提示した。次に、モデルのカテゴリーに関連する研究をレビューし、合成した。これを行うために、この話題に関するすべての利用可能な研究を、教育行動に影響を与えるために用いた介入のタイプによって分類した。結果をメタ解析した。訓練手順の有効性は、最低から最高まで以下の順序であった: (1) 分析システムの研究と自己分析;(2) 観測モデル;(3) モデルの分析;(4) フィードバックを伴う実践と分析（d=1.18）。科学教育者は、より良い教師を訓練するために、モデルで概説されている手順を使用することが奨励されている。これらの結果は理想化モデルを支持する。 https://doi.org/10.1002/tea.3660230202

教師の属性

Druva & Anderson (1983)【教師の学習歴と生徒の成績】

65件の研究のメタアナリシスを実施し、科学教師の特性(性別、学習歴、IQなど)を独立因子として、 (1) 教室での教育行動(例:質問行動、指導方向)および (2) 生徒の成績の特性(科学に対する達成感や態度など)を2つの従属因子として扱った。調査対象となったのは、幼稚園から12年生までの理科のクラスと、そのクラスの教師たちである。研究から得られた関係データをPearson積率相関に変換した。一般に、従属変数と独立変数の間の関係は非常に低かった（学習歴:d=0.06）。結果の要約表を示し、教師の雇用、教師教育プログラム、および研究への影響を論じた。 https://doi.org/10.1002/tea.3660200509

Tinoca (2004)【科学教師のための専門的能力開発と生徒の学力】

本研究は、科学教師のための専門的能力開発が生徒の学習に及ぼす影響を調査する。通常、専門能力開発プログラムは学生の学習に良い影響を与えると期待されているが、この側面はプログラム評価に一般的に組み込まれていない。単に、生徒と一緒に仕事をする教師を通して、生徒が間接的に影響を受けることを想定しています。2つの主要な研究問題を扱った。///1) 専門能力開発プログラムは科学における学生学習を強化するのに有効か? 2) 最も効果的なプログラムと効果的でないプログラムの特徴は何か。これらの質問に答えるために、学生の学習に対するそれらの影響を報告する37の専門能力開発プログラムのメタ分析を行った。プログラム特性は、Loucks‐Horsleyら(1998)、National Science Education Standards(NRC,1996年)によって定義されたカテゴリー、ならびにプログラム長さのような他の変数を解析することによって開発された新しいカテゴリーに従って定義された。科学教師のための専門的発達が生徒の学習に及ぼす有意な影響は、r=0.22(d=0.45)の全体的相関効果サイズの形で見出されている。さらに、固定効果モデルを用いて、科学教師のための専門能力開発プログラムの異なる特性の影響を区別した。特に、カリキュラム開発、代替または実施、科学的調査、教育学的内容の知識に関する作業に重点を置いたプログラムは、6カ月以上継続し、合計100時間以上継続すると、生徒の学習に大きな影響を与えると確認されている。 http://hdl.handle.net/2152/2010

カリキュラム

Bredderman (1980)【活動中心のカリキュラムと学力】

全米科学財団の支援を受けて開発された3つの主要な活動ベースの基礎科学プログラムの効果に関する研究結果を定量的に統合した。初等科学研究(ESS)、科学‐Aプロセスアプローチ(SAPA)、または科学カリキュラム改善研究(SCIS)の比較評価研究を用いて、生徒の成績への影響および教室実践への影響を調べた。学生の成績への影響については、57件の研究のメタアナリシスにより、1,000の教室から13,000人の学生が参加した400の個別比較が行われた。活動に基づくプログラムの学生に対する科学プロセス試験では、他のプログラムの学生より平均20パーセント単位の改善が見られた（d=0.12）。この改善は、不利な立場の学生で有意に大きく、有利な立場の学生では少なかった。授業実践への影響は、活動ベースと非活動ベースの教室で提示された1,800の科学レッスンの間に体系的に授業実践を観察した12の研究から合成された。結果は、新しいプログラムの教室での学生のハンズオン活動の使用が平均してほぼ10%増加したことを示した。高等説明は9%、講義は7%減少した。 https://eric.ed.gov/?id=ED216870

Weinstein, Boulanger, & Walberg (1982)【革新的なカリキュラムと学力】

過去20年間の革新的な大学進学前科学カリキュラムの学習への影響を評価するため、コンピュータ支援書誌検索システム(BRS)、ERIC Annual Summaries of Research in Science Education,およびDissertation Abstracts Internationalを用いて検索を行った。全部で151の効果サイズを、米国、英国およびイスラエルの19,149人の中高生を代表する33の研究から得た。研究加重分析は、全ての結果に対し革新的なカリキュラムに有意に良好な全体の平均効果量d=0.31を示した[t(25)=2.183、p<0.05]。革新的なカリキュラムにおける生徒の成績は、対照基準と比較して平均で62パーセンタイルであった。署名された比較の表は、81の重み付けされていない結果のうち64が革新的カリキュラムに好ましいことを示した。試験内容の偏り、方法論の厳格さ、学習の種類、および学生の特性について個別に分析したところ、これらのカテゴリー間に有意差は認められなかった。 https://doi.org/10.1002/tea.3660190610

Bredderman (1983)【活動中心のカリキュラムと学力】

メタ分析技術を用いて、3つの活動に基づく初等科学プログラム (科学カリキュラム改善研究、初等科学研究、および科学‐AプロセスアプローチSAPA) の有効性に関する研究を統合した。57件の比較研究では、900以上の教室で結果が測定された。全領域の全体的な平均効果量はd=0.35であった。平均効果量は、科学プロセスのテストがd=0.52、科学コンテンツがd=0.16。平均して、創造性、知性、言語、数学においても進歩が認められた。14のコード化された研究特徴のうち3つのみが報告された効果に関連していた:不利な立場の学生は他の学生よりも大きな利益を得た;アクティビティベースのプログラムに偏っていないテストは、アクティビティベースのアプローチに偏っているテストよりも肯定的ではあるが低い効果をもたらした;公表された報告は未公表の報告よりも影響が大きかった。特定のプログラムの効果は、相対的なカリキュラムの重要性を反映しています。3つの追跡調査では、小学校で活動に基づくプログラムを受け、中学校で伝統的な科学プログラムを経験した学生群は、対照群と一貫して区別できなかった。 https://doi.org/10.2307/1170219

Shymansky, Kyle, & Alport (1983)【新しい科学カリキュラムと成績】

本研究は、学生の成績に対する新しい科学カリキュラムの効果を扱う検索可能な一次研究の定量的合成の結果を要約する。本研究は、45,000人以上の学生を含む105の実験研究の結果を合成し、メタ分析(Glass, 1976)として知られる研究統合のために定量的合成展望を利用した。このメタ分析には、学生の成績の一つ以上の尺度を含む、全部で27の異なる新しい科学カリキュラムを含めた。データは18人の学生を対象に事前に選択した成績測定を行った。このメタ分析の結果は、新しい科学カリキュラムにおける学生の成績の明確な肯定的パターンを明らかにした（d=0.43）。分析したすべての新しい科学カリキュラムにおいて、新しい科学カリキュラムに曝露された学生は、一般的な業績、分析スキル、プロセススキル、および関連スキル(読書・数学・社会・コミュニケーション)において従来のコースの学生よりも優れており、科学に対してより積極的な態度を育成した。総合すると、新理系の平均的な学生は、従来の理系の学生の63%を上回っている。 https://doi.org/10.1002/tea.3660200504

Shymansky (1984)【新しい科学カリキュラムの効果】

科学教育に対する国民の支持は、70年の間に次第に減少し、全米科学財団の科学教育理事会が危機的な状況に陥った1982年初頭には底を打った。このような科学教育の崩壊につながったのは、60年から70年初頭に公的資金を使って開発された科学プログラムが効果がないと考えられたことである。一般的には、新しい科学プログラムはお金の無駄遣いであり、70年を通じて科学と数学の生徒の成績が低下した原因だと考えられていました。しかし、新しいプログラムは効果がなかったのだろうか?これらの結論はどのような証拠に基づいていたのか。私たちは最近、新しい科学プログラムの学生の成績を、より伝統的なコースの学生の成績と比較する25年間の研究の定量的な総合、またはメタ分析を完了しました。新しい科学プログラムは従来のプログラムよりも一貫して効果的であることが分かった（d=0.64）。さらに、生物科学カリキュラム研究(BSCS)生物学がすべての新しい高校プログラムの中で最も効果的であることを見出した。本報告では、BSCS研究合成の詳細を提示し、BSCSプログラムが互いに、また他の科学プログラムとどのように比較されるか、そして種々の学生グループがどのように活動したかを示す。これらのデータは、小中学校の理数科教師の不足に端を発した科学教育支援の最近の動きを考えると、特に貴重であると考えています。カリキュラム開発の次の段階への大規模な投資は期待されていないが、政策立案者や科学教育者は、科学教育を改善するための実用的なモデルを考え出すために、教師の教材の相互作用に注目している。BSCSのようなプログラムの要素をこの探索において考慮すべきであると考えた。 https://www.jstor.org/stable/4447773?seq=1

指導法

Wise & Okey (1983)【指導法と教育効果】

本研究は、「異なる教授法の達成にどのような影響があるか?」という問いについてののメタ分析であり、12の教育技術カテゴリーを特定した。＜質問、待ち時間、テスト、焦点合わせ、操作的、プレゼンテーションアプローチ、質問または発見、視聴覚、教師の指示＞などである。各研究からの76の変数の均一な検査と記録を可能にするために、コード化形式を開発した。試験ごとに1つ以上の効果の大きさを計算し、コード化した。過去30年間にわたる300以上のマイクロフィルム化論文を調べた。約2000のERIC科学抄録をレビューし、適切な研究を得た。最後に、雑誌論文をレビューした。160件の研究に相当する合計400の影響サイズが作成された。全体の主な効果量はd=0.34であり、実験科学教育技術を考慮したすべてのサンプルで、平均して従来の技術よりも標準偏差が1/3改善した。平均効果量も各技術について計算した。20以上の他の変数、例えばクラスサイズ、コミュニティタイプ、および科学主題領域を効果サイズとクロス集計した。 https://doi.org/10.1002/tea.3660200506

Schroreder, Scott, Tolson,Huand, & Lee (2007)【指導方略と成績】

このプロジェクトは、学生の成績に及ぼす特定の科学教育戦略の効果に関する1980年から2004年までに発表された米国研究のメタ分析から構成された。プロジェクトの6つのフェーズは、研究収集、研究符号化、符号器間の客観性の決定、研究を含めるための基準の確立、統計解析のための効果量の計算、および解析の実施を含んだ。調査は米国で実施され、実験的または準実験的であることが要求され、効果量または効果量を計算するのに必要な統計量を含まなければならなかった。61件の研究がメタアナリシスに含める基準を満たした。研究の分析中に以下の八つのカテゴリーの教育戦略が明らかになった(括弧内の効果量):質問戦略(d=0.74);操作方法(d=0.57);材料ストラテジーの強化(d=0.29);評価戦略(d=0.51);照会戦略(d=0.65);拡張コンテキスト方針(d=1.48);IIT(IT)戦略(d=0.48);コラボレーティブな学習戦略(d=0.95)です。これらの効果の大きさはすべて有意であると判断された。回帰分析は、内部妥当性が出版タイプ、研究タイプ、および試験タイプによって影響されることを明らかにした。外部妥当性は、出版年、等級レベル、試験内容または治療カテゴリーに影響されなかった。この研究の重要な意味は、科学における代替教育戦略の有効性を支持する経験的証拠を得たことである。 https://doi.org/10.1002/tea.20212

Horton, McConney, Gallo, Woods, Senn, & Hamelin (1993)【コンセプトマップと成績】

学生の達成度と態度におけるコンセプトマップ（CM）の有効性を決定するための教育ツールとしてのCMの使用に関する文献のメタ分析を行った。教師が作成したマップvs.学生が作成したマップの有効性も、潜在的な性効果と同様に調査した。19の研究の主な特徴を表にし、結果をサンプル、処理と対照群、および実験デザインの特徴に基づいてまとめた。CMは一般的に学生の成績には中程度の正の効果があり（d=0.45）、学生の態度には大きな正の効果があった。達成度の改善は、生物学を内容の焦点として用いた研究でより明らかであり、対照群にプラセボよりも従来の指導法を用いた研究でもかなり強かった。学生が作成した地図は教師が作成した地図よりも効果的ではなかった。 https://doi.org/10.1002/sce.3730770107

Willett, Yamashita, & ANderson (1983)【教育システムの効果】

本稿は、「科学教育で使用されるさまざまな教育システムの効果は何か?」という問いに対するメタ分析の報告である。///このメタ分析で利用された研究は、1950年以降の科学教育の分野で完成したすべての論文の系統的スクリーニング、文献のERIC検索、選択された研究ジャーナルの系統的スクリーニング、レビューされた研究の文献目録の検査を通して潜在的に関連する研究を同定する標準的手順を含むプロセスによって同定された。全部で、コード化された130の研究から341の影響サイズが生じた。すべてのシステムで生成された平均効果サイズはd=0.10で標準偏差は0.41であり、このサンプルにおける革新的な教育システムは、伝統的な科学教育よりも標準偏差の十分の一優れた性能を生成したことを示した。しかしながら、特定の種類の教育システムは、この全体の結果とは異なる結果を生じた。平均効果サイズも出版年、出版形態、等級レベルおよび主題によって計算した。 完全習得学習（d=0.64）、PSI（d=0.60）、個別指導（d=0.17）、協力指導（d=0.06）、CAI（d=0.13）、視覚補助教材（d=0.02）、プログラム学習（d=0.17）。 https://doi.org/10.1002/tea.3660200505

Atash & Dawson (1986)【個別指導カリキュラムの効果】

学生の成績に対するISCSプログラムの効果を評価するために多くの研究が行われてきた。矛盾する結果に基づいて、ISCSの影響に関する一般的な結論に到達する作業は、実際には困難であった。本研究は、学生の成績と態度に対するISCSの効果を扱う集団研究を定量的に統合するためにデザインされた。重み付き平均効果量はd=0.09であったことから、ISCS学生の成績は従来の科学コースの学生の成績よりも0.09標準偏差高かった。試験デザインは効果の大きさの変動の有意な割合を説明したが、器具の種類と器具の信頼性は説明しなかった。 https://doi.org/10.1002/tea.3660230502

Lott (1983)【帰納的教育アプローチの効果】

このメタ分析では、帰納的教育アプローチと演繹的教育アプローチの比較、および事前オーガナイザーの使用という2つの研究分野を検討した。この試験では、1957~1980年に実施された39件の試験の128の特徴をコード化した。コード化変数には、treatmentの特徴に関する57の特徴が含まれ、12は結果の属性に関するものであった。研究方法論、サンプル特性および指導経験のような側面は、全ての研究に対して共通の測定基準を用いて、治療効果との関係に関して定量的に検討した。平均効果サイズを計算し報告した。（d=0.06） https://doi.org/10.1002/tea.3660200507

Shymansky, Hedges, & Woodworth (1990)【探究的指導の効果】

1960年代と1970年代に開発された科学プログラムは、学生の認知尺度の成績を改善し、科学に対する態度を高めるのに一般的に有効であった（d=0.27）。しかしながら、再分析は有意に陽性であるより少ない基準クラスタ平均効果を示した。他の変化は平均および平均効果サイズとその精度に見られた。 https://doi.org/10.1002/tea.3660270205

Taconis, Ferguson-Hessler, & Broekkamp (2001)【問題解決学習の効果】

1985年から1995年の間に発表された実験的研究論文を分析することにより、科学問題解決のための効果的で革新的な教育アプローチを検討する。著者は、知識ベースとスキルベースから成る、効果的な科学問題解決に必要な認知能力のモデルを使用する。フィードバックやグループワークなどの学習条件も分析します。研究者は40の実験を記述する22の論文を同定し、それらを定量的または相関的な方法と系統的な定性的方法で分析した。結果は、効果的な教育アプローチが知識ベースの構造と機能に焦点を当てているが、戦略の知識と問題解決の実践に焦点を当ててもほとんど効果がないことを示している。学習条件については、学習者自身の問題解決プロセスと製品を判断するためのガイドラインと基準を提供することが、問題解決スキルを獲得するために重要であることが分かった。グループ作業は、ガイドラインやフィードバックのような他の変数と組み合わせない限り、プラスの効果をもたらさなかった。 https://doi.org/10.1002/tea.1013

Bowen (2000) 【共同的な学習の効果】

本論文の目的は2つある。最初に、指導的介入が特定の学生の成果に及ぼす定量的影響の全体的な推定値を与えるために、定量的文献レビュー(メタアナリシス)がどのように実施できるかについて概説した。第二の目的は、高校と大学レベルで化学を教えるために協同学習を用いる研究を調べることによって、そのような文献レビューがどのように行われるかを説明することである。この分析は、共同学習が大学レベルの科学、数学、工学および技術(SMET)コースの達成に及ぼす影響に関する以前に報告された研究を拡張する。この分析によると、従来のコースでは生徒の成績の中央値は50パーセンタイルであったが、共同学習環境では生徒の成績の中央値は14パーセンタイル・ポイント高かった（d=0.51）。 https://doi.org/10.1021/ed077p116

Firman, Ertikanto, & Abdurrahman (2019)【探究に基づく科学学習】

このメタ分析は、学生の探究スキルを改善するための努力における探究に基づく科学学習の有効性を記述することを目的とした予備研究の結果である。観察法によるメタ分析の研究と15誌のジャーナルの分析、バルト海沿岸のデータベースのジャーナルにおけるGoogle検索エンジンを用いた文献レビュー、ERICジャーナル(教育資源情報センターとGoogle Scholar)。分析の計算は平均効果サイズ(ES)を使用し、研究サンプルとして論文を分析し、Cohenの基準に基づいて分類した。データ解析の結果、平均効果量はd=0.45であった。教育レベルとジャーナルにおける研究者の国の間の変動は、アメリカで最も高く、スコアはd=0.88であり、小学校レベルでの効果量は大きかった。本研究の全サンプルの分析に基づいて、探究に基づく学習は、各教育レベルでの科学学習の発達と学生の探究スキルの改善に使用できると結論した。 https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1742-6596/1157/2/022018

テクノロジーの活用

Aiello & Wolfe (1980)【CAIの効果】

この方法を伝統的な科学教育の講義法と比較した30の個別化科学教育研究のメタ分析結果を報告した。分析した研究は、効果サイズを計算できる測定も含んだ。個別化指導の五つの方法を同定した: (1) オーディオ‐チュートリアル指導(AT)（d=0.21）、 (2) コンピュータ支援指導(CAI)（d=0.42）、 (3) 個別化指導システム(PSI)（d=0.42）、 (4) プログラム指導(PI)（d=0.27）、 (5) 個別化の特徴を含むが前の四つの方法の一つとして容易には同定できない研究のための組合せカテゴリー（d=0.35）。効果の大きさに基づいて、個別化された指導は、研究されたすべての方法に対して従来の講義アプローチよりも効果的であるように見えた（）。報告された所見は、この試験が報告時に完了しなかったことを示す予備的なものとした。 https://eric.ed.gov/?id=ED190404

Bayraktar (2002)【CAIの効果】

このメタ分析は、コンピュータ支援指導(CAI)が、伝統的な指導と比較して、中等および大学の科学教育における学生の成績にどのように効果的であるかを調査した。108の効果サイズをもたらす42の研究からd=0.273の全体の効果サイズが計算され、典型的な学生はCAIを用いたときに科学において50パーセンタイルから62パーセンタイルに移動したことを示唆した。本研究の結果は、学生対コンピュータ比、CAIモード、治療期間などの研究特性がCAIの有効性と有意に関連することも示した。 https://doi.org/10.1080/15391523.2001.10782344

Onuoha (2007) 【大学での科学教育におけるICT環境の効果】

ナイジェリア大学では、持続可能な開発を達成するために情報通信技術のICTを効果的に利用することが、サービス提供におけるより良い選択肢であることが特に推奨された（d=0.26）。

LeJeune (2002)【コンピューターシミュレーションを用いた指導の効果】

本研究の目的は、科学教育における学生に対するコンピュータシミュレーション実験の効果に関する既存の研究からの知見を統合することであった。40の報告からの結果をメタ分析のプロセスによって統合し、学生の達成度と態度に及ぼすコンピュータシミュレーション実験と双方向ビデオディスクシミュレーションの影響を調べた。結果は、より伝統的な学習活動を用いた学生と比較して、コンピュータシミュレーション実験および双方向ビデオディスクシミュレーションを用いた学生の、低レベルおよび高レベルの両方の達成において有意な正の差異を示した（d=0.34）。保持、課題に対する学生の態度、または教育方法に対する学生の態度に有意差はなかった。本研究の知見に基づいて、コンピュータシミュレーション実験および双方向ビデオディスクシミュレーションは、特に伝統的な実験室活動の使用が高価、危険または非実用的な場合に、学生の科学における学習を強化するために使用されるべきである。 https://dl.acm.org/doi/book/10.5555/935935

中村・山根・西内・雲財（2019）【テクノロジーを活用した理数教育の効果】

本研究では、数学・理科教育における技術活用の全体的な効果を推定した。効果量を定量的に統合し、日本の初等・中等・高等教育課程における数学・理科の授業での技術活用のデータを収集した。先行研究から抽出した 11 論文の効果量を統合した結果、平均効果量は g=0.40 であることが明らかとなった。この結果から、理科教育における技術活用の効果量は小から中程度であり、他の教育方法と比較して効果量が大きいとは言えないことが明らかになった。さらに、追加分析により、研究間の異質性、使用目的によって効果量が異なることが明らかになった。 https://doi.org/10.14935/jssej.43.82

その他

DeBaz (1994)【宿題の効果】

本研究の目的は、メタ分析アプローチを用いて、科学の達成度、認知的推論、および科学的態度の測定に対する様々な学生の特性の影響に関連する、以前の定量的研究の知見を更新することであった。さらに、研究結果と方法論的変数の間の関係の大きさを調べた。この分析には、1980~1991年に米国の7年生~12年生の学生を対象に実施された研究が含まれている。この研究に含める可能性のある147の文献のうち、77の研究をメタ分析のために保持した。本研究の知見は、研究の成果尺度と性別(男性を好むこと)および人種(白人を好むこと)の間に有意な効果が認められたという以前の研究を支持する。研究の結果測定値と、父親の教育、母親の教育、計画と願望、宿題の時間、および家庭での教育項目の利用可能性を含む環境変数との間には、正の関係が認められた。また、本研究の成果尺度と学力、科学能力、一般能力および認知的推論能力との間には、かなりの正の関係が認められた。さらに、研究の結果測定値と科学に対する態度および科学学習に対する態度の両方を含む態度指標との間に正の関係が認められた。方法論的変数と関連した研究成果の効果の大きさの調査は、出版物の形式、割り当ての種類、効果の大きさの値を計算する方法、年齢レベルおよびグレードレベルの間で有意差を明らかにした。宿題の効果はr=0.19（d=0.39）。 https://eric.ed.gov/?id=ED377079

Engaleman, Neuhaus, & Fischer (2016)【科学的推論】

科学的推論のスキルは研究者だけのものではなく、私たちの日常生活において情報に基づいた意思決定を行う上でますます重要になっている。これらのスキルはどのようにして促進されるのでしょうか?科学的推論を支援する研究の現状は、介入研究を含むが、初等から中等教育までの科学的推論を促進するアプローチの統合的分析を欠いている。このメタ分析は、実験的および準実験的研究における30の介入から得られた効果サイズを評価し、科学的推論に対する介入の中程度の平均効果を示す（g=0.71）。介入は、あらゆる年齢層において、科学的発見、科学的議論、または科学の本質を首尾よく促進する。モデレータ分析は、建設的で相互作用的な学習活動で設定された介入が、正の効果を生じるが、実質的には違わないことを示す。メタ分析は、含まれる研究の数により制限されるが、科学的推論は成功的に促進できると結論でき、どの特徴が教育的介入に有益であるかを示す。物理（g=0.59）、生物（g=1.19）、化学（g=0.54）。小学校（g=0.78）、中学校（g=0.63）、高校（g=0.80）。 https://doi.org/10.1080/13803611.2016.1240089

雲財・山根・西内・中村（2020）【批判的思考】

本研究の目的は、日本の科学教育における批判的思考に対する教育的介入の全体的効果を評価することである。493人の被験者を含むき、11の研究を見出した。この分析は、 (1) 平均効果量の推定値が、g=0.29であること、 (2) 効果の大きさと調整変数(例: 学年、科目、教授法)の間に関係が見られないことを明らかにした。 https://doi.org/10.14935/jssej.43.353

Schwichow, Croker, Zimmerman, & Höffler (2016)【条件制御能力】

科学的探究の核となる要素は、対照実験から得られた証拠を評価し、その証拠を仮説や理論と関連づける能力である。変動制御戦略(CVS)は,学校科学と科学リテラシーの基礎であるが,実践または指導なしでは日常的に発展しない。このメタ分析は,学生のCVSスキルを増加させるために少なくとも部分的にデザインされた72の介入研究からの所見を要約する。単一研究からの多重効果サイズを扱うためのロバストなメタ回帰の方法を用い,異常値を除外することにより,著者らは平均効果サイズg=0.61(95% CI=0.53~0.69)を推定した。著者らのモデレータ分析は,設計特性,学生特性,指導特性,および評価特性に焦点を当てた。認知的葛藤の使用とデモンストレーションの使用の2つの指導特性のみが,学生の成績と有意に関連していた。さらに、評価手段の形式は、研究結果間のばらつきの主要な原因として特定された。科学プロセススキルと将来の研究の教育と学習への影響を論じた。

中村ら（2020）【国内の理科授業実践の効果】

本研究は、理科授業における介入研究の期待効果量をメタ分析により明らかにすることを目的とする。日本の各都道府県の教育センターのホームページから介入研究を収集し、平均効果量を算出し、媒介効果を検討した。定量分析の結果、多値項目の平均効果量は g=0.594 [0.557, 0.630] (k=626, N=9122)であった。モデレータ分析では、地質学領域の学習に対する効果量が比較的低く、各種学力指標に対する効果量に差があることがわかった。さらに、今後の研究に必要なサンプルサイズを決定するための基礎的な統計情報を提供した。 https://doi.org/10.14935/jssej.44.215