本研究では大腸菌をバイオアッセイとして用いることにより，紫外線の殺菌作用を可視化できる教材開発を検討した．本研究の独自性は，非病原性大腸菌株（Escherichia coli DH5α株）の希釈液を噴霧ボトルから寒天培地に噴霧後，半分をアルミ箔で覆い，紫外線や太陽光を照射し，24時間37°Cで培養後の生育をパラメータとして殺菌作用を可視化した点である．培地への大腸菌の植菌法で，噴霧ボトルからの噴霧法は先行研究では行われていなかった．この噴霧法によりコロニーの均等な拡散を実現できた．またアルミ箔や紫外線カットフィルムで覆った領域をコントロールとすることで太陽光と太陽紫外線の照射の有無によるコロニー数の比較が明確になり，太陽光に含まれる紫外線の殺菌作用の可視化と定量化が実現した．また，晴天時と曇天時の紫外線量の違いも明確に可視化ができた．

本研究で開発した教材を高校生対象の講習会で実践した結果，生徒の紫外線の殺菌作用に対する理解の向上が確認できた．さらに，講習会に参加した教員に対する調査結果から，この教材を活用することで生徒が主体的に研究テーマを設定する探究活動において有用であることが示唆された．

鉛直投げ上げ運動をしているボールにはたらく力に対して多くの生徒が誤概念をもっている。物理概念には図やグラフなど多様な表現形式があるが，生徒がどう一貫して理解しているかを調査する研究はあまり行われていない。本研究では R-FCI を参考に，生徒の表現間の一貫性を調査した。結果，上昇中，最高点到達時，落下中の 一連の運動において解答パターンは 24 通りと多岐にわたり，約 99％の生徒が図の解答とグラフの解答に表現間の一貫性はなかった。生徒は誤概念だけでなく異なる表現での理解に困難を抱えていることが判明した。