安価または入手しやすい材料で作る分子模型と構造模型を開発しています。材料として、厚紙・電子部品・日用品・玩具などを使っています。模型にしてきた分子と構造はさまざまです。開発した模型を使って最先端の化学(科学)を主に高校生と大学生に紹介・解説しています。

暗号理論では、今後大きな脅威となりうる量子コンピュータに耐性をもつ新しい暗号基盤の開発研究を行っています。また、それらの安全性を理論的・実験的に調査することも大切であり、特に多変数公開鍵暗号では「ＭＱチャレンジ」という暗号解読コンテストを主催し、以下のようにウェブサイトで問題を公開しています。

また、これまでの単純な機能を持つ暗号だけではなく、様々な機能（暗号化された状態でも足し算ができるなど）を持つ暗号の研究も行っています。
整数論では、Langlands予想やArthur予想といった未解決問題と関連する保型表現の研究を行っています。

統計的手法、特に回帰問題に対する手法の開発に取り組んでいます。またそのプログラム（パッケージ）の作成を行っています。回帰問題は説明変数と応答変数の期待値との関係（回帰関数）を推定する問題です。応答変数に影響を与えている説明変数を選択する手法に興味があります。回帰関数にパラメトリックモデルを仮定する場合とノンパラメトリックモデルを仮定する場合のそれぞれにおいて、変数を選択する方法を研究しています。回帰分析は、例えば共分散分析において、因果効果の推定に使われています。開発した手法を因果推論に応用する研究も行っています。

46億年の地球史の中で、生命がどのように誕生し進化してきたか、フィールドワークを中心としたアプローチにより解読を行っています。とくに真核生物や多細胞動物の進化に着目し、イギリス・中国・ガボン・モンゴルなどでの地質調査、層序の復元（岩相・化石・年代測定）および古環境の復元（化学分析）に基づき、生物進化に必要な条件の解明を目指しています。また、地学教育分野では、野外での多角的・自発的な観察を再現する「VR巡検」教材の開発に取り組んでいます。

可換環論の対象であるコーエン・マコーレー加群は1986年にアウスランダーによって「個数の有限性とそれを定める可換環の幾何学的な性質」の関係が見出されて以来、代数幾何学と多元環の加群論を結ぶ重要な対象として研究されています。コーエン・マコーレー加群は有限次元多元環上の有限生成加群の自然な高次元化にも位置付けられ、私はコーエン・マコーレー加群の加群論（環上の線形代数）的側面に興味を持って研究を進めています。
現在、コーエン・マコーレー加群の圏に関手圏を用いて幾何学的構造を導入し、幾何学的な構造からコーエン・マコーレー加群の表現型について研究を行っています。

生徒が主体となる授業展開や発問の工夫など、理科が好きな子どもと、理科の授業を心から楽しめる先生を育てるための理科教育のあり方などを研究しています。

　総合的な探究の時間や各教科の探究活動が学習指導要領に盛り込まれ、各学校で実施されるなど、21世紀型学力を育成する学習活動として児童生徒が仲間と協力して探究的に学ぶ教授学習方略が注目されています。また、GIGAスクール構想によりICTの活用がこのような学習活動の場面に求められています。
　私は、このような時代が求める教育活動である探究的な学びの実践事例をもとに、その効果的な教授学習方略の研究を行っています。特に情報科では実習が重視され、生徒が主体的にICTを活用して学ぶことで「情報理論」や「情報倫理」「プログラミング的思考力」「情報活用の実践力」を身につけるような学習教材の開発と指導案の蓄積が待たれているところです。高橋研究室では、このような教材を開発し、実践の事例を分析することや、その効果を検証する基となる児童生徒の資質・能力を測定する方法について研究を進めています。

　これからの社会を創り出していく子供たちが、社会や世界に向き合い関わり合い、自らの人生を切り拓いていくために求められる資質・能力を育成することを目的とした、理科の授業及び教師に対する研修に関する研究を実証的に行っています。
　主体的・対話的で深い学び(いわゆる、アクティブ・ラーニング)を実現できる理科の授業デザインの開発と評価の研究を行っています。
　協働学習を支援するソフトウエアと一人１台のタブレット端末を活用した協働学習支援システムの開発研究を行っています。

技術科教育に求められる授業形態や新たな課題の発見など，より効果的で有用な授業の在り方について，更なる探求に努めたい。また，ものづくり教育の研究としては，ものづくりの楽しさを実感し，生徒や学生の主体的な学びに向けての意欲や熱意を高め，より努力することへと繋げ，創造力・集中力・実践力を育み，教育的に大きな効果をもたらす教育方法を探求したい。

近代とそれ以前を切り離したのが識字としてのリテラシーであるように、現代とそれ以後を切り離していくのは情報に関わるリテラシーではないのでしょうか。特に、環境革命の時代としての今日の社会において、人類が抱える深刻な数多くの環境問題を情報処理によって解決を試み、意思決定を行っていく必要があるため、統計教育の充実の緊急的必要性に対して、一層重みを付けることができます。
我が国の統計教育は数学教育カリキュラムの中に位置付いており、統計データの統計量を求めるなどの知識・理解が強調される傾向にあります。このことは、統計領域以外の領域（幾何・代数・解析）において知識・理解が強調されてきたという事実が、統計領域にも影響を及ぼしている可能性が仮説的に指摘できます。したがって、文脈を含まない厳密性を中心とした幾何的・代数的・解析的発想から転換した、文脈を含む合理性を中心とした統計的発想によって、機械論的アプローチでなく生命論的アプローチを展開することが可能になります。
　微分積分を中心としたこれまでの数学教育カリキュラムを、統計を中心とした数学教育カリキュラムへと変換を図ることが研究目的となります。その方法論として、Wittmann(2001、p.5)による学問知と実践知間を往還する教授単元（本質的学習場）と呼ばれるもの（右の図）を土台にします。

【東北アジア初期農耕文化の考古学的研究】

　先史時代に中国ではじまったイネや雑穀の栽培は、朝鮮半島を経由して日本列島に広がったと考えられています。水田、畑、灌漑などの農耕技術をもった人々の移住により、農耕が広がっただけではなく、各地域の従来の文化も変わっていきました。土器の微細な製作技術の違いに注目し、当時の移住・農耕拡散・文化変化の過程について研究を進めています。

【文化財の三次元計測】

　考古資料や博物館資料をはじめとする文化財を対象とし、フォトグラメトリやX線CTなどの三次元計測を用いた研究を進めています。

【日本と韓国の博物館学芸員資格制度】

　日本や韓国の博物館学芸員や資格制度の比較を通じて、それらの特徴や社会・文化的背景について考えています。

形式的研究と機能的研究の二つの視座を融合させた「バランス理論」という独自の文法理論を提唱し、その可能性を追求しています。特に、なぜ移動が起こるのか、移動のターゲットになる要素はなにか、着地点はどこなのか、なぜ自由に適用されないのか、移動後の文法性が相対的に変化するのはなぜか、などの移動に関する様々な問題を「バランス」というキーワードを使って考察しています。また、移動以外にも、焦点が関与するバランスのとれた安定構造という概念が重要な役割を果たす現象を発見し、その解明に取り組んでいます。専門領域以外では、英語の語源、英語のことわざのような歴史的観点、文化的観点の楽しさを味わうこともテーマにしています。

グローバル化が益々進む現代社会で、英語は国際言語として重要な役割を果たしています。特に理系学生は専門や将来の職業上で必要な英語力を主体的に学ぶ姿勢が必要になります。
そこで、学生が自己の専門や将来のキャリアで英語を使用する姿を想像し、探求力や思考力を育てることを目的として、内容言語統合型授業(CLIL)を実践し、学生が英語を学ぶ姿勢にどのような変化があるのかを研究しています。また、理系学生が英語学習を論理的に学べるような授業の進め方についても研究しています。

In my classes I use a textbook but also have the students communicate in English. Listening practice is also focused on. If a student is unable to listen he or she will not be able to communicate. The goal of the class is to get the students to be comfortable communicating in English.
There are many new different ways to have students communicate including Facebook, Line and other SNS. It is important to look at which ones help students improve their motivation. Do different class activities increase or reduce students’ motivation? These are some of the factors I want to look at.

困難な過去は、『大量の死』にまで至るような破局的な事象であり、被害は死者だけでなく生存者（サバイバー）にも及びます。これは、戦争や公害の被害、ハンセン病の隔離政策や公害の被害などが当てはまります。そして、その被害は複雑な加害―被害関係をはらむため、事象の『解釈＝意味づけ』が立場により分裂しやすく、経験の継承が難しいという問題を抱えています。私は、協働やESDの概念を元に、対話できる場を作り、パブリックヒストリーの実践を行い、困難な過去の経験継承の研究を深めています。

私の専門分野は中国近現代文学であり、現在はとりわけ中国語圏におけるSF小説を中心に研究を進めています。
SF小説は一見すると現実から乖離した空想の産物のように捉えられがちですが、実際には現実社会との深い関係性を内包しており、しばしばその批評的反映として機能しています。私の研究においては、SF作品における「F（フィクション）」の側面以上に、「S（サイエンス／社会）」の側面、すなわち科学的・社会的想像力に注目しています。
現在の研究の主軸は、中国内陸部、台湾、香港といった中国語圏におけるSF小説に描かれるユートピアおよびディストピアの表象です。
SFというジャンルは、ユートピア文学の系譜を継承しつつ、近代以降の急速な科学技術の発展と社会的変動を背景に、未来社会に対するさまざまな構想を提示してきました。
こうした作品群において構築される仮想社会は、単なる空想ではなく、現実世界のディストピア的状況に対する批判や、代替的社会秩序への志向を含んでいます。
したがって、中国語圏のSF小説を通じて、現代社会が抱える課題に対する批判的想像力や、未来における人間社会の可能性を探ること――それが私の研究の核心となっています。

英語教育学を専門とし、中学･高等学校等での教授実践経験から、どのようなアプローチを行うことで英語学習者がその語学力を向上させることができるか、また自律した英語学習者になりうるかということについて、各学習段階別にさまざまな観点から研究を行っています。
例えば、大学のような高等教育段階においては「情報収集」としてさまざまな文献を読む必要がありますが、その際どのような点(文法、語彙、背景的知識など)に留意して読み進めると効果的に情報収集を進めていくことができるか、またそれは学習者特性によって変動はあるのかといったことを解明したいと思っています。また、動機づけや理解促進のツールとして、あるいは英語を苦手とする学習者へのリメディアル的アプローチの手段として、音楽や映画などのメディアをどのように英語教育に効果的に取り入れていくかについても研究を行っています。
加えて、C. K. Ogdenが「発見した」としている”BASIC English”は当時の国際化を視野に入れて英語の持つ言語的特徴を巧みに取り込んだもので、時を経てもその発想と成果は今でもとても有意義なもので広く影響を与えています。このBAISC Englishの発想を基に、英語非母語話者向けの学習教材を将来的には作成できたらと考えています。

ダンス学習において、学習者が捉えるイメージと動きについて研究しています。また、身体表現を引き出す指導法について研究しています。創造的な身体表現の実現へ向けて、学習者がどのようなイメージを感受・想起するか、どのような動きがあらわれるかなど、イメージと動きの関係について検討しています。また、今後、ダンスを含む運動・スポーツにおける、学習者の学びや指導法の研究を、発展させたいと考えています。

　外国語の学習を含め、様々な学習の場面において学習意欲の向上が効果的な学びにつながると言われています。特に外国語学習においては、環境や学習経験が学習意欲に密接に関係していると言われています。どのような学習体験が高い学習動機につながるのかを明らかにし、効果的な授業の枠組みの構築を目指しています。
また自身の授業実践について、自分で、または他者と協働して振り返ることで、授業改善につなげられるよう、教師養成課程や外国語教員のためのFDにおいてどのように振り返りを行うかを研究しています。

　現在、日本国内で広がっている国際バカロレア（IB）教育の効果に関する研究をおこなっています。
(1)IBにより英語で数学学ぶ高校が増えてきているので、その効果や課題に着いて調査研究を行っています。
(2)IBで重視されるICT活用についてどのような効果や課題があるのかについて研究を行なっています。
(3)IBの実施により、高校の先生がどのように変わっていくかについて調査研究を行なっています。
　 IBの実施で得られた示唆を、一般の学校にどのように活かすかということに関心があります。