70人
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図6。21応用の局面・問1（1）〜（4）
108
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図6−22 応用の局面・問2
問1は、直列・並列回路における各部分の電流の強さを問う問題である。モデ ルを通して電流の振る舞いを推論すれば、どの部分でも一定ということが想像で
きるのではないかと期待した。また、並列回路は未習であるが、特に水のメタフ ァーを持った子どもについては、推論可能でないかと考えた。
結果は次の通りであった。全国公立中学校性と約1000名の調査結果34と比
較した。
問1（1） 正答 誤答
全国公立中学校生徒
650 350
調査対象小学校校児童
69 17
8． 21＞Z20．01 （6． 64）
問1（2） 正答 誤答
全国公立中学校生徒
100 900
調査対象小学校校児童
14 72
3． 32〈Z20。05（3． 84）
問1（3） 正答 誤答
全国公立中学校生徒
358 642
調査対象小学校校児童
54 32
24． 5＞κ20．01 （6． 64）
問1（4） 正答 誤答
全国公立中学校生徒
358 642
調査対象小学校校児童
54 32
1． 24〈Z20．05（3． 84）
109
（1）と（3）に関して有意な差が出た。子ども達にとって（3）は経験済み の事象であり、（1）はそれについでイメージのわきやすい事：象であろう。この 二つの事象が出てきたときに、回路の電流は一定であるということは特に教えた わけではなく、ただ単に事象の記述をしただけであった。それにもかかわらず、
このような結果が出たことは、子どもがメタファーを通して事象を記述し、概念 的な葛藤を経ながら、電流概念を発展させてきたこと。そして、その電流概念を 明確に構造化したモデルを受け入れていることなどが要因のように思える。
（2）と（4）は有意な差は見られなかった。これらに関しては、モデルに当 てはめて考えてみたが、うまく写像できなかったのであろう。モデルを生かして 考えてみようという投げかけはしていたので、積極的にモデルを通した推論を行 ってはいたのだろうが、並列回路や明るさの違う豆電球には、どのようなモデル の要素が対応し、どのような関係が成り立つのかイメージできなかったのではな
いだろうか。
いずれにしても、特に回路の各部分の電流の強さのことを取り上げて指導して いなかった子ども達だが、中学校で電流に関する学習を終えた子どもも含んだ中 学生1000名よりも、一面では概念的に発展している可能性がある。
次に問2である。こちらは正答を出せたのは、わずかに2名であった。水モデ ルで考えると、水の通り道が枝分かれしている状態を想定すれば、この問題は以 外に簡単に解けるような気がする。しかし、子ども達は比喩的な推論にそれほど 熟達しているわけではないようだ。電熱線の発熱に関しては、うまく推論できた が、並列回路への変換は容易ではなかったようである。
誤答の中で特に多かったのは次のようなパターンである。
図6−23 誤答例1
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図6−24 誤答例2
これらを見ていると、彼らがこれらを解こうとしたときに、あまりモデルを活 用していないのではないかと思われる。提示したモデルのうち、この課題を解く のに水流モデレレを活用した子どもには解けるだろうと期待した。しかし、実際に はどのモデルを活用したかに関わらず、正答率は非常に低かった。
これは、モデルの選択以前の問題で、モデルを通して推論するということがど ういうことなのかが未だ十分理解されていなかった、いわばモデルの応用方法理 解の問題であるように思われる。つまり、子ども達は一度モデルを通した予測の 経験はしたものの、他に適用するまでには十分応用方法を理解したわけではなか
ったと考えられる。
モデルを使って推論するには、ターゲットドメインとベースドメインの要素の 関係付けだけでなく、それぞれの領域の各要素同士の関係付けも必要となってく る。子ども達の概念においては、そうした構造化が未だ十分でなかったと言える
だろう。
5 授業実践の考察
第2次授業のねらいは次のことであった。
①科学的な電流概念への転換をどう図るか明らかにする。
②メタファー表現を予測の段階に位置づけることの効果を見定める。
111
③比喩を生かすという前提に立った時、どのような授業がベターか考察する。
④提示する電流モデルを開発し、有用性を見極める。
現段階で、このうちの②と④に関して考察が可能であるように思われる。①は 次表において事前・事中・事後のデータを比較しながら、③は第7章において第
1次授業と比較しながら述べるのが適当であろう。
（1）予測の段階への比喩的表現の位置づけについて
第1次授業では、子どものメタファーを生かす場面を、事象の解釈の段階に位 置づけた。そこでは子ども達が自分なりに電流の振る舞いをメタファーを通して イメージし、曲がりなりにも科学の営みの一部を経験した。しかし、その一方で 自分の描いた電流の振る舞いのようなものがあるかどうかは確かめようがなく、
中には半ばおとぎ話のような記述をする子どももいた。
第2次授業では、このような成果と課題を受けて、予測の段階に位置づけるこ とを考えた。ただし、子どものメタファーをそのまま生かしてと言うよりも、メ タファーを通して理解したアナロジーを活用するという違いはある。
予測の段階に位置づけた最も大きな理由は、その後に確かめる活動が位置付く ことである。1次授業では、自分の見方の確かめようがなかったことが、子ども のメタファーをあらぬ方向に導いてしまった原因の一つだと考えた。では、自分 の考えを観察・実験で確かめてるようにしたらよいのではないか。そこでは、自 分の推論が正しかったのか、間違いであったのかが確かめられる。正しかったな らばその見方の地位は上がり、間違いであったならばその地位は低下する。そう した活動を経験することで、比喩的な推論のあり方や有用性を子ども達は学んで いくことと思う。当然、子ども達のメタファーも徐々に構造化され、アナロジー 的・モデル的になっていくのではないだろうか。
第2次授業では実際に、次のような予測の段階での推論を行った。
モデルを通して例えば水流と電流のアナロジー関係を構築する。そこから中立 的アナロジーに関して、肯定的アナロジーをもとに推論する。例えば、「もし電 流が水のようなものだとすると、電流が強くなるというのは水が速く流れるとい うこと。すると、水車が速く回るようになる。電流に話を戻すと、このことは電 熱線が熱くなるということである。」というような推論である。
子ども達はこうした推論に慣れていないため、ワークシートを用意した。これ は子どもの推論が少しでも論理的に行われるよう工夫したもので、空欄に何を書 き込めばいいかを考えることが、アナロジー的推論につながるようにした。
使用したワークシートは次のようなものである。
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〈予測に関するワークシート〉
電流を強くすると、発熱のしかたはどうなるだろうか。
※モデルを通して予想してみよう。
ア 水のようなもの
◎もし電流が、 イ ビー玉のようなもの ウ チェーンのようなもの エ その他〔 〕 電流が強くなるというのは、
何 どうなる