総合的考察と提言 - 生徒の力学学習における潜在カリキュラムについて

5・1結論

5・1・1子供の科学と教科書の科学のずれ

これまでのことにより次のように結論付けられる。子供たちにはすでに力学を学習前に日常生活体験から得られた根強い先行知識があり、その知識は大まかにある方向性を持っている。そしてその方向性を示すものとして潜在カリキュラムと呼べるものが存在する。

それは学校カリキュラムが教えたい事を意図して作られたのと同じように、見たままの体験の中から彼らに先行知識を与えるものであり、彼らの先行知識は中世の科学者たちの考えにそっくりである。またその意味からも人間の感性で捉えたものといえる。

この潜在カリキュラムは子供にとって学校生活も日常生活の一部と考えれば学校カリキュラムにも影響を受ける。しかしそれは潜在カリ．キュラムの幹を変えることがなく教科書によって複雑に枝葉を増やしたり、潜在カリキュラムの理解の度合いをより深いものにしたりするような補助的な役割でしかない。結果として中学校での力学教育が目指すものが根付かず、彼らの先行知識が残ることになる。それは教科書のカリキュラムが、特に力学に限っていえばニュートン的パラダイムを教授するものであり、中世のビュリダンやそれ以前のアリストテレスのパラダイムとはターンがいうように不連続にずれていることに対応する。

子供たちが後者のパラダイムに近いものを持つことは調査から明らかであるわけだからターンのいうように革命的なシフトが行われなければならない。つまりビュリダン的パラダイムからニュートン的パラダムへの飛躍的な概念の転換が行われなければならないことにな

る。

それはこれまでの教育の考え方を改めなければならないことであり、妥当な教材を正しいカリキュラムで正しく教えれば子供は正しく理解するというのが当てはまらなくなるのである。なぜならそこには階段の段差を極力小さくして一歩一歩というような連続性に近い考え方があったからである。2つの違うパラダイムがある場合に一方からもう一方へ移すにはそのずれている部分に簡単に橋を架けるようにはいかない。ターンやファイヤーアーベントがいうように2つのパラダイムは共約不可能だからである。例えていうなら教師が使うr力』

の意味と子供が使う『力』の意味が違うのである。教師はこの事を強く心に留めておかなければならない。

力学教育がニュートン力学を教授するのを意図としているのであるならば教授ではなく概

念変換を図る方法を考えなければならない。先にも述べたが潜在カリキュラムの基盤は『筋肉の緊張の感覚』と『運動する物体には力が働く』とする静的自然観であることはいうまでもない。『筋肉の緊張の感覚』はまさに力の象徴とでも言うべきものである。これが内側から感じることができるものであるために『力を出して走る』というような例で分かるように内在する力を以って動力源という力をイメージするものとなっていると考えることが出来る。

これは子供の自然の発想であり日常生活の中で体験している。設問4で力の所在がどこにあるかは関係が無く外側から働く力の場合でも、内側から働く力であっても特に問題が無いことが分かる。ニュートン的パラダイムからいえば力は外力のみが効くことは明らかであり、

このようなこともまさに共約不可能性なのである。

彼らは『人が走る』も『自転車が走る』も同様に内在する力を考えていることが伺える。

言葉とは得てして人間中心である。運動する物体にはどのような力が働くかは全く見ることが出来ないので、自分に置き換えて考えることは考え方の基本であるような気がする。

次に静的自然観についてである。『止まっているのが当たり前、力が加わっていないので止まっている』という考え方が基本的に間違っていると誰が思うのであろうか。ニュートンでさえも絶対静止系は信じていた。『物体を動かすためには力が要る、動いている物体を止めるためにも力が要る』この事は体験できる。連続的な考え方をすればその途中に力が働いているというのは理にかなったことであり何ら疑う余地が無い。静的自然観も見たまま感じたままに科学を考えるならば当然のことだし、決して疑う余地の無いものである。むしろ動的自然観である『動いているのが当たり前』という考え方の方が一見自然の理に反しているような気がする。しかし動的自然観がパラダイム転換の重要な点であり決して切り離す事の出来ない部分である。私たちはこの概念変換が可能な方法を見つけなければならない。このようなことが中学力学教育はその意図するようになかなか子どもたちの中に浸透しないと結論付けられる主な理由である。

5・1・2子供の力学における認識の具体的なずれ

（1）速度と力の混同

ではいったい具体的にはどのような内容が子供たちと教科書の中でずれが生じているのであろうか。はっきりしていることが幾つかある。その第1番目は速度と力の混同である。

正確にいえば運動量との混同である。しばしば彼らは『速度は力に比例する』と答えるし，

ほとんどの生徒は『ものに力が働けばものは動く』と答える。教科書が教えるところによれ

ば『物体に力が働けば物体は動き出す』である。言葉が似ているので間違いやすいが重大な差がある。むしろ言葉が似ているので子供たちの先行知識を深める可能性があるし、教師も生徒も伴に納得して（納得している内容は違うのであるが）次へ進む可能性がある。またここで速度というものにも実体論的なイメージが彼らの中に育っていないことが読み取れる。

未学習の生徒に『速度とは？1と尋ねてもあまりはっきりした答えが得られなかった。教科書の中に速度の定義はしてある、『どれだけの時間にどれだけの距離進んだかという割合』

（大日本図書、今回の調査した学校で使用してるもの）である。割合は計算で出すものであり具体的に距離と時間がわかれば計算できるが、それが実際にはどういうものかということが子供たちにははっきりしていないのが現状である。

（2）力の範疇が大きい

子供たちの力の範疇が大きいことは前に述べたとおりである。特に未学習の場合は日常生活の中で、多くの意味で使われている例えば『物事を判断する力』とか『力が足りずに試合に負けた』とか、『視力』、『聴力』などもよく使われる。力という言葉の使用がさまざまであるならば力に対するイメージもさまざまで色々なものを想像していく。従って理科の学習においてもさまざまな力の性質を持ち込んでくるのである。先に述べた『力の優位性』、『力の特異性』、『力の特質性』などがそれらに入る。

理科でいう力は一義的であり、すべての力は物体に対して同じ働きをすると考えている。

そのことが子供はつかめていないし、教える側もはっきりさせない傾向がある。しかしこのことは力学を学ばせるときに確実にしておかなければならない点である。『仕事』という学習をする場合には理科で使うその定義をはっきりさせ、日常用語のそれとは区別する『力』という言葉も同じことがいえることがはきりした。

（3）力のベクトル的性質

力のベクトルとしての性質において、子供たちはスカラーとして捉えがちであり向きをあまり考慮しない。力を数量化する時にベクトルの概念は切ることが出来ないものである。しかし、中学の数学では学ばないベクトルを理科で取り上げて、はたしてその内容を理解できるものだろうか。彼らが学んだ算術はスカラーを扱うものしか行われたことがない。そのために数量化したものは比較の基準が出来るのであり、○○が△△よりも大きいとか、小さいとかいうことが最大の焦点になるのではないか。実際に子供の科学の中に『大きい力は小さい力より強い』というよくある日常生活の概念があれば大きさしか見ない。また誰でも初め

て出てくる概念はなかなか定着し辛い。長年彼らが考えていた数学とは違った一面を持つベクトルの内容がそう簡単に身につくと思う方が無理なのかもしれない。

そして力の持つ向きのはたらきについての認識が定着していない現実がある。だから指導要領で『図形的にも理解させる』とある。しかしどうも平行四辺形を書く事ばかりに集中しがちであり、力のベクトル性を意識させる方に焦点が合っていないような気がする。対角線の方向を間違えたり、もう一方の対角線に矢印を書いたりする事が多いのはそのよい証拠というべきものではないだろうか。

（4）重力

重力はわれわれが日頃体験しながら意識することが全くない。しかし小さい頃から『地球は丸い・地球の重力のために我々は落ちない（地球から離れることはない）』と教え込まれてきている。こういうことは、今までの議論とは全く逆のことであり、日常体験から自然に得られたことではなく、人為的に教え込まれたものである。もちろん大人から教え込まれるのも彼らにとっての日常生活の一部である。そしてこの意識された重力は彼らにとっていろいろな意味を与える。

まず静力学においては静止の原因であり、子供の科学によればこれを超える力を与えなければ物体が動き出すことが出来ない目安である。一方、動力学においては動力源（進行方向にかかる力）を削っていくものである。また彼らにとって静力学と動力学では同一の考え方は無

く分けて考えられる。

さらに重力の大きさがどこでも一定と考える生徒が未学習の場合には少なく、高いところもしくは低いところのほうが大きいと答える。この理由は前者が「高いところがらものを落とした方が襲撃は大きい」と考えることが最大の原因で、後者は地球の重力と万有引力が等しくそれを磁石の力と同じように考えたことの表れである。もちろん重力の大きさが一定というのは地球表面上での近似であるわけだから万有引力の法則に従えば低い所の方が大きいわけである。この教育的誤差というものの取り扱いも難しさを感じざるを得ない。このことは、また動力学における直線運動などの時にも、抗力によって打ち消される重力は特に彼らの脳裏にリンクしてほしくないものであるにもかかわらず、数名の生徒は必ず重力をイメージする。確かにここには教える側の一方的な期待があり、ここにも彼らの背景を考えない今までのカリキュラムがうまく行かなかった原因があるようだ。

このように子供における重力の側面はかなり複雑なものであり、それはすでに今までに培われてきているものである。従って「最も身近な力だ」といって、落下運動などの取り扱い

ドキュメント内生徒の力学学習における潜在カリキュラムについて (ページ 93-109)