重さ 園口
••
長さ 口・・口・・・ 口 ふ れIjl高 ‑口園口 口・ 口
個 数 1 1 1 1 3 1 1
得 点 3 5
重さ ‑口・・・
長さ 口口・・・
ふ れIllffi ‑・口・・・ ‑口
個 数 3 1 1 1 1 2 5 I
得 点 5
重さ ロ・・・ 口・ロ・口 長さ ‑口・・ 口口・口回 口 ふ れ 幅 ‑・口 ‑ ロ・・・・
個 数 1 1 2 1 1 2 1 1 1 2 1 1
得 点 3 6
重さ ‑口 口
•
長さ 掴口・・・口・ 口 ふ れ 幅 口園田園口園田 口
個 数 1 1 2 2 I 1 1
得 点 3 5
重さ ‑・口・
••
‑口口・長さ ‑口・ 口・口 口
・
口・口 ふ れIllf B
..・園田口口 ‑・・口・個 数 2 3 1 1 2 1 1 1 4 1 1 2 1
得 点 5 5
重さ 口・ ・ ‑・口・ 長さ 国
‑ ・・口 ふ れIjlm 口・・口口 田園田口
イ回数 2 2 1 1 1 3 1 1 2 I
得 点 6 4
「圃」は、 荷 重 がー1.0以下、 「口」 は、荷重が
1
.0
以上、「個数」は、そのパターン数、 「得点」は、合計得点
実験 2の 後 実験
3
の 後口 ‑口
口
3 3
5
9
口・・・口
‑口 口 口 ‑口
‑口園田園
2 2 I 3 I 3 3
5
9
園口・口・
口・口 ・ ‑口
‑口口
1 1 3 1 2 3 3
5
9
口 ・・・ ‑口口 口・
‑ 口園口
• ••
•
1 2 1 1 1 1 口・ 口3 回・・・・1 1 1 1 1 13 4
‑ 田口‑・口 口圃・口
••••
‑・・口‑口・・口・ ‑口 ・
5 2 1 1 1 I 1 4 1 3 1
5 5
口 ‑口
口 口・・口
1 I 3 '1
5 8
図 4 . 3 ‑ 1 1
各 変 容 パ タ ー ン に お ける特徴検出パターンの例7 8
容 パ タ ー ン
B
の中で、変容ノぞターンs l
と8 3
は 、 途r l r
、特徴検山ノマターンの数の大 き な 減 少 が み ら れ る が 、 た い て い の 生 徒 は 、 長 終 的 な パ タ ー ン 数 は や や 多 いo8 3
に 示 し た 例 は 、 合 計 得 点 を 含 め て 考 え る と 、 最 終 的 に1 I
日j
だ け 、 ふ れ11I品が刷J U J
に 関 係 す る と 考 慮 し て 誤 っ た と 考 え ら れ るo1 3 2
に つ い て は 、 途 中 、 パ タ ー ン 数 の 増 減 が 多 少 み ら れ る 程 度 で あ り 、 最 終 的 に は パ タ ー ン 数 は や や 多 いO全 生 徒 に お い て 、 特 徴 検 出 ノ マ タ ー ン の 数 が 、 笑 験 ご と に 減 少 す る 傾 向 に あ る 生 徒 は
4人 、 実 験 ご と に 増 加 す る 傾 向 に あ る 生 徒 は l
人 、 減 少 し た り 増 加 し た り す る 生 生 徒 は2 6
人 、 ほ と ん ど 変 わ ら な い 生 徒 は3
人 で あ っ たO 以 上 の こ と か ら 、 特 徴検出ノぞターンの数が一定 の 方 向 で 減 少 す る と い う よ り 、 実 験 を 通 し て 減 少 し たり 増 加 し た り し て 変 容 す る 生 徒 が 多 い こ と が わ か るO
そして、全問正答者になる生徒もt¥
l
の よ う に 、 実 験 に 対 応 し て 変 容 す る 生 徒 は3
人 、 実 験 に 対 応 し て い な い 生 徒 C¥t2
、A 3 )
は1 5
人 で あ るO 変 容 が 実 験 に 対 応 し ていない生徒が多し1か ど う か二項 分 布 検 定 を 行 っ た 結 果 、 変 容 が 実 験 に 対 応 し て い な い 生 徒 が 多 い こ と が 明 ら か に な っ たC N = 1 8
，x = 3
，p = O . 0 0 4 )
0C 4
) モ デ ル か ら の 考 察今回の調査では、
3
つ の 条 件 に つ い て の 実 験 が 終 わ る 笑 験3
の 後 に 、 飛 躍 的 に 全 問 正 答 者 数 が 増 加 す る の は 当 然 と い え る 結 果 で あ るO つ ま り 、 村 井 (8)の 研 究 にも み ら れ る よ う に 、 あ る 段 階 で 、 飛 躍 的 に 全 問 正 答 す る 生 徒 が 増 え て い るO また、
同 じ く 村 井 が 指 摘 し て い る 「 被 験 者 の 認 識 過 程 は 作 業 仮 説 を た て な が ら 進 ん で い く 」 こ と に つ い て は 、 次 の こ と を 考 え る 必 要 が あ るO 作 業 仮 説 と い う と一般 的 に 論 理 的 ス テ ッ プ を ふ み な が ら 、 と い っ た 印 象 が 強 いO しかし、本研究の結果では、
特 徴 検 出 ノ マ タ ー ン の 数 の 増 減 か ら 、 各 実 験 後 に お い て 、 問 題 に よ ら ず 条 件 の 考 え 方 が一定 で あ る 場 合 も あ る が 、 問 題 に よ っ て 条 件 の 考 え 方 が 異 な る 場 合 が 多 い 。
こ の こ と か ら 、 作 業 仮 説 を 立 て て い る と し て も 、 そ の 仮 説 が 論 迎 [ 内 と い う よ り 、 全 体 的 な も の で あ り 、 部 分 的 に は 論 理 的 矛 盾 が あ る よ う な も の も 多 い と 考 え ら れ るo
以 上 の よ う に 、 実 験 を 通 し た 学 習 過 程 に お い て は 、 変 容 ノ マ タ ー ン
A l
で 示 さ れ た 生 徒 の よ う に 、 各 実 験 に 対 応 し て 論 理 的 手 順 で 知 識 が 変 容 す る 生 徒 は 少 な いO方 、 そ の 他 の 変 容 ノ モ タ ー ン の よ う に 、 各 実 験 に 対 応 せ ず 、 し か も 、 問 題 に よ っ て 考 え 万 が 一 定 し て い な い よ う な 知 識 変 容 を 示 す 生 徒 が 多 いO そして、変容ノミター ン
A 2
、 t¥3
の よ う に 、 各 条 件 に つ い て の 実 験 を す べ て 行 い 、 各 条 件 の 結 果 が す べ て 明 ら か に な っ て か ら 、 全 実 験 に 対 応 し た 問 題一般 に 通 じ る 考 え 方 を す る よ う に な り 、 最 終 的 に 全 問 正 答 に な る と い っ た 生 徒 が 多 い よ う に ， 忠 わ れ るO つまり、いく つ か の 実 験 を 通 し た 知 識 の 変 容 に は 、 各 実 験 に 対 応 し た 変 容 も み ら れ る が 、 全 尖7 9
験 を 通 し た 大 き な 変 容 が あ る と い え るo
以 上 の こ と か ら 、 全 体 的 処 理 の 変 容 は 、 各 実 験 結 果 に 対 応 し て 逐 次 変 容 す る と い う よ り 、 す べ て の 実 験 結 果 が 明 ら か に な る と 大 き く 変 容 し 、 全 問 正 答 に な る 生 徒 が 飛 躍 的 に 増 え る こ と が 明 ら か に な り 、 全 体 的 に あ る 程 度 ま と ま っ た 情 報 に よ
っ て 科 学 的 な 自 然 認 識 に 変 容 す る こ と が 考 え ら れ るO
8 0
第
4
節 て ん び ん の 認 識 に 関 す る 分 析調 査
4の目的
本 調 査 で は 、 て ん び ん 教 材 を 対 象 に 、 モ デ ル の 構 築 と 分 析 法 、 お よ び 生 徒 の 全 体 的 処 理 の 特 徴 を 明 ら か に す る こ と を
H
的 と し たO て ん び ん 課 題 は プ ロ ダ ク シ ョン シ ス テ ム で 表 現 で き る 単 線 型 の 処 迎 で 解 答 を 行 う の が一般 的 で あ る が 、 そ れ が で き な い 生 徒
ー
の 全 体 的 処 理 に 注 目 し たO て ん び ん 課 題 の 単 線 型 の 処 埋 に つ い て は 、 既 に 、 シ ー グ ラ ーCSiegler ， R . S . )
(9)が 、 手 続 き 的 知 識 か ら 明 ら か に し て い るO2
調 査4の 方 法
C
1 ) 調 査 問 題調 査 は 、 シ ー グ ラ ー の 研 究 を 参 考 に 、 図
4 .4 ‑ 1
に 示 し た 問l
r‑‑..‑問8
の8
問 よ り な る て ん び ん に 関 す る 質 問 紙 を 用 い たO 各 問 題 と も 、 て ん び ん が 「 左 に 傾 く 」 、「右に傾く」、 「つり合う」の
3
つ の 選 択 肢 の 巾 か ら 答 え を一
つ 選 ぶ も の で あ るO そ れ ぞ れ の 問 題 の 形 式 は 表4 .4 ‑ 1
の よ う に な っ て い るO 問l
r‑‑..‑問3
は 左 右 の お も り の 重 さ 、 あ る い は う で の 長 さ の 少 な く と も 一つ が 同 じ で あ るO 間4、問 7は 、 お
も り の 重 さ と う で の 長 さ の 大 で あ る 方 が 、 左 右 の ど ち ら か一方 で あ り 、 お も り 、 あ る い は う で の ど ち ら に 注 目 し て も 、 正 し い 選 択 肢 を 選 べ る 比 較 的 や さ し い 問 題 であるO 問5、 問 6、 問 8は 、 お も り の 重 さ と う で の 長 さ の 大 で あ る 方 が 、 左 右 に 分 か れ た 問 題 で あ り 、 モ ー メ ン ト の 考 え 庁 を 必 妥 と す る 比 較 的 難 し い 問 題 で あ るO
表
4 . 4 ‑ 1
調 査 問 題 の 形 式問 題 おもり うで
問 l 同 司￨
問
2
左 大 同問
3
同 左 大問
4
右 大 イィ大 間 5 左 大 ホ 大1 1 } ] 6
右 大 左 大!
悶 7
左 大 左 大 問8
右 大 左 大8 1
。〈の問 l~ 問 8 のてんびんは、左右のどちらに傾きますか、 あるいは、つり合いますか。ア~ウの中から答企一つ選び、 記号に
O
をつけてください。￨ 出
l
間4
T
間5 I T D f F e I : U 6 '~"'I'T
日二コ 亡三二コ