NII-Electronic Library Service 理数研
授
業
研究会資料
生 徒
の 発達
に お け る 関 数 の 理解
に関
す る 調 査 研究
一 現実
的な事象
のつ ながりか らみ た関数の理解の発達 一 共立女子中学校
久
保
良宏
1
.本
調査
研究
の 目的
生
徒
が現 実的な事象か ら関数を発見したり関数か ら現実的な事象
を解釈す
るこ とは,数
学の場面におい て 関数 を発見 したり解釈するこ とより も難
しい の では ないか と思わ れ る。 しか もそれ は, 前者にっ いての 指導
が日常
の授業
で充分
になされて いないか らでは ないか と考
え られ る。そ こ で,
「数学の 場面におい て 関数を発見するこ とは学
年
と ともに理 解が深まるが, 現 実 的な事
象 と関数 とを関
連づけて考察
することは,学年間
で大 き
な差
は ない 」という仮
説 を立てた。本 調査研究の 目的は,現実的な事象か ら関数 を発見 した り,逆に, グラフ, 式 表とい う関数の 表現 か ら現 実的な事象 を解釈するとい う “
関数
” と “社会
や自然
” といっ た現実
的な事象
との関係
に着 目
した調
査問
題 を開
発 し,調査
分析
を行
い,上
記の仮説を検
証 し, 中学校及び高等学校の関数指導の問題 点を明 らかにするこ とにあ る。なお, 本調査研究では, 先行研究 と して,
国宗
(1987
),磯
田(1990
)
,宮
川(
1998
)の論
文 を参考にして い る。 D また,本
研究は筆者
の所属す
る研究会
での議論
が背
景にあ る。 2)2
. 調 査 の方
法(
1
)
調査 用
紙
生
徒
が関数
と現実的
な事象
をどの ように捉え理解
し て いるかを明らかにす
るた めに,次
の2
っ の視 点から 調査
問題を
開発す る。1
) 第1
の視 点:数学 と現実 的な事象
ア.
数学
の場面
か ら関数
を読
み取るイ.現
実的
な事象
か ら関数を
発見するウ.関数か ら現実的な
事象
を解釈
するアはすで に数 学の 舞台にあがっ てい る
場面
であ ア イ ウ a問
3
問
4
問
8
,10
b
問1
問6
問5
C問
7
問
2
問
9
一172
一 N工 工一Eleotronlo LlbraryNII-Electronic Library Service るが, イ,ウとの比
較
の ために これを設
けた。2
)第
2
の視点
:関数
の表
現 a . グラフb
.式c
,表そして, こ の 第
1
の視
点第
2
の視点
を組
み合
わせて前
ペー ジの よう
な[
アーa]
〜[
ウーC]
の9
っ の カテゴ リーを考
える。調査用
紙
は, この9
っ のカテ ゴ リーの いずれ かにあて はまる10
題 (ウーaは2
題 )の調査問
題と,生徒
が数
学にっ い て どのような意識 を持
っ てい るかを問
う6
つ の質問
か らなっ て い る。 これ らは全て中高校
の どの学年
にも共
通であ り, その ため調査問
題の中
には未
習の関 数関係
やグラフや式
などが含
まれて い る。なお,
他
の大規模
調査と比較
す るた めに, 調査
問題の中には国立教育研 究所 「基礎学
力 調査」(
1992
)の 問題
2
問が含
まれてお り, また質問 は 「IEA
第
3
回国際数学
・理科教
育
調 査」 (1996
)の生徒質
問紙の一部 を用い て いる。 3)回答方法は, 調査 問題は
5
肢選択,質問は4
肢選 択である。 また調査時間
は約
30
分
で あ る。 (2
) 調査対象調査対象
1
ま 東京都の2
っの私立中学高等学校 (A
校,B
校)の 生徒であ り,A
校
は, カ リキュ ラム, 及び, 教 師の人事面において完全 な中高 一貫
教育
が ゆ るや かに実施
されて い る学校B
校は, 完全な中高
一貫
教育校
である 。各学校
の中学
1
年
か ら高校
3
年ま
での 生徒を調査対象と したが, 高校2
,3
年にっ いて は 理 系 (i
)と非
理系
(li
)に分
けて 調査を行
う。 た だ し,B
校
においては, 学 校の 事情により,高
3
, 及び高
2
理系
の調査 は実施
して いない。 (3
} 分析の方法各
調査
問題
につ い て, 学年別 (中1
〜高
3h
)の反応率
を算出す
る 。さらに
中
1
か らes
3
li
まで の隣
り合
う学年及
び高
2
のi
,li
,高
3
のi
,li
の正答率
の 差にっ い て5
%有意水準で カイ2
乗検
定 を行
う。なお,
質問
の結果
につ いての分析
は,細 幅
の 関係で 別の機会に報告 したい。3
.研
究
の結
果(
1
)
調査 時期と調査対 象生徒数
調査の
時期
はA
校
が平成
10
年
9
月初旬
,B
校
が平成
10
年
12
月下旬
であ
る。調
査対象
生徒数
とその数
ぽ表
一1
の通 りであ り,A
校
692
名,B
校
764
名の合計
1456
名
を対象
とした。な お,
本論
では調査
問題の結
果 と分析
につ いて述べ ,質問
につ い ての結果
と考察
は,紙
面 を別
に して述べ る。 一173
一 N工 工一Eleotronlo LlbraryNII-Electronic Library Service 表一
1
調査対
象 生徒
とその数中学
1
年
A
校
B
校
95
名166
名
中学
2
年A
校
B
校92
名
168
名中学
3
年138
名
160
名 理系
A
校
B
校
168
名
鯀
A
校
B
校
21
名
高校
1
年
A
校
B
校
94
名195
名
高校2
年
非
縣
A
校B
校
62
名75
名
高
校3
年 非縣
A
校
B
校22
名
(2
) 調査問題 調査問題 (2
節で考察
する質
問 も含
む)は, 次頁
の 通 りである。 一174
一 N工 工一Eleotronlo LlbraryNII-Electronic Library Service . 「 1 . 1 餉 1 。 ゆ ニ レ 耐 野 ゆ p ニ コ 壌 e > 、 曲 幻 e 日 vQN 。 ゆ 弔 砲 坦 麺 翻 駁 ゆ 刃 p ρ 刊 「 〉 痴 噸 e 偶 る 掣 eN 。 ゆ. 噌 W 壥 e 属 琶 垣 e > . 欄 鵡 eO 鎚 N 。 二 尽 忖 巧 り ゆ 雌 凵 ; る 坦 e > . 蜘 刈 e 綴 る N 。 ゆ 盻 「 曇 粳 釈 N } 臼 心 り 却 ◎ “ け δ る 埋 e > 尸Nrv コt 嶋 1 「 ...... 〉 No \、丶\. 々σ 眠 胸 覆. 。 二 憎 如 吋 樽 P 曜 心 脚 P ぐ 趨 〇 一 Φ 灸 昏 e 旧 〜 尸 S 録 . 困 却 り ゆ 吋 二 心 灸 h い 黙 eU 。 極 悩 ⊃ 給 る 【 い 抵 湿 “ % e 樟 需 認 羅 ( 。 ぐ 卸 悩 9 総 並 臨 嶺 e < 麗 . 並 蛾 叶【 渾 瓰 . 姻 朴 仔 ) < 田 砲 「 ご コ く 二 響. ρ ド 」 遡 蔑 砲 齢 鰲 西 二 」 竺 く 屮 ♂ レ 」 遡 興 飽 目 蘓 屮 姻 肚 cっ 拏 坦 − 砲 「 ご 並 く ゆ ニ レ 」 遡 瞳 φ e 目 凝 . 砲 二 」 さ く 乎」 レ 」 遡 暝 姻 O 蠡 P 姻 丗 q 鄭 匝 . 3 杓 聰 V レ 」 く 旧 腎 示 嘱 e 慧 . 並 以 罪 ゆ 癒 ” 】 謎 e 悼 出 e 嶷 曖 柳 駿 〔 脚 想 e ζ 嫡 廿 凶 . 鄭 霞 〕
N工 工一Eleotronio Library Servioe 08 尸 . 頃 80 卩 . サ 80 , aっ 08 . e導 ℃ cヤ・ 8 . ・ . , , 鴎. のo 四 卜 o 引 頃 り 頃. o 旧 PoN 〉 凵 射 口 鴫 艘 曜 畄, O 彊 e 申 曾 ℃ 曾 O 鵠 . 尸 . 。 二 棚 μ 配 觚 P 呼 阯 幗 . P 受 噌 O 尸 Φ 灸 晋 e 渦 〜 一 e ト 困 鋼 旧 懾 旦 P 盻 U 卜 。 恒 蝿 ⊃ μ 13 一 10 刊 e 仰 刈 飼 唯 P 粥 四 瞳 竃 e 》 勺 N 、 切 勺 畏 ⊇ → E > 尠 醐 寵 e 塩 e 申 . { N 砲 鋩 圖 捉 い 艘 Pn 眠 皀 ー ハ “ 叺 。 恒 P い Ψ V 二 P 曜 碧 P 蕊 媚 e 尉 1 . P 匡 O 峭 O 逓 P 懾 畫 四 e 奄 ⊃ 並 . 並 帽 萋 1 ( “ 鰍 e 笹 鞭 叩 電 〔 〜 謖 巨 〕 」 一 + mX 一 + Nx 一 + 一 INx 尸 ー 「 訟 ゆ 盻 」 「 翻 ゆ 櫓 」 「 諏 ゆ 盻 」 「 駁 ゆ 噌 」 「 凝 ゆ 揖 」 尸Pt ev)t 旧 ・ 。 . 一 即 “ 喫 惚 P 呼 国 轣 . P ぐ 趨 o 卩 心 る 丹 e り 〜 一 e 慰 則 e φ ゆ 悩 加 レ 総 ρ 幻 o 屮 , レ 」 刃 湘 19 擬 鍾 e 醇 e12 。 貝 2 悩 曲 P 遭 . る 。。 8 る 曾 e ト . 刃 ゆ ‘ < 姻 一 心 る 曾 9 刊 . 喚尸 ‘9 る ↑ e ト . 却 ゆ 轟 く 飽 O 愛 “ 曾 e 刊 . 》 彊 「 ー ’9’ Q 曾 e ト 一 幻 噂 # く 砲 一 − 心 桑 曾 e 覗 . 》 脅 。っ 1 邸 る ↑ e 」 − 一 却 ゆ # く 如 四 1 Φ’ 倶 曾 e 爿 。 卜 描 ⊃ 電 セ 爬 娵 榊 ゆ 恒 細 欄 心 還 並 ゆ 曜 劍 困 悔 欄 長 e 飜 . 却 い % e 粹 〔尸 調 巨 〕 . ( 「 」 並 n 壇 。 3 初 聖 V レ 」 < 闢 砲 呻 眠 . 眇 賭 膤 週 . ( 「 O 」 尊 驪 O 圏 e 犖 匝 ) K い へ . 「 の 」 犁 喧 . 「 マ 」 判 = 姻 ) 丗 卦り 一 嶷 畉 ゆ 鑒 弔 嶷 霞 驪 踵 e り . 私 慢 。 極 レ 中 O ρっ 二 “ 二 喫 . コ 誼 酋 即 婁 ◎ 。 二 杓 V ド 喫 榊 卩 JU 園 砲 噌 り 喫 」 恥 朴 μ P 懾 仁 り φ レ 帥 椏 二 艶 ニ レ o 恥 、 英 極 懾 ⊃ 頤 刔 ゆ 心 4e ゆ 二 暑 二 P 昏 恥 契 懾 楚 ド p 紹 μ 靄 誼 。 二 杓 袒 〉 〕 , ぜ 即 P ψ 囎 、 P ぐ 籾 p 【 心 灸 仔 e 申 。 朴 怪 9 癒 Y “ 州 e ヨ 『 鰻 い 剛 小 灸 仔 e マ 〜 [ . 刃 e ψ 稀 鮒 〇 一 小 る 仔 e の 〜 冖 掣 ゆ 襞 。 尸 」 枸 詑 VPJ < ” 示 柘 二 縛 喫 製 諠 砲 弋 ’9 即 讐 . 9 翼 旺 沖 麩 e 崋 鹸 . レ で 極 掣 即 塾 厂。 ’ 袖 聖 V レ ∂ 即 嬰 P ぜ 准 V 邦 . } 飛 ぐ 掴 惴 9 心 賦 匪 掣 ” 一 黶 岱 e 紳 韻 鍾 襭 購 e リ e [ く 匝 丹 萋− ⊂隠 Ouo ]
圓
一175
一NII-Electronic Library Service 漁 P 酔 田 ー マ ー 。 ゆ 麺 〉 國 る 拘 朋 Q 捜 e い エ 、 h . 並 P 暫 , 頃 。 ゆ 電 U 湊 慶 」 暉 e己 「 曜 E 藁 い ヱ 入 h 一 並 PH 却 O . 寸 。 ゆ 二 P ⊃ → コ 響 回 一 困 刊 匝 配 製 い − 入 h . 埜 P 慨 魯 心 萇 卜 . °5 。 二 解 U 怐 製 O 謝 e い Z ハ h . る 代 e 曲 却 eO ρ ⊃ % 卜 . N 。 嚀 二 P2 響 回 斗 困 」− 瞬 圧 鍾 い 並 ハ h . 琶 P 悦 ヤ 心 る ト . 卩 「 。 二 怐 幇 曜 一 P ぐ 鮒 〇 一 “9 る 什 e 頃 〜 一 e ト 即 e 炉 二 」 周 . P 二 〇 巳 於 〜 」 嬢 e 爿 h い 尽 。 ト 螂 コ 如 巨 10 柘 e 仰 、 刈 ゆ 恒 凵 卜 恥 黙 四 瞠 窓 e 刈 悔 寵 弔 謹 壇 二 茸 S ( 〈 ) い ユ 八 狛 . ⊃ 勺 砲 恤 確 eP 悦 ( 〈 ) い ー ハ h 心’ 飛 旧 智 巳 馨 卩 翼 . 細 謹 歯 り 一 思 攣 。 “ 当 」 悩 崎 レ 曜 龍 P 二 〇 U 嘲 憎 霜 e ( 〈 〉 い エ λ he ∩ 二 e 仔 eU 。 恒 悩 ニ レ ニ P 二 〇 弋 憎 V 剥 る ( 終 ゆ 嘱 Ψ Q く ) い 」 λ h り → 曜 配 e Ψ . 並 12 一 叫 躍 竃 e 掣 圓 痢 〔 °。 頃 邑 1 ρっ ー 「 一 。 ゆ 総 P 単 ne 殉 魍 紀 臼 9 軸 二 幻 煦 . 尊 怐 層 e 曲 刈 哩 90 薦 U 旧 裂 , 鴎 冖 … ・ 綿 総 p 鯉 頃 e 諠 歯 ゆ 套 『 忖 逼 野 ゆ 顧 踉 ・ 三 … 。 ゆ 如 〉 剛 細 鍾 O 契 る 謹 壇 . 掣 餐 踏 ゆ い 埋 e 却 U 諦 尸 “「. … 。 ゆ 喧 PD 曜 犁 費 晋 ゆ 縞 鞭 e ゼ U 尸 . N . … 。 二 奏 ‘9 £ 剿 赴 杓 製 ゆ 頑 槻 . 「 〇 二 絢 如 曜 蜘 冊 P 晩 旧 鯛 。 翼 丿 悦 ⊃ 喬 轟 る 刃 U ゆ 盻 V 臼 瞳 匪 10’ 一 紹 鼬 Ψ % 鵜 . 型 U 誕 e > 刃 一 契 」 悩 2 四 簿 膩 舗 刃 齪 砲 ミ ー 醤 69 桑 引 圜 e ミ beEO8 恟 崕 . b 鮒 O [ る 督 S 頃 〜 冖 e 」 − 砲 刃 り ゆ’ q 轟 29 粂 帽 eU 一 X 頃 11 》 尋 ゆ 飼 却 ゆ 抑 鞭 E 》 11 一 竃 ” 小 る レ $ ⇒ 郭 コ 細 鮗 姻 ミ ー 結 、 皿 ゆ 電 二 麺 二 P 二. 璽 e 哩 欝 調 誕 〕
N工 工一Eleotronio Library Servioe
」 〇 四 の m ト , マ O 宀 . の 8 卜 ‘ 5 . ■ : : ρり 9N 卜 一 寸 鎌 e 畿
趨
甜 e 糞 出 ρ 尸 O , N o . 尸 … 。 二 怐 如 曜 駟 P 常 口 脚 、 P 弋 艘 OP ’9 る 仔 e り 〜 一 e 」 − 姻 坦 ゆ 悦 逆 レ 帰 凵 ← 。 ト 慨 ⊃ 如 凵 “ % e 構 e 靼 コ 瞳 謹 e 邸 諏 椅 e 韓 慮 “ 臣 幻 鉦 e 襲 快 悶 、 幻 ゆ ト 凵 # 踏 侭 囈 P ¥ 窺 巳 鰯 如 ‘ 申 一 ⊃ 摯 砲 殿 杓 凶 H 和 轟 出 “ 卜 . り 一 10 崛 e 図 e 仰 〔 卜 認 霾 〕 … 』 × マ 〉 ・ m 」 N × ゆ x マ ヤ 寸 … 周 NX 尸 11 > . °っ NX 智 × 一 11 > . 囚 NXN × 冖 11 》 F. … 一 . ・ ・ … . … : . : . . . ・ … … . … … … … . ・ ・ … … ・ ・ … ・ ・ … ・ . ・ ・ …. …. … . . . … ・ . . . . . ・ . . . . . . . . . . . . . 団 。 二 憫 “ 耐 袍 レ 吹 留 . P ぐ 触 O 尸 Φ 灸 丹 e の ー 尸 e ト 困 情 ゆ’ 一 レ ⊇ 榔 〉 ⊃ 日 砲 瞳 課 S 》 対 N 。 ” 」 」 悩 ゐ P ⊃ 郷 P 個 砲 瞳 駅 e 母 〉 刈 N . レ 」 刈 題 〉 皰 袖 陵 e 搾 e 翻 却 認 e 転 . 回 浸 W 鍼 回 ゆ 霜 . 鍾 ぐ 悔 宀 粂 痴 。 紀 」 悩 」 け 尋 り ゆ レ 湫 詣 砲 怐 燮 e 搾 e 翩 袖 翼 o 事 . 曜 絆 勺 ゆ ゆ 穀 “ 曜 悩 」 肩一 ‘ 室 週 回 O 側 . 鍾 ミ 切 十 皐 唸 . 12 一 e い 懾 ⊇ ー− 一 堽 レ ρ 羇 り 一 ゆ % ゆ 沿 申 Vq 鴫 b 刃 ぐ 顧 曲 困 踏 e り 。 叔 」 懾 ⊃ 壮 W 湛 eN い 令 e 曜 轤 翻 副 . P 擡 e 凄 侭 日 静 翻 叔 eE 旧 る 榔 噴 e 倒 一 P 琶 尸 る 恤 勵 〔 O 頃 E 〕 「 「 . 」 Ut ヒ マ 一176
一 齟 」 」 o N P 广 。 二 W 繕 曜 和 P 啝 留 P ぐ 閥 〇 一 。 灸 恒 P # 淘 e 頃 〜 尸 e 尽 怨 ト い 黙 二 噌 ρ 唄 い ρ U ト 攣 e Ψ . 刈 極 踊 Uh い 抵 鯉 卵 絶 還 σ 艘 e 踏 鯉 . μ o 喝 砲 謎 譽 喫 o 賀 e ’9 る 匪 く 皀 温 軽 、 困 巨 竄 U 舞 娠 叩 。 畏 ∂ 懾 翩 ニ レ 」 り 紹 顧 エ ー 』 KO 払 」 無 り 一 倉 喫 ゆ 悦 到 掣 寄 o] S 尽 . ゐ 製 レ ⊥ 1 加 Ke 艘 − 龜 e 申 . b 椴 砲 ユ ー bK ぐ 蟹 《 翼 並 冊 冒 e Ψ 。 紀 」 悩 ⊃ 駅 翌 砲 寄 く V 硬 研 贇 〔 マ 黜 躍 〕NII-Electronic Library Service ロ. 1 ゆ 生 K. マ 曲 曇, 二 心 卿, 尉 二 ’9 働 K, ” … 。 ’ q 柯 P 二 79 惘 る 朴 P 舶 な る 射 鎌 並 捉 麺 唸 〔 製 認 冨 」
瞞
め 〔 量 巨 言 7: 鱒ou °J 1 1 の ー ゼ騨
d喝
ゴ 。 二 扣 録 層 細 P 堂 留 . b 藕 〇 一 即 e ρ 二 JH 。 ’ O 卜 P 韋 ‘ < e 勾 . 並 e ゆ 鐸 15 一 函 録 い 崛 e 仰 . 却 ゆ 恒 且 h い 黙 砲 瞳 誣 e 怐 賭 e 蚤 ρ < 弔 竃 壇 . 荊 刔 e ” 。 飼 悩 曲 二 P ‘ く 画 曇 O ト 劇 D 匝 論 庸 凵 葛 り 。 b 悦 ⊃ 盻 る 韋 ご 《 e5 淫 怕 凰 〔 9 目 讐N工 工一Eleotronio Library Servioe
… 二 如 喬 鱒 ゆ Ψ 〉 翼 “ 場 》 二 “ Q 暎 ゆ 申. 的 16 頤 ゆ 申. N −0 瞬 串 Ψ V 嵋 0, 一 目 。 二 翌 」 娘 幣 並 ゆ ‘ 悌 る 瀞 ρ 遇 申 鞐 翻 一 巌 卑 § 。 ゆ 緯 P 『 O 属 製 朝 恋 嘱 想 尋 ゆ 挿 司 超 o 創 副 幡 e 乍 9 凵 町 腐 尸 。 ゆ 如 V 曲 K 馳 代 曜 響 e 姻 窶 知 憑 ゆ 掣 h 喫 坦 砲 蚤 . 讐 媼 享 嘱 裾 e 町 爬 一 。 ゆ ニ レ 」 竈 戯 型 型 U 咽 着 慶 堰 . 暢 一 碯 菰 劇 紹 e 町 村 一 。 ゆ ニ レ 」 醸 封 選 愚 巳 鰹 旧 S 旧 顕 e 諺 煮 咽 . 製 個 詐 骨 期 e 町 侃 一 。 ゆ’ 一 レ 」 風 封 迦 壺 凵 副 ロ e 鵠 曽 咽 、 並 醐 轟 斡 圃 e 町 侃 尸 尸Nm ℃ 旧 … 二 穏 轟 躓 順 申 V 凝 0 邯, マ ニ 如 “ 踵 80 申. い 曄 10 申. N い 曄 い 申 V 柘 0, 二 σ 禦 5 髫 ρ 皀 # 製 P 督 e 爬 矧 . コ 朴 諏 【 ε 「 … 二 緑 喬 躅 ρ 申 V 翼 0 悩. ℃ 二 卸 喬 騨 ー0 申. ー0 瞬 ー0 Ψ. 創 ー6 瞬 10 申 V 蝿 0. 冖 … 。 ゆ 獪 P 諺 騨 二 」 憎 皐 型 朴 凝 〔 9 「 ’ 」 却 # 騨 い Ψ 〉 擬 p 悩. 噂 二 昂 喬 脚 10 申. 円 ゆ 碗 ρ 申、 個 16 瞋 16 Ψ V 結 0. = 。 翼 OV 二 翼 並 聾 鎖 冖 N } 「 二 静 尋 瞬 か 申 V 提 い 悩, 叩 二 “ 毳 瞬 “ 申. “・ ゆ 嘆 80 申 N 心 瞬 沿 申 V 結 o, 二 。 ’ 一 」 峠 コ 慧 製 e 塾 翻 … 。 二 扣 麺 曜 即 P 曜 麗 . P ぐ 繭 O 尸 砲 e ρ ゆ 悩 犁 レ 繪 。 燕 恒 悩 二 瞋 U い 妬 e 勾 レ ニ O り 層 竈 緝 e 寒 . 型 肥 “ 電 三 謖 置 。 二 怐 如 吋 漁 P 掌 田 5 隣 0 冖 Φ る 音 e 旧 〜 尸 e 寒 細 却 り ゆ’ 臼 揖 Φ 轟 “ e11 娼 〔 羃貫鶏 §§8880o o § o oo oo o 霞 6 め ご ギ d ぜ r:6 鷹 ) 卩 〜 頃ヨ 8 マ o 畍 OP ( e 冩 腕 o 頃 oo 頃 oooo o 卵 ) ”四 創 マ 鳩 宀 o 渦 o 旧 o 膏 邸 一一 N 的 “ ロ 。 柯 P 中 申 ゆ # 心 £ 瑛 ⊃ 嵋 ” 層 燭 e 慰 . 亘 帽 寵 卿 耗 e 匠 ゆ 膾 〔 調 至 一
177
一NII-Electronic Library Service (
3
)調査
問
題の結
果と考察
調
査問
題の学校段階学年
別の正答率は, 表 一2
の通 りである 。 〈, 〉, へ v は,5
%有
意水
準で カ イ2
乗検定 を行い,有
意差 が認め られた場合
に記してある。 また, 各問題の反応率
は表
一3
の 通 りである。 表 一2
学 年 別 の 正 答 率 (% ) 問 題 杉 別 璽択焉
中 1 中 2 中 3 高 1 高 2 高 3 A 校 i59 問 題 3 曲 線の ヴラフ (アーa) グラ フ 施 数 学 いろいろな 関 数 ii 83 < 100 27< 51< 57< 83 82 < IOO 「 46 B 校 ii 26 < 37 46 < 56 > 53− 一一 A 校 i ア・ 数 学 か ら 関 数 問 題 1 プラ,淋 ッウス (アーb) 数 学か ら 式 1 次 関 数 ii95 99 100 83 < 94 < 99 97 > 94 96 B 校 i . . ii7662 72 < 88 86 − 一 > 73 一 i 問 題 7 マ,チ 棒 の 数 (アーの 数 学 か ら 表 1 次 関 数 A 校 ii96 98 100 93 97 94 99 94 91 B 校 i83ii 82 85 ・88 .90 − 一 〉 了1 一 A 校 i 問 題 4 電 車 の 動 き (イーa) 現 実 から ヴラ7 いろいろな 関 数 ii41 52 < 81 14< 26 38〈 59 > 40 55 i B 校 ii12912 τ315 弛 : i イ・ 現 実 か ら 関 数 問 題 6 旗 を 折 る (イーb) 現 実 か ら 式 いろいろな 関 数 A 校 闘 65 37 < 53 63 73 81> 86 6可 77 B 校 i2 了 ii 一 一 11〈 19 〈 43 40 > 23 一 i 問 題 「 2 A 校 li91 92 95 85 90 92 93 90 100 舛 シーの 料 金 (イーの 現 実 か ら 表 し、ろいろな関 数 i 一 56 73 〈 88 > 80 − 一 > 6等 一 B 校 ii74 A 校 i 問 題 8 ゴン防 の 動 き (ウーa) ヴラフ 勧 現 実 し、ろ1・うな関 数 ii78 83 95 6了 73 80 81 v v 69 73 B 校 iii50 一 _ 36< 52 62 5了 > 41 一 A 校 「 95 問 題 10 入 れ 物 (ウーa> グラフ から現 実 1 次 関 数 7 葬1 97 100 94 92 96 95 > 90 96 B 校 i ウ・ 関 数 か ら 現 実 ii 了了 一 一 76 < 85< 93> 84 > 48 一 A 校 i 問 題 5 本一ル を 落 とす (ウーb) 式 か ら 現 実 2 乗 に 比 例 li70 92 100 39 45 55 〈 93 v > 77 100 B 校 i50 面 31 29 〈 了4 70 − 一 > 44 一 A 校 i 問 題 9 水 道 料 金 (ウーc) 表 か ら 現 実 いろいろな 関 数 ii18 20 24 24 17 19 23 v I6 > 0 B 校 iii26 一 一 33 33 > 20 22 24 一 注i は 高
2
,3
の 理 系 ,ii
は 高2
,3
の 非 理 系 / 〈 , 〉 , v , 〈 :.5
% で 有 意 一178
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一 N工 工一Eleotronio LibraryNII-Electronic Library Service
数学
の場
面か ら関数 を読み取る問題問題
1
(ブラ ックボッ クス),問
題3
(
曲線
の グラフ)は, 学年 間で 正答率に有
意差が あ るが 問題7
(マ ッ チ棒
の数
)はB
校高
2
li
を除き , どの学年 も80
%以 上の正答率
であ り, また有
意差は認められない。問題
1
,3
の結
果から, 数 学の場
面で は学年
ととも
に理解
が深 まるとの見方
がで きよ う。 特に問題3
(曲線のグラフ)はこれが顕著
であ る。問題
3
の 生徒
の反応率
をみ る と, 関数
にっ い て全 く未学 習の中
1
の反 応は多様
であ り,中
2
は選択肢 r2
』を
正答と した生徒が30
%前後
と高
い。 また中
3
か ら高2
で はr2g
が 減少
しr4
』が増加する傾向がある。 これはグラフや変域
といっ た関数の学習の有
無に関
係 して いると思 われる。 一方
r5
』 を選 んだ生徒
は中
1
を除い て どの学年 も
ほ とん どい ない ことか ら, 視覚
的に判断
で きる グ ラフの増減につ いて は理解で きて い る と考
え られ る。現実 的な
事象
か ら関数
を発見する問題問題
4
(電車の 動き) はA
校では学年間で有
意差があ り,また, 問題6
(旗
を折 る) はA
校
B
校
とも顕著
では ないが有意差が認め られた。 一方
問
題4
のB
校
は正答率が10
%前後
と低 く
,逆に問題2
(タ クシーの料 金)はB
校
の一部 を除
き正答率
が70
%以上であり, 有意 差は認め られ ない。 また問題6
のA
校で は中学
L
2
年
では有
意差
が認め られたもの の,A
校におい ては学年と ともに理解が深 まる とはいえ ない と考
え られ る。 た だ し,B
校 においては中
1
か ら中
3
において有
意差があ るが中
3
か ら高
1
で は有
意差
が認められな い こ とは興味深い ところであ る。 一方 問題4
(電車
の動
き)
は,B
校
では どの学年 も正 答率10
%前後と低い ので分析しに くいもの の,A
校で は有意差が顕著
に現れて い る。A
校
における問
題4
の生徒
の反応
箪 をみ るとr1
』 (正答
)は高
2
でや や低 く
なるもの の,学年が進むにつ れてその率は増加 し, 逆にr5
』 は高
2
,3
の 理系 (
i
)で は,高
2
でや や高
くな るもの の学年と ともに減少 して い く。 そ して その分岐 点
が中
3
になっ て いる。 電 車の動 きを直線
と考
えたr4
』rSg
の合計では高
2
,3
の理系
に着
目す
ると学年
が 進 むにつれて減少
して い く。 曲線 と考
えたr1
』r2
』の
合計
では中
学で は増
加 し,高校
では高2
の 非理系を除い て55
%〜81
%であ り, これらの生徒
は電車の動 きを現実場面 に て ら して考
え ようとする姿勢
が見 られる。 また,縦軸
を距離
ではな く速さ と考えたr2
』r5
』 の合計1
よ高
3
理系
を除 く
と高校生
で も30
%以上
とか なり高い数にの ぼっ てい る。 問題4
は数学の舞 台にあがっ て いる問題ではないが 速 さ,距離時間
とい う数学
で学
習 する内容
との かかわ りが深
い の では ないか と考
え られる。関
数
か ら現実的
な事
象を解釈
する問
題問題
5
(ボ ールを落 とす)や問
題9
(水
道料金
) は 学年間で正答率
に若干
の有
意差が あっ たが 問題8
において は,B
校
で若干の有意差が あっ た もののA
校
では学年間
におけ る有
意差 は全く
認 められ ない。 一方
問題10
で はA
校
で は学年間
で全
く有意 差が ないも 一180
一 N工 工一Eleotronlo LlbraryNII-Electronic Library Service の の,
B
校
で は有
意差が認め られ た。 しか し,正答率
をみ るとB
校
の高
2
非
理系以外はど の学年 も
75
%以上
であ り,中
学 生でも理解できない 内容
ではないと考え られる。 なお,こ の値
は基礎
学力調査 (小
6
対象
)の結果 (
正答率
64
%)よりはかな り高
いもの になっ て い る。A
校
にっ いて問
題10
の結
果を問題8
(ゴン ドラの動 き)の結果
と比較
してみると有
意差 がない点
で は共
通して いるが, 正答率
で20
%も
差が あ る学年
もある。 これ は変化
の割合
が 一定
か否かに も関係 してい ると考
えられる。問題
8
の生徒
の反応瘁
をみると,観覧車
の速
さは一定であるの に,時間
と高
さの 関係を示した問題8
の グラフか ら,速
さが変化す
ると 解釈 したr2
』r5
』 の合計
は中1
か ら高3h
の順に,8
,6
,3
,6
,4
,10
,O
,0
(%)であ り, どれも高
い数値
ではない が, 高2
まで は学
年における大
きな差はみられない。 またr1
』 を選 ん だ生徒
は5
〜23
%であり ,学年
進行
に よる減少
の傾向
はみ られなかっ た。一方 若干の有意 差が認められた
問
題5
の反 応瘁
をみ る と, 変化の割合 が 一定である とす
るr1
』やr2
』の合計
は学年
が進 むに従
っ て減少す
る傾
向にあるが特
に中学
と高校
の 間で顕著に現れて いる。 これは記す
までも
な く既習の 関数の学習に影響
がある と思わ れ る。また, 問題
9
(水道料
金)の生徒
の反応率
をみると,実際
に使
われてい る水道料
金算出
の た めの資料を問
題に した にも
かか わ らず
, これを
正 しく解釈できた生徒
は極
めて少
なか っ た。 最 も多い反応率 はr5
』 であ り,従
量料
金が1
あ たりの金 額であることを読み取 っ てい ない。極
めて現実的な場面
であるが, これを正 しく解釈
した生
徒は少な く , さ らに学年
によ る大
きな有
意差は認められなかっ た。4
.調査
結
果 か ら の 示唆
本
研究で は, 生徒は数学
の場面
に比べ 現実的
な場
面と関数
とを関連づけて考察す
るこ とは, 学年 間において大 きな差はない とい う仮説
を検
証 す るために調査 を行
っ た。その結果, こ の仮
説
が次
の ように検
証された と考
え られる。まず 生
徒
が現実的
な事象
から関数を
発見す
る場合には 数学
の学習
と関係
があると思 われるグラフ の発見
におい ては学年 進行 とと もに正答率
が上がるが他
の表
現 (式
表
) で は学年進行
に関係
が ないそ して,関数
か ら現実的
な事象
を解釈す
る場
合に1
よ 学年が進 むにつ れて生徒
の解釈の変容
が認 め られない。一方 数学の場面か ら
関数
を読み取る場
面では, 学年が進むに従
っ て正答率
が高 く
なる。これ らの
原因
の1
っ には, 日常の授業において関数
を現
実的
な事象
と結
びっ けて考察す る場面
が少
ない ことが考
え られよう。数学
の有
用性
を示す
ために も, こうした授業
が日常
的
に展開されることが必要
である と思
われ る。 筆 者の今後の 課題と して は,本
研究
で明らかになっ た仮説
に対
し, さ らに現実的
な事象
一181
一 N工 工一Eleotronlo LlbraryNII-Electronic Library Service と関数とのか か わりの どの よ うな