紙製受動歩行模型教材を使用した小学校設計学習に 関する研究

紙製受動歩行模型教材を使用した小学校設計学習に 関する研究

著者 山田 哲也

発行年 2018‑05

出版者 静岡大学

URL http://doi.org/10.14945/00026088

博 士 論 文

紙製受動歩行模型教材を使用した 小学校設計学習に関する研究

2018 年 5 月

愛 知 教 育 大 学 大 学 院 ・ 静 岡 大 学 大 学 院 教 育 学 研 究 科 共 同 教 科 開 発 学 専 攻

山 田 哲 也

i 目 次

目 次

第 １ 章 研 究 の 背 景 と 目 的 ... 1

第 1-1 節 研 究 の 背 景... 2

第 1-2 節 問 題 の 所 在... 3

第 1-3 節 目 的 と 構 成... 5

第 １ 章 引 用 参 考 文 献 ... 9

第 ２ 章 初 等 教 育 に お け る も の づ く り 教 育 の 意 義 ... 12

第 2-1 節 緒 言 ... 13

第 2-2 節 も の づ く り 教 育 の 歴 史 的 変 遷 ... 13

第 2-3 節 も の づ く り 教 育 の 意 義 ... 14

第 2-4 節 設 計 学 習 の 意 義 ... 20

2-4-1 も の づ く り 計 画 に 関 す る 先 行 研 究 ... 20

2-4-2 設 計 と 学 習 ... 21

2-4-3 Learning By Design（LBD） ... 23

第 2-5 節 受 動 歩 行 模 型 と 設 計 ... 24

第 2-6 節 設 計 学 習 の 方 法 ... 26

第 ２ 章 引 用 参 考 文 献 ... 29

第 ３ 章 紙 製 ２ 足 受 動 歩 行 模 型 ... 32

第 3-1 節 緒 言 ... 33

第 3-2 節 紙 製 ２ 足 受 動 歩 行 模 型 の 提 案 ... 34

3-2-1 紙 製 ２ 足 受 動 歩 行 模 型 の 製 作 ... 39

3-2-2 材 料 と 道 具 ... 39

3-2-3 製 作 手 順 ... 40

3-2-4 製 作 上 の 留 意 点 ... 41

3-2-5 調 整 ・ 改 良 ... 41

第 3-3 節 歩 行 の 力 学 的 解 析 ... 44

3-3-1 紙 製 ２ 足 受 動 歩 行 模 型 の 周 期 測 定 ... 44

3-3-2 周 期 測 定 用 ２ 足 受 動 歩 行 模 型 の 製 作 ... 45

ii

3-3-3 周 期 測 定 用 ２ 足 受 動 歩 行 模 型 の 製 作 手 順 ... 45

3-3-4 運 動 解 析 ... 46

3-3-5 歩 行 実 験 ... 57

3-3-6 運 動 解 析 用 歩 行 模 型 ... 58

3-3-7 構 造 パ ラ メ ー タ ... 60

第 3-4 節 最 適 設 計 の た め の 歩 行 実 験 ... 64

3-4-1 実 験 方 法 ... 64

3-4-2 実 験 結 果 ... 65

第 3-5 節 授 業 実 践 と 評 価 ... 71

3-5-1 授 業 実 践 ... 71

3-5-2 基 本 型 の 製 作 ... 71

3-5-3 試 行 錯 誤 か ら 再 設 計 ... 72

3-5-4 結 果 と 考 察 ... 73

第 3-6 節 結 言 ... 79

第 ３ 章 引 用 参 考 文 献 ... 82

第 ４ 章 紙 製 ４ 足 受 動 歩 行 模 型 ... 84

第 4-1 節 緒 言 ... 85

第 4-2 節 紙 製 ４ 足 受 動 歩 行 模 型 の 提 案 ... 86

第 4-3 節 歩 行 の 力 学 的 解 析 ... 86

4-3-1 脚 の 力 学 的 解 析 ... 86

4-3-2 脚 の パ ラ メ ー タ 変 更 実 験 ... 90

第 4-4 節 最 適 設 計 の た め の 歩 行 実 験 ... 94

第 4-5 節 授 業 実 践 と 評 価 ... 97

4-5-1 授 業 に お け る 紙 製 ４ 足 受 動 歩 行 模 型 ... 97

4-5-2 授 業 実 践 ... 99

4-5-3 調 査 の 手 続 ... 103

4-5-4 結 果 と 考 察 ... 105

第 4-6 節 探 求 の た め の 教 育 方 法 ... 109

4-6-1 教 育 方 法 の 検 討 ... 109

4-6-2 調 査 の 手 続 き ... 109

4-6-3 結 果 と 考 察 ... 110

iii

第 4-7 節 結 言 ... 113

第 ４ 章 引 用 参 考 文 献 ... 114

第 ５ 章 模 型 製 作 の 応 用 と 教 育 方 法 ... 116

第 5-1 節 緒 言 ... 117

第 5-2 節 教 師 へ の 利 用 ... 117

5-2-1 教 師 が 学 ぶ 受 動 歩 行 模 型 ... 117

5-2-2 授 業 実 践 ... 117

第 5-3 節 家 庭 へ 持 ち 帰 る 学 習 で の 利 用 ... 120

5-3-1 家 庭 で の 利 用 の 背 景 ... 120

5-3-2 実 践 の 目 的 ... 121

5-3-3 調 査 の 手 続 き ... 122

5-3-4 紙 製 受 動 歩 行 模 型 の 製 作 ... 122

5-3-5 家 庭 の 中 で の も の づ く り ... 124

5-3-6 学 習 プ ロ グ ラ ム の 提 案 と 実 践 ... 125

5-3-7 結 果 と 考 察 ... 127

5-3-8 ま と め ... 134

第 5-4 節 設 計 学 習 の 教 育 方 法 ... 135

第 5-5 節 結 言 ... 140

第 ５ 章 引 用 参 考 文 献 ... 141

第 ６ 章 結 論 ... 143

あ と が き ... 147

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第１章 研究の背景と目的

第 1-1 節 研 究 の 背 景 第 1-2 節 問 題 の 所 在 第 1-3 節 目 的 と 構 成 第 1 章 引 用 参 考 文 献

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第 １ 章 研 究 の 背 景 と 目 的

第 1-1 節 研 究 の 背 景

著 者 は ，初 等 教 育 か ら 中 等 教 育 ま で 幅 広 く ，も の づ く り に 関 す る 教 育 に 関 わ っ て き た 。も の づ く り に 関 す る 教 育 も 様 々 な 教 科 か ら ，そ の ア プ ロ ー チ が あ る が ，ど の 場 面 で も 共 通 す る こ と は ，児 童 生 徒 が 頭 を 使 い ，手 を 使 い ，き わ め て 意 欲 的 に 活 動 す る 場 面 が い た る と こ ろ で 見 ら れ る こ と で あ る 。こ の よ う な 児 童 生 徒 の 様 子 に 内 発 的 な 動 機 に 基 づ く 学 び を 感 じ て き た の は 著 者 だ け で は な い と 考 え ら れ る 。一 方 ，若 者 た ち の 科 学 技 術 離 れ ，理 数 科 離 れ ，も の づ く り 離 れ の 流 れ が 懸 念 さ れ る 。そ れ は ，我 が 国 の 産 業 界 に も 大 き な 影 響 を 及 ぼ そ う と し て い る 。も の づ く り に 関 す る 教 育 は ，産 業 教 育 の 面 か ら 議 論 さ れ る こ と も 多 い が ，人 と し て 必 須 と な る 創 造・工 夫 す る 能 力 ，設 計 す る 能 力 の 育 成 に も 大 き な 役 割 を 果 た し て い る 。す な わ ち ，も の づ く り 教 育 は ，技 術 立 国 で あ る 我 が 国 の 基 盤 を 支 え る こ と に つ な が り ，そ れ は 将 来 の 国 力 に も 影 響 を 及 ぼ す こ と で あ る と も 言 え る 。 現 在 こ の 技 術 教 育 を 普 通 教 育 の １ 教 科 と し て 扱 っ て い る の は ， 中 学 校 の 技 術・家 庭 科 の 中 の 技 術 分 野 の み で あ る が ，子 ど も の 健 全 な 発 達 や ，生 活 に 必 要 最 低 限 な 技 術 的 素 養 を 身 に つ け る と い う 視 点 ，そ し て 将 来 の 国 力 と い う 視 点 か ら ， 新 し い も の づ く り 教 育 を 初 等 教 育 の 中 か ら 探 り ，初 等・中 等 教 育 へ と 一 貫 し た 流 れ の 中 に 位 置 づ け る こ と は ，重 要 で あ る と 考 え ら れ る 。一 方 で ，OECD(経 済 協 力 開 発 機 構 ) は ，キ ー・コ ン ピ テ ン シ ー を 提 唱 し ，こ れ か ら の 社 会 を 生 き る た め に 必 要 な 能 力 を 具 体 的 に 示 し て い る 。そ の 動 き は ，２ １ 世 紀 型 能 力 と し て ，教 育 現 場 で も 動 き 始 め ，思 考 の 方 法 （ Ways of Thinking） や 仕 事 の ツ ー ル (Tools for Working)と し て の コ ミ ュ ニ ケ ー シ ョ ン 能 力 ，コ ラ ボ レ ー シ ョ ン 能 力 な ど 新 し い 課 題 解 決 の た め の 能 力 を つ け て い く こ と が 必 要 と な っ て い る 。

我 が 国 は ， 平 成 8 年 度 か ら 第 1～ 4 期「 科 学 技 術 基 本 計 画 」1), 2), 3), 4)に よ り 長 期 的 視 野 に 立 っ て 体 系 的 か つ 一 貫 し た 科 学 技 術 政 策 を 実 行 し て き て い る 。そ の 計 画 で は 一 貫 し て 子 ど も の と き か ら も の づ く り の 面 白 さ に 親 し む 必 要 性 を 述 べ て い る 。現 在 は 平 成 28 年 度 ～ 32 年 度 第 5 期 「 科 学 技 術 基 本 計 画 」 を 策 定 し て い る 。 科 学 技 術 基 本 計 画 で は ，以 下 の こ と が 述 べ ら れ て い る 。第 一 に 初 等 中 等 教 育 段 階 か ら 理 数 科 目 へ の 関 心 を 高 め ，理 数 好 き の 子 ど も 達 の 裾 野 を 拡 大 す る 。第 二 に 優 れ た 素 質 を 持 つ 児 童 生 徒 を 発 掘 し ，そ の 才 能 を 伸 ば す た め の 一 貫 し た 取 組 を 推 進 す る こ と が う た わ れ て い る 。ま た

「 も の づ く り 基 盤 技 術 基 本 法 」の な か で ，も の づ く り 基 盤 技 術 に 関 す る 能 力 を 尊 重 す

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る 社 会 的 気 運 が 醸 成 さ れ る よ う ，小 学 校・中 学 校 等 に お け る 技 術 に 関 す る 教 育 の 充 実 を は じ め と す る 学 校 教 育 及 び 社 会 教 育 に お け る も の づ く り 基 盤 技 術 に 関 す る 学 習 の 振 興 に つ い て 述 べ ら れ て い る 。

平 成 14 年 度 か ら 完 全 実 施 さ れ た 改 訂 版 学 習 指 導 要 領 ⁵⁾で は ， 技 術 ・ 家 庭 科 の 技 術 分 野「 技 術 と も の づ く り 」は ，技 術 と 環 境・エ ネ ル ギ ー・資 源 と の 関 係 や ，加 工 技 術 ， エ ネ ル ギ ー 利 用 の 基 礎 的 な 知 識 と 技 術 を 盛 り 込 ん だ 学 習 が 挙 げ ら れ ，習 得 の み な ら ず ， 工 夫・創 造 す る 能 力 と 実 践 的 な 態 度 を 育 て る こ と が 大 き な 柱 と な っ て い る ⁶⁾。し か し な が ら ，こ の 内 容 に つ な が る よ う な 学 習 を ，小 学 校 か ら 系 統 だ っ て 学 ぶ こ と は な か っ た 。

こ の よ う な こ と も あ り ，こ れ ま で は 小 学 校 に お け る 科 学 的 な 要 素 を 取 り 入 れ た も の づ く り を 行 う こ と は 難 し か っ た 。 し か し な が ら ， 平 成 24 年 文 部 科 学 省 研 究 開 発 学 校 に お い て 小 中 学 校 9 年 間 を 通 し た 新 教 科「 み ら い 創 造 科 」が 創 設 さ れ た ⁷⁾。ま た こ れ に 先 立 っ て ， 平 成 20 年 の 学 習 指 導 要 領 に お い て 図 画 工 作 は ， 中 学 校 技 術 ・ 家 庭 科 の 技 術 分 野 に 関 連 す る 教 科 で あ る こ と に 配 慮 す る こ と が 明 記 さ れ て い る ⁸⁾。ま た 理 科 で は ，「 生 活 科 と の 関 連 を 考 慮 し ， も の づ く り な ど の 科 学 的 体 験 や 身 近 な 自 然 を 対 象 と し た 自 然 体 験 の 充 実 を 図 る よ う に す る 」⁹⁾と 示 さ れ ，各 学 年 の「 A 物 質・エ ネ ル ギ ー 」 に 関 す る 目 標 に ， も の づ く り を 位 置 づ け て い る 。 平 成 29 年 の 学 習 指 導 要 領 に お い て も ，図 画 工 作 で は ，教 科 の 目 標 に「 材 料 や 用 具 を 使 い ，表 し 方 な ど を 工 夫 し て ，創 造 的 に つ く っ た り 表 し た り す る こ と 」 が 挙 げ ら れ ¹⁰⁾， 理 科 に お け る も の づ く り も 引 き 続 き 踏 襲 さ れ て い る ¹¹⁾。ま た ，新 た に「 児 童 が プ ロ グ ラ ミ ン グ を 体 験 し な が ら ，コ ン ピ ュ ー タ に 意 図 し た 処 理 を 行 わ せ る た め に 必 要 な 論 理 的 思 考 力 を 身 に 付 け る た め の 学 習 活 動 」 を 行 う こ と ¹²⁾と し ， も の づ く り に 関 連 す る プ ロ グ ラ ミ ン グ 教 育 が 位 置 付 け ら れ て い る 。日 本 で は ，教 師 は 近 年 ，小 学 校 に お い て も も の づ く り を 中 心 に し た 授 業 を 行 う こ と が で き る 環 境 が 整 い つ つ あ る と 言 え る 。

第 1-2 節 問 題 の 所 在

こ の よ う な 状 況 の 中 ，日 本 産 業 技 術 教 育 学 会 で も 小 学 校 と 中 学 校 で の 一 貫 し た 技 術 リ テ ラ シ ー の 必 要 性 が 取 り 上 げ ら れ ， 小 学 校 教 員 等 を 対 象 と し た 研 究 報 告 が あ る

13),14 ),15)。 し か し ， 長 期 的 な 視 点 で の 技 術 リ テ ラ シ ー の た め に は ， 初 等 教 育 か ら 大 学

へ と 繋 が る 内 容 が 必 要 で あ る 。ま た も の づ く り を 学 ぶ に は ，構 想 ，設 計 ，製 作 ，評 価 ， 発 表 と い っ た も の づ く り の 過 程 が 大 切 で あ る 。現 在 の も の づ く り に 関 す る 教 育 は ，自

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然 科 学 の 理 論 を 学 ぶ こ と を 目 的 と し た り ，も の づ く り の 楽 し さ や 達 成 感 を 持 た せ る も の が 多 い が ，も の づ く り の 過 程 ，す な わ ち デ ザ イ ン・プ ロ セ ス そ の も の を 学 ば せ よ う と す る 教 材 は 少 な い 。も の づ く り に 関 す る 教 育 方 法 に は ，デ ザ イ ン・プ ロ セ ス の 学 び と 対 照 的 な 教 育 方 法 と し て Russian System が あ る 。 こ の 方 法 は デ ラ ・ ボ ス(1868)が 考 案 し た も の で ，も の づ く り の 徒 弟 制 度 が 伝 統 的 な 模 倣 に よ る 技 術 の 教 授 方 法 で あ っ た こ と を 捨 て ，製 作 を い く つ か の 基 本 的 な 部 分 に 分 解（ 要 素 作 業 ）し ，そ れ ぞ れ の 部 分 の 習 得 を す る と い う か た ち を 採 る 。 技 能 の み を 習 得 す る に は こ の 方 法 は 効 率 的 で ， 多 く の 技 能 者 を 必 要 と し た 高 度 経 済 成 長 期 の 工 業 高 校 な ど に は 適 し て い た 。し か し な が ら ，現 在 の 教 育 に お い て 必 要 な 思 考 力 や 判 断 力 な ど を 身 に つ け る こ と に 対 し て は 不 向 き で あ る と と も に 応 用 が 効 き に く い 。構 想 か ら 設 計 に い た る 過 程 は も の づ く り の 基 本 で あ り ， 初 等 教 育 か ら 身 に つ け る べ き 技 術 リ テ ラ シ ー で あ る と 考 え ら れ る 。

構 想 か ら 設 計 に い た る プ ロ セ ス は ， 工 学 的 に は ， 設 計 要 求 ， 概 念 設 計 ， 基 本 設 計 ， 詳 細 設 計 お よ び 生 産 設 計 が 示 さ れ て い る ¹⁶⁾。一 連 の プ ロ セ ス に お い て ，概 念 設 計 は ， 最 初 に 必 要 と な る も の で ， 概 念 設 計 が な け れ ば も の づ く り は 始 ま ら な い 。 小 林 ら (2009)は ，一 般 に 概 念 設 計 と は ，製 品 の 機 能 構 造 を 構 築 し ，そ の 機 能 を 実 現 す る た め の 概 略 的 な 形 状・レ イ ア ウ ト を 具 体 化 す る プ ロ セ ス で あ る と 述 べ 概 念 設 計 法 を 提 案 し て い る ¹⁷⁾。こ れ ら の プ ロ セ ス は ，初 等 教 育 に お い て は ，も の づ く り の 方 法・手 順 を 計 画 的 に 考 え る こ と に 他 な ら な い 。岳 野(2005)は ，計 画 と は ，行 為 を 行 う 前 に 目 標 の 達 成 を 見 通 し ， 方 法 や 手 順 及 び 必 要 な 準 備 を 考 え る 過 程 で あ る と 定 義 し て い る ¹⁸⁾。 本 研 究 に お け る も の づ く り 学 習 に お け る 設 計 と は ，作 品 に 対 す る 設 計 要 求 に 向 け ，方 法 や 手 順 を 計 画 的 に 考 え ， 実 行 す る 過 程 と 定 義 す る こ と に す る 。

著 者 は ，こ れ ま で に 多 く の 小 学 校 等 に お い て ，数 多 く の 自 作 教 材 を 用 い て ，も の づ く り の 出 前 授 業 の 講 師 を 務 め て き た 。 特 許 庁 ・ 近 畿 経 済 産 業 局 が ，「 知 的 財 産 立 国 」 の 基 盤 と な る 知 的 財 産 を 生 み 出 す 人 材 育 成 の た め ， 自 由 な 発 想 や 創 意 工 夫 の 大 切 さ ， 創 造 性 を 尊 重 す る 意 識 を 形 成 す る た め の 出 前 授 業 や 公 民 館 等 で の 工 作 教 室 を 実 施 す る と し て 実 施 し た も の 19), 20 ),21 )や 滋 賀 大 学 教 育 学 部 附 属 小 学 校 で 9 年 間 に わ た り 実 施 し た「 え ら ぶ 学 習 」が あ る ²²⁾。そ れ ら の 児 童 の 学 習 活 動 は ，非 常 に 活 発 で ，児 童 の 関 心 意 欲 を 高 め る も の で あ っ た 。 中 で も ， 動 き を 持 つ 教 材 は ，「 す ご い 。 歩 い た ！ 」 と い っ た 驚 き が 多 く 見 ら れ た ²³⁾と い う こ と が ， 毎 回 観 察 で き た 。

こ れ ま で の 小 学 校 で は 技 術 的 素 養 を 高 め る た め の 教 育 内 容 や 教 育 方 法 は 少 な か っ た 。特 に 小 学 校 の 技 術 教 育 に 関 す る 研 究 も 少 な く ，そ の な か で も 鈴 木(2004)が 児 童 の 作 業 分 析 を 行 い ，短 時 間 で 完 成 度 の 高 い 作 品 を 制 作 す る 児 童 は ，要 素 作 業 に 順 次 性 が

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あ り 集 中 し て 作 業 を 行 っ て い る こ と を 明 ら か に し た ²⁴⁾。 ま た ， 子 ど も の 学 び を 軸 と し て 教 材 の 開 発 を 行 う こ と が ，小 学 校 の も の づ く り 教 育 の 教 材 開 発 の 基 本 で あ る こ と を 見 出 し た ²⁵⁾。と こ ろ が ，小 学 校 で 技 術 教 育 を 行 う 場 合 の 教 材 は ま だ ま だ 少 な く ，造 形 的 な 創 造 活 動 の 基 礎 的 な 能 力 を 培 い ，豊 か な 情 操 を 養 う「 図 画 工 作 」や ，自 然 の 事 物・現 象 に つ い て の 理 解 を 図 り ，科 学 的 な 見 方 や 考 え 方 を 養 う「 理 科 」等 の 中 で 目 的 を 異 に し て 行 わ れ て い る 教 材 を 目 に す る 程 度 で あ っ た 。さ ら に ，小 学 校 で も の づ く り を 行 う 場 合 ，危 険 な 工 具 や 工 作 機 械 が 安 全 上 の 問 題 な ど か ら 使 用 で き な い な ど ，制 約 が あ る 。必 然 的 に 扱 う 材 料 は ，金 属 よ り 木 材 や プ ラ ス チ ッ ク と 言 う こ と に な る 。し か し ，木 材 や プ ラ ス チ ッ ク に お い て も 加 工 で は ，一 定 の ハ ー ド ル が あ る 。そ こ で 小 学 校 で も 行 う こ と の で き る 技 術 教 育 の 教 材 開 発 を ね ら い と し ，紙 を 使 用 し た 歩 行 模 型 を 研 究 し て い る 26),27 ),28),2 9)。

動 く 教 材 で 行 う も の づ く り 学 習 は ，児 童 の 興 味 や 関 心 を 引 く こ と が で き る 学 習 と な り え る 。さ ら に ，工 夫 し な が ら 改 良 や 調 整 を 行 う 問 題 解 決 的 な 学 習 に 導 き や す い 。松 永(2009)は ，受 動 歩 行 模 型 に つ い て そ の 教 育 的 効 果 を 示 し て い る 。「 木 材 を 使 用 し た 受 動 歩 行 模 型 を 製 作 す る こ と で 児 童 ら は 身 近 な も の で も 歩 行 さ せ る こ と が で き る こ と が わ か り ，他 の も の も 歩 行 さ せ た い と い う 意 欲 を 示 し て い た 。ま た ，小 刀 の 使 い 方 や 危 険 性 ，安 全 性 を 学 ぶ こ と が で き ，微 妙 に 異 な る 形 状 の 足 が 製 作 で き ，歩 行 の 仕 方 も 異 な る の で ，改 良 や 調 整 を 自 ら 行 い ，も の づ く り を 通 し て な ぜ 歩 行 す る の か と 考 え る こ と の で き る ，興 味 を ひ く 教 材 と し て 有 用 で あ る こ と が わ か っ た 。理 科 と 図 工 を 一 緒 に 学 ぶ こ と が で き ， 理 科 が 好 き に な り ま し た と い う 感 想 が 得 ら れ た 」²³⁾。

小 学 生 が 簡 単 に 製 作 で き る も の づ く り 教 材 と し て の 紙 製 ２ 足 受 動 歩 行 模 型 は ，重 心 位 置 な ど を 捉 え な が ら ，動 力 学 的 な 設 計 パ ラ メ ー タ に 着 目 で き る 教 材 と し て 有 効 性 が 示 さ れ て い る ²⁶⁾。受 動 歩 行 模 型 は ，動 き に 関 す る パ ラ メ ー タ が 多 く 存 在 し ，そ れ を 変 更 す る こ と に よ っ て ，動 き が 簡 単 に 変 更 で き る こ と か ら ，児 童 が 作 品 を 設 計 す る と い う 点 に お い て ， 適 し た 教 材 と な る と 考 え ら れ る 。

第 1-3 節 目 的 と 構 成

諸 外 国 で は 初 等 教 育 か ら “Technology Education” を 始 め て い る 国 が 多 い 。 Kolodner,J.L.,(2002)は ，“Science” の 中 で も 設 計 の 必 要 性 を 挙 げ ，“Learning by Design”を 提 唱 し た ³⁰⁾。日 本 の 教 育 シ ス テ ム で は ，生 活 科 ，理 科 ， 図 画 工 作 ，総 合 的 な 学 習 の 時 間 等 で も の づ く り が ，行 わ れ る こ と が 想 定 さ れ る 。小 学 校 低 学 年 児 童 は 図

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画 工 作 に お い て ， 身 近 で 扱 い や す い も の を 造 形 材 料 に 選 び ， 切 断 や 接 着 に ， は さ み ， の り ，簡 単 な 子 刀 類 な ど を 扱 い 材 料 や 用 具 に 慣 れ 親 し み な が ら 基 本 的 な 扱 い を 身 に つ け ，も の づ く り を 体 験 し て い る ほ か ，様 々 な 場 面 で の 教 育 活 動 で も の づ く り が 取 り 上 げ ら れ て い る 。ま た ，藤 田 ら(2014)は 理 科 の 中 で も の づ く り 活 動 を 取 り 入 れ た 研 究 で ， も の づ く り に は ，講 義 形 式 の 授 業 で は 味 わ う こ と が 難 し い 驚 き や 感 動 が 得 ら れ る こ と ， 実 感 を 伴 っ た 理 解 が で き る こ と「 で き た 」と 言 う 有 能 感 を 自 覚 で き る こ と な ど 多 く の 意 義 が あ る こ と を 明 ら か に し て い る ³¹⁾。 し か し な が ら ， 小 学 校 で も の づ く り の 実 践 を す る と き 構 想 ，設 計 ，製 作 ，評 価 ，発 表 と い っ た も の づ く り の 過 程 は あ ま り 意 識 さ れ て い な い 。小 学 校 に お け る 設 計 は 上 記 の 過 程 の う ち ，設 計 － 製 作 － 評 価 部 分 を 計 画 的 に 探 究 す る 過 程 を 想 定 し て い る 。こ れ を 学 ぶ 萌 芽 的 設 計 学 習 を 小 学 校 か ら で も 行 え る こ と を 示 す た め に ，計 画 的 に 作 る 能 力 を つ け る 教 材 を 開 発 し ，そ の 教 育 効 果 を 示 す こ と が 本 研 究 の 目 的 で あ る 。

構 想 ，設 計 ，製 作 ，評 価 ，発 表 の も の づ く り の 過 程 に は ，材 料 の 大 き さ や 重 さ な ど 多 く の パ ラ メ ー タ ， 切 断 の 方 法 や 工 具 ， 環 境 な ど 解 決 に 関 す る 情 報 が 多 く 存 在 す る 。 こ の 知 識 や 情 報 を 操 作 す る こ と が 児 童 の 思 考 と な る が ，こ の 思 考 を 対 象 と す る 分 野 に 認 知 心 理 学 が あ る 。認 知 心 理 学 で は 知 識 体 系 と し て の ス キ ー マ を 問 題 解 決 場 面 で 取 り 上 げ る が ，も の づ く り 学 習 に お い て ，も の づ く り の 過 程 を 認 識 し 計 画 的 に 作 る 能 力 を 育 む に は ，こ の よ う な 児 童 の 思 考 の 過 程 を 解 明 す る こ と も 必 要 に な っ て く る 。本 論 文 に お い て は ， 教 材 の 持 つ 特 性 か ら ， 児 童 の 思 考 に つ い て の 考 察 を 行 う こ と に よ っ て ， 設 計 学 習 の 教 育 方 法 に 繋 げ て い く こ と に つ い て も 取 り 扱 う 。

教 科 開 発 学 が 新 し い 学 問 分 野 と し て 構 想 さ れ て い る 。そ れ は ，現 在 の 教 育 内 容 に 適 合 し た 教 科 内 容 構 成 の 研 究 と 学 校 教 育 が 抱 え る 諸 課 題 に 対 応 し た 教 科 内 容 構 成 を 実 践 す る た め の 教 育 環 境 の 研 究 を 柱 に し て い る 。そ の 下 層 に は 教 科 専 門 と 教 科 教 育 の 融 合 を 考 え る 教 科 学 と 学 校 環 境 や 学 校 環 境 以 外 の 教 育 環 境 を 幅 広 い 視 点 で 捉 え る 教 育 環 境 学 を 位 置 づ け ，そ の 融 合 を 図 っ て い る 。教 育 環 境 学 は ，突 き 詰 め れ ば 教 職 専 門 を 発 展 さ せ た も の で ，教 科 内 容 な ど と し て 構 成 さ れ た も の を 実 践 す る た め の 教 育 環 境 を 考 え る 新 し い 研 究 領 域 と 言 え る 。人 の 学 び は 教 室 ，ま た は 学 校 園 だ け で は な く 様 々 な 場 所 や 学 習 の 形 態 が 関 わ っ て い る 。教 科 の 座 学 だ け で は な く ，体 験 的 な 活 動（ も の づ く り ），図 書 館 ，家 庭 ，地 域 ，メ デ ィ ア ・ イ ン タ ー ネ ッ ト な ど 教 育 方 法 を 含 め た 教 育 環 境 を い か に 最 適 化 し ，デ ザ イ ン す る か に つ い て 研 究 す る 必 要 が あ る 。こ れ ら の 様 々 な 教 育 環 境 を 考 え る 中 で ，効 果 的 な 教 育 内 容 や 教 育 方 法 を 構 築 す る こ と は ，簡 単 な こ と で は な い が ，教 育 環 境 を 適 切 に 組 み 入 れ ，能 動 的 な 学 習 に 導 く こ と は ，今 日 の 多 様

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な 情 報 が あ ふ れ る 社 会 の 中 を 生 き る 子 ど も に と っ て も 欠 か せ な い 重 要 な こ と だ と 言 え る 。学 校 教 育 の 中 の 授 業 展 開 だ け に 着 目 す る の で は な く ，広 い 視 野 で 子 ど も の 学 び を 捉 え ，教 師 も 学 び ，子 ど も と と も に 成 長 し た り ，家 庭 に お け る 教 育 環 境 を 利 用 す る こ と に よ り 子 ど も の 学 び を 支 え る 可 能 性 を 追 求 す る こ と も 必 要 で あ る 。

「 総 合 的 な 学 習 の 時 間 」が ，学 校 教 育 の 中 に 大 き く 位 置 付 け ら れ て 久 し い が ，問 題 解 決 を 児 童 と と も に 教 師 も 行 う 場 面 は 多 い 。場 合 に よ っ て は ，答 え が 一 つ に 定 ま ら な く ，教 師 も 解 決 で き な い よ う な 不 良 定 義 問 題 に 取 り 組 む こ と も 珍 し く な く な っ た 。そ の よ う な 場 面 で は ，児 童 も 教 師 も 解 決 に 向 け て ，と も に 協 調 的 に 学 び ，学 び を 能 動 的 な も の に す る 。し か し な が ら ，教 師 が 本 当 に 児 童 と 同 じ レ ベ ル で 問 題 に 取 り 組 む よ り ， 学 習 を 児 童 よ り 高 い 次 元 か ら 支 援 す る と い う こ と が 必 要 で あ る 。例 え ば ，本 論 文 で 取 り 扱 う よ う な 教 材 に お い て も ，児 童 を 深 い 学 び に 導 く た め に ，教 材 の 意 義 や 挙 動 に つ い て の 理 解 が 望 ま れ る 。そ の た め ，本 論 文 に お い て は ，教 材 の 運 動 解 析 等 に も ，一 定 の ペ ー ジ を 割 い た 。

ま た ，探 求 型 の 教 材 は ，子 ど も の 探 求 が 授 業 内 だ け で 終 わ る こ と が な い 。児 童 の 探 求 心 を く す ぐ る よ う な 教 材 を 授 業 で 取 り 扱 っ た と き ，昼 休 み や 放 課 後 ，家 庭 に 帰 っ て 親 や 兄 弟 と 探 求 を 続 け る こ と が 多 い 。そ の よ う な 姿 は ，夏 休 み の 自 由 研 究 な ど で も よ く 見 か け る 。本 論 文 で 取 り 扱 う 設 計 学 習 は 探 求 の 要 素 が 多 く 含 ま れ て い る 。先 に 教 育 環 境 の 重 要 性 に つ い て 述 べ た よ う に ，広 い 視 野 か ら 捉 え る 必 要 で あ る と 考 え ，家 庭 に 持 ち 帰 る 学 習 に つ い て も 取 り 扱 う 。

本 研 究 で は ，も の づ く り 教 育 の 教 育 方 法 に ，教 科 専 門 的 知 見 を 取 り 入 れ ，能 動 的 な 学 習 の 成 立 を 考 え ，教 科 学 の 視 点 と し て 既 存 の 教 科 の 枠 組 み を こ え る 能 動 的 な 学 習 の た め の 体 験 的 な 教 育 環 境 に つ い て 着 目 す る も の で あ る 。

本 論 文 は 全 ６ 章 か ら 成 り ， 以 下 に 各 章 の 概 要 を 示 す 。

第 １ 章 で は ，研 究 の 背 景 か ら ，今 日 生 じ て い る 課 題 ，目 的・方 法 及 び 論 文 の 構 成 に つ い て 述 べ る 。

第 ２ 章 で は ，も の づ く り 教 育 の 歴 史 的 変 遷 や 世 界 的 動 向 を 踏 ま え ，初 等 教 育 に お け る も の づ く り 教 育 や 設 計 学 習 の 意 義 に つ い て 述 べ る 。

第 ３ 章 で は ，具 体 的 教 材 と し て ，紙 製 ２ 足 受 動 歩 行 模 型 の 開 発 ，力 学 的 解 析 ，最 適 化 の た め の 歩 行 実 験 ， お よ び 授 業 実 践 と そ の 評 価 に つ い て 述 べ る 。

第 ４ 章 は ，第 ３ 章 と 同 様 に ，具 体 的 教 材 と し て ，紙 製 ４ 足 受 動 歩 行 模 型 の 開 発 ，力 学 的 解 析 ， 最 適 化 の た め の 歩 行 実 験 ， お よ び 授 業 実 践 と そ の 評 価 に つ い て 述 べ る 。 第 ５ 章 で は ，紙 製 受 動 歩 行 模 型 を 教 師 の 学 び や 家 庭 に 持 ち 帰 る 学 習 に お い て 用 い た

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事 例 や 保 護 者 な ど の 教 育 資 源 の 関 わ り に つ い て 述 べ た 上 ，本 論 文 で 提 案 す る 教 育 方 法 に つ い て 述 べ る 。

第 ６ 章 で は ，開 発 し た 歩 行 模 型 の 特 性 を 踏 ま え ，設 計 教 育 を 初 等 教 育 で 導 入 し た 場 合 に お け る 実 際 の 教 育 的 効 果 や 今 後 の 展 望 に つ い て ま と め る 。

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第 １ 章 引 用 参 考 文 献

1) 内 閣 府 ， 第 １ 期 科 学 技 術 基 本 計 画 (1996) 2) 内 閣 府 ， 第 ２ 期 科 学 技 術 基 本 計 画 (2001) 3) 内 閣 府 ， 第 ３ 期 科 学 技 術 基 本 計 画 (2006) 4) 内 閣 府 ， 第 ４ 期 科 学 技 術 基 本 計 画 (2011)

5) 文 部 科 学 省 ， 改 訂 中 学 校 学 習 指 導 要 領 技 術 ・ 家 庭 (1998)

6) 松 永 泰 弘 ， も の づ く り 大 好 き な 子 ど も た ち を 育 て る 創 意 工 夫 教 材 の 開 発 と 教 育 実 践 に よ る 検 証 ， 科 学 研 究 費 補 助 金 基 盤 研 究 （ ｃ ） 課 題 番 号 19500736 研 究 成 果 報 告 書 ，p.1 (2009)

7) み ら い 創 造 科 ， 上 三 川 町 本 郷 小 学 校

http://www.kaminokawa-tcg.ed.jp/schoolhp/hongoele/?page_id=19 (2015 年 9 月 20日 確 認)

8) 文 部 科 学 省 ， 小 学 校 学 習 指 導 要 領 図 画 工 作 (2008) 9) 文 部 科 学 省 ， 小 学 校 学 習 指 導 要 領 理 科 (2008) 10) 文 部 科 学 省 ， 小 学 校 学 習 指 導 要 領 図 画 工 作 (2018) 11) 文 部 科 学 省 ， 小 学 校 学 習 指 導 要 領 理 科 (2018) 12) 文 部 科 学 省 ， 小 学 校 学 習 指 導 要 領 総 則 (2018)

13) 太 田 雅 彦 ， 山 崎 貞 登 ，「 も の づ く り 学 習 領 域 」 に お け る 小 ・ 中 学 校 教 員 合 同 に よ る ワ ー ク シ ョ ッ プ 型 授 業 研 究 の 効 果 ， 日 本 産 業 技 術 教 育 学 会 誌 ， 第 52 巻 ， 第 3 号 ，pp.195-204 (2010)

14）谷 田 親 彦 ，森 山 潤 ，図 画 工 作 科 の も の づ く り 学 習 に 対 す る 技 術 科 教 員 と 小 学 校 教 員 の 意 識 の 比 較 ， 日 本 産 業 技 術 教 育 学 会 誌 ， 第 54 巻 ， 第 4 号 ，pp.213-220 (2012)

15) 谷 田 親 彦 ，安 藤 明 伸 ，大 谷 忠 ，竹 野 英 敏 ，上 野 耕 史 ， 安 田 健 一 ，児 童 ・ 生 徒 を 対 象 と し た 技 術 的 素 養 と 技 術 教 育 の 内 容 の 有 用 性 を 検 討 す る 調 査 ，日 本 産 業 技 術 教 育 学 会 誌 ， 第 56 巻 ， 第 2号 ，pp.93-100 (2014)

16) 赤 木 新 介 ，藤 田 喜 久 雄 ，設 計 エ キ ス パ ー ト シ ス テ ム の 基 礎 と 応 用 ，コ ロ ナ 社 ，pp.3- 6（1990）

17) 小 林 正 和 ，鈴 木 佑 哉 ，東 正 毅 ，概 念 設 計 支 援 の た め の 機 能 構 造 と レ イ ア ウ ト の 同 時 最 適 化 ， 精 密 工 学 会 学 術 講 演 会 講 演 論 文 集 2009 S(0)，pp. 269-270 (2009)

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18) 岳 野 公 人 ，も の づ く り 学 習 の 構 想 設 計 に お け る 生 徒 の 思 考 過 程 ，風 間 書 房 ，p.73 (2005)

19）山 田 哲 也 ，小 学 校 も の づ く り 教 室 教 材 資 料 ，科 学 研 究 費 補 助 金 基 盤 研 究（ ｃ ）課 題 番 号 20500777 報 告 書 ，技 術 リ テ ラ シ ー の 育 成 を 図 る 教 育 実 践 を 支 援 す る 拠 点 形 成 と ネ ッ ト ワ ー ク 化 ， 研 究 代 表 者 森 山 潤 ，pp.130-144 (2009)

20）山 田 哲 也 ，谷 口 義 昭 ，近 畿 地 区 に お け る も の づ く り 実 践 の 拠 点 活 動 ，科 学 研 究 費 補 助 金 基 盤 研 究 （C） 課 題 番 号 20500777 報 告 書 ， 技 術 リ テ ラ シ ー の 育 成 を 図 る 教 育 実 践 を 支 援 す る 拠 点 形 成 と ネ ッ ト ワ ー ク 化 ，研 究 代 表 者 森 山 潤 ，pp.46-53，

(2010)

21）山 田 哲 也 ，上 野 亮 ，山 下 博 史 ，小 学 校 知 的 財 産 教 育 支 援 事 業 に つ い て ，日 本 産 業 技 術 教 育 学 会 第 53 回 全 国 大 会 （ 岐 阜 ） 講 演 要 旨 集 ，p.49 (2010)

22） 山 田 哲 也 ，「 総 合 的 な 学 習 の 時 間 」 か ら の 小 学 校 技 術 教 育 へ の ア プ ロ ー チ ， 科 学 研 究 費 補 助 金 基 盤 研 究（C）課 題 番 号 20500777 最 終 報 告 書（ 第 3年 次 ），技 術 リ テ ラ シ ー の 育 成 を 図 る 教 育 実 践 を 支 援 す る 拠 点 形 成 と ネ ッ ト ワ ー ク 化 ，研 究 代 表 者 森 山 潤 ，pp.55-59 (2011)

23) 松 永 泰 弘 ，も の づ く り 大 好 き な 子 ど も た ち を 育 て る 創 意 工 夫 教 材 の 開 発 と 教 育 実 践 に よ る 検 証 ， 科 学 研 究 費 補 助 金 基 盤 研 究 （C） 課 題 番 号 19500736 研 究 成 果 報 告 書 ，p.3 (2009)

24) 鈴 木 隆 司：小 学 校 で の も の づ く り の 授 業 に お け る 児 童 の 作 業 分 析 ，日 本 産 業 技 術 教 育 学 会 誌 ， 第 46 巻 ， 第 1号 ，pp.25-31 (2004)

25) 鈴 木 隆 司 ，小 学 校 に お け る も の づ く り 教 育 の 教 材 開 発 ，千 葉 大 学 教 育 学 部 研 究 紀 要 ， 第 61 巻 ，pp．145-153 (2013)

26）山 田 哲 也 ，鞍 谷 文 保 ，小・中 学 校 に お け る も の づ く り 教 材 と し て の ２ 足 歩 行 模 型 に 関 す る 研 究 ， 日 本 産 業 技 術 教 育 学 会 誌 ， 第 48巻 3 号 ，pp．207-213 (2006) 27）松 永 泰 弘 ，中 村 玄 輝 ，山 田 哲 也 ，鞍 谷 文 保 ，教 材 用 ２ 足 や じ ろ べ え 型 受 動 歩 行 模

型 の 運 動 解 析 ， 日 本 産 業 技 術 教 育 学 会 誌 ， 第 49巻 3 号 pp．205-211 (2007) 28）山 田 哲 也 ，鞍 谷 文 保 ，前 田 浩 司 ，教 材 用 ２ 足 歩 行 模 型 の 構 造 パ ラ メ ー タ を 設 定 す

る 教 育 方 法 ， 日 本 産 業 技 術 教 育 学 会 誌 ， 第 55 巻 1 号 ，pp.35-42 (2013)

29） 山 田 哲 也 ， 鞍 谷 文 保 ， 小 学 校 も の づ く り 教 材 と し て の ２ 足 歩 行 模 型 の 実 践 研 究 ， 日 本 産 業 技 術 教 育 学 会 近 畿 支 部 第 22回 研 究 発 表 会 講 演 論 文 集 ，pp.5-6 (2005) 30) Kolodner J．L．，Learning by Design：Iterations of design challenges for better

learning of science skills，Cognitive Studies, 9(3), pp.338-350 (2002)

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31) 藤 田 剛 志 ，日 向 彩 子 ，も の づ く り 活 動 を 取 り 入 れ た 理 科 教 材 の 開 発 に 関 す る 研 究

－ 実 践 的 指 導 力 の 育 成 を め ざ し た 教 員 養 成 の 試 み － ，千 葉 大 学 人 文 社 会 科 学 研 究 no．28，pp．13-31 (2014)

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第２章 初等教育におけるものづくり教育の意義

第 2-1 節 緒 言

第 2-2 節 も の づ く り 教 育 の 歴 史 的 変 遷 第 2-3 節 も の づ く り 教 育 の 意 義

第 2-4 節 設 計 学 習 の 意 義

2-4-1 も の づ く り 計 画 に 関 す る 先 行 研 究 2-4-2 設 計 と 学 習

2-4-3 Learning By Design（ LBD）

第 2-5 節 受 動 歩 行 模 型 と 設 計 第 2 章 引 用 参 考 文 献

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第 ２ 章 初 等 教 育 に お け る も の づ く り 教 育 の 意 義

第 2-1 節 緒 言

本 章 で は ，初 等 教 育 に お け る も の づ く り 教 育 の 意 義 に つ い て ，種 々 の 文 献 や 今 日 的 動 向 を 示 し た う え で ， こ れ ま で 筆 者 が 行 っ て き た も の づ く り 教 材 を 用 い た 実 践 か ら ， も の づ く り 教 育 で 養 う こ と の で き る 態 度 や 能 力 ， ま た そ の 教 育 的 効 果 を 明 ら か に し ， 初 等 教 育 に お け る も の づ く り 教 育 や 設 計 学 習 の 意 義 に つ い て 述 べ る 。

も の づ く り に は ，構 想 ，設 計 ，製 作 ，評 価 ，発 表 と い う 過 程 が あ る 。本 研 究 で は そ の 過 程 を 大 切 に し て い る 。製 作 の た め の 知 識 や 技 能 だ け で は な く ，そ の 過 程 で 育 ま れ る 様 々 な 態 度 や 能 力 に つ い て 考 え る こ と に よ っ て ，初 等 教 育 に お け る も の づ く り 教 育 の 位 置 づ け が 見 え て く る と 考 え る 。

第 2-2 節 も の づ く り 教 育 の 歴 史 的 変 遷

現 在 ，我 が 国 の 初 等・中 等 学 校 教 育 に お い て ，技 術 教 育 が 教 科 と し て 存 在 す る の は ， 中 学 校 に お け る 技 術・家 庭 科 の 技 術 分 野 ，高 等 学 校 に お け る 工 業 科 や 工 業 高 等 専 門 学 校 に 設 置 の 教 科 な ど に 限 ら れ る 。技 術 教 育 で は も の づ く り を 中 心 と し た 学 習 活 動 に よ り ，体 験 的 な 学 習 が 行 わ れ て い る の が 特 徴 で あ る 。小 学 校 に お い て は ，生 活 科 ，図 画 工 作 ，理 科 ，総 合 的 な 学 習 の 時 間 な ど に お い て も ，も の づ く り は 行 わ れ る が ，そ れ ぞ れ の 目 標 は 異 な っ て お り ，も の づ く り を 体 系 的 に 教 科 の 中 に 位 置 づ け て い る わ け で は な い 。高 等 学 校 工 業 科 は ，専 門 教 育 で あ り ，職 業 教 育 を 旨 と す る も の で あ る 。こ こ で は ，普 通 教 育 と し て の 歴 史 的 変 遷 を 概 観 し て み る こ と に す る 。本 論 文 で は ，教 科 に お け る 技 術 の 教 育 と 教 科 横 断 的 に も 行 わ れ る も の づ く り を 分 け て 考 え ，前 者 を 技 術 教 育 ， 後 者 を も の づ く り 教 育 と 呼 ぶ こ と に す る 。

我 が 国 の ， も の づ く り 教 育 の 歴 史 は 古 く ， 戦 前 で は ， 1886 年 （ 明 治 19 年 ） 小 学 校 手 工 科 に 始 ま る 。こ れ に 先 立 ち 1881 年（ 明 治 14 年 ）に 中 学 校 及 び 師 範 学 校 に は 工 業 と い う 学 科 目 が 設 置 さ れ て い た に も か か わ ら ず ，手 工 と い う 新 し い 教 科 目 を 小 学 校 に 設 置 し ，師 範 学 校 の「 工 業 」を「 手 工 」と 改 め た こ と は ，文 部 当 局 が 手 工 を 工 業 と は 区 別 し た 意 味 に 解 釈 し た こ と を 示 し て い る 。初 期 の 手 工 教 育 は ，一 般 陶 冶 の 理 想 に 従 う 形 式 陶 冶 の 面 を 無 視 し ，児 童 を い た ず ら に 高 級 な 物 品 の 製 作 に 没 頭 さ せ て 世 の 不 評 を 買 う 結 果 を も た ら し た ¹⁾。高 等 小 学 校 の 手 工 科 と 実 業 科 ，中 学 校 に お い て は ，作 業

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科 が 設 置 さ れ て い た 。大 正 時 代 に は 山 本 鼎 の 自 由 画 教 育 運 動 が 図 画 工 作 と 手 工 教 育 に 大 き な 影 響 を 与 え ，芸 術 的 な 手 工 教 育 も「 自 由 手 工 」，「 芸 術 手 工 」，「 創 作 手 工 」な ど の 研 究 団 体 が 生 ま れ た 。藤 五 代 策（ 当 時 東 京 女 子 高 等 師 範 学 校 講 師 ）と 山 本 鼎 が 共 著 で 出 版 し た 「 玩 具 手 工 と 図 画 」（ 児 童 保 護 研 究 会 ， 東 京 刊 行 社 ） で は 玩 具 手 工 と い う 題 名 を 使 用 し て い る 。藤 は 将 来 の も の づ く り 教 育 を 思 考 し な が ら ，「 手 工 」と「 理 科 」 が も っ と 密 接 に 連 絡 し あ い ，手 工 科 教 材 か ら 理 科 の 応 用 分 野 の 教 材 と し て 採 用 す べ き で あ る 。さ ら に ，理 科 の 教 師 は 手 工 の 技 術 を 学 び ，手 工 の 教 師 は 理 科 に も っ と 親 し む べ き で あ る と 提 言 し て い る ²⁾。戦 後 は ，1947年（ 昭 和 22 年 ）職 業 科 に 農 業 科 ，工 業 科 ，商 業 科 ，水 産 科 ，家 庭 科 が 分 類 さ れ た 。1951 年（ 昭 和 26 年 ）に は ，職 業 ・ 家 庭 科 と な り ，1957 年（ 昭 和 32 年 ）に 技 術 ・ 家 庭 科 と な っ た ³⁾。技 術 ・ 家 庭 科 は ， 高 度 経 済 成 長 の 中 ，職 業 的 な 能 力 が 必 要 と さ れ る こ と と 同 時 に 家 庭 生 活 に お い て も ，家 電 製 品 ，自 動 車 の 普 及 な ど 国 民 の 社 会 生 活 へ の 適 応 に は 近 代 的 な 技 術 リ テ ラ シ ー が 必 要 と さ れ た か ら に 他 な ら な い 。技 術 ･家 庭 科 は ，男 女 別 履 修 で 始 ま っ た が ，1977 年（ 昭 和 52 年 ）17 領 域 の 中 か ら 7 以 上 の 領 域 を 履 修 さ せ る こ と に な り ⁴⁾，1989 年 （ 平 成 元 年 ）男 女 必 修 に 至 っ た 。現 在 で は ，技 術 分 野 ，家 庭 分 野 そ れ ぞ れ に 目 標 や 内 容 が 構 成 さ れ て い る 。

一 方 で ， 技 術 ･家 庭 科 の 年 間 授 業 時 間 は ， 減 少 の 一 途 を た ど り ， 当 初 の 各 学 年 の 年 間 授 業 時 間 は 必 修 105 時 間 ，選 択 が 3年 生 で 140時 間 以 上 で あ っ た の が ，1998 年 (平 成 10 年 )の 学 習 指 導 要 領 ⁵⁾で は ，1年 生 70時 間 (技 術 分 野 35時 間 )，2 年 生 70 時 間 (技 術 分 野 35時 間 )，3 年 生 35 時 間 (技 術 分 野 17.5 時 間 )の 構 成 と な っ て い る 。 内 容 的 に は A：材 料 と 加 工 に 関 す る 技 術 ，B：エ ネ ル ギ ー 変 換 に 関 す る 技 術 ，C：生 物 育 成 に 関 す る 技 術 ，D： 情 報 に 関 す る 技 術 の 4つ の 内 容 で 構 成 さ れ る が ，情 報 分 野 な ど が 新 た な 学 習 内 容 と な っ て か ら は ， ま す ま す も の づ く り を 学 ぶ 時 間 は 減 少 し て い る 。 現 在 ， 小 学 校 に お い て は ， 体 系 的 な も の づ く り の 教 育 課 程 は 存 在 し な い 。 生 活 科 ， 図 画 工 作 ，理 科 な ど で ，も の づ く り を 行 う 場 面 が 見 ら れ る も の の ，そ れ ぞ れ に ，目 標 や 内 容 が 異 な り ， 技 術 的 な 観 点 か ら も の づ く り を 行 う 場 面 は ほ と ん ど 見 ら れ な い 。

第 2-3 節 も の づ く り 教 育 の 意 義

教 育 と も の づ く り の 関 わ り の 歴 史 は 古 い 。 ル ソ ー は ，「 エ ミ ー ル 」 の 中 で 手 工 的 作 業 を 高 く 評 価 し ， そ の 存 在 理 由 を 近 代 的 な 観 点 か ら 把 握 し て い る 。「 終 日 の 説 明 に よ っ て 得 る も の よ り ，1 時 間 の 仕 事 に よ っ て お ぼ え る と こ ろ が 一 層 多 い ⁶⁾と し ， 手 工 の

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教 育 を 強 調 し た 。ペ ス タ ロ ッ チ は ，も の づ く り の 教 育 を ，手 仕 事 に 専 心 す る 態 度 形 成 と し て の 訓 育 と 考 え ，い ま 一 方 で は 、職 業 教 育 に 結 び つ く 実 学 的 な 内 容 と し て 数 学 や 自 然 科 学 の 陶 冶 と 考 え た 。生 産 労 働 と 教 育 を 結 合 し て 人 間 の 全 面 発 達 を め ざ す 総 合 技 術 教 育 と い う ，生 産 労 働 に す べ て の 教 育 的 価 値 を 認 め る 思 想 と し て 広 く 認 知 さ れ た ⁷⁾。 も の づ く り に よ っ て ，巧 緻 性 な ど の 技 能 だ け で は な く ，様 々 な 能 力 や 態 度 を 育 む こ と が で き る 。日 本 産 業 技 術 教 育 学 会 で は ，技 術 教 育 に よ っ て ，児 童 生 徒 に 図 2-1 に 示 す よ う な 能 力 や 態 度 を 身 に 付 け る こ と が で き る と し て い る ⁸⁾。特 に ，知 識・技 能 だ け で は な く ，思 考 ･判 断 等 を も 重 要 視 す る 今 日 の 教 育 の 潮 流 か ら ，「 自 立 的 な 態 度 」や「 解 決 す る 力 」な ど 高 次 な 学 力 と 考 え ら れ る 内 容 が 見 ら れ る 。ま た キ ャ リ ア 発 達 に 関 わ る 能 力 と し て ，自 己 肯 定 感 の 醸 成 が 考 え ら れ る な ど ，今 日 的 な 教 育 課 題 に 大 き く 関 わ る 分 野 で は な い か と 考 え ら れ る 。

諸 外 国 の も の づ く り 教 育 の 歴 史 を 紐 解 い て み る と ，フ ィ ン ラ ン ド は ，世 界 で 初 め て 義 務 教 育 の 中 に「 手 工 」を 正 科 必 修 と し た 。ペ ス タ ロ ッ チ の 実 験 学 校 や フ レ ー ベ ル に 学 ん だ シ グ ネ ウ ス は ，こ れ を 職 業 の 準 備 的 な 理 由 だ け で は な く ，手 を 使 い ，手 と と も に 深 く 考 え る こ と を 通 し て 人 間 陶 冶 と し て の 意 味 を 重 要 視 し た 。フ ィ ン ラ ン ド の サ ロ モ ン は ，教 育 的 ス ロ イ ド を 教 材 化 し た 。ス ロ イ ド の 特 色 は ，従 来 の 家 内 工 業 の 伝 統 を 重 ん じ て 有 用 な 物 品 を 製 作 す る こ と を 目 的 と し た こ と ，デ ラ・ボ ス と 同 様 に 製 作 過 程 を 分 解 し た こ と ，従 来 の 手 工 教 育 に つ き ま と っ た 経 済 的 見 地 を 離 れ て 初 等 教 育 の 一 分 肢 と し た こ と に あ る ⁹⁾。手 工 教 育 と し て の ス ロ イ ド 教 育 に つ い て ，サ ロ モ ン は ，ス ロ イ ド 学 校 と 国 民 学 校 と の 統 合 を 主 張 し て い た 。横 山(2005)は ，サ ロ モ ン の ス ロ イ ド 教 育 の 実 践 の 検 討 か ら サ ロ モ ン が シ グ ネ ウ ス と 出 会 う 以 前 に 普 通 教 育 と し て の ス ロ イ ド 教 育 の 理 念 を 形 成 し て い た こ と を 明 ら か に し て い る ¹⁰⁾。 も の づ く り は ， ド イ ツ の ケ ル シ ェ ン シ ュ タ イ ナ ー や ア メ リ カ の デ ュ ー イ に よ っ て も 学 校 教 育 に 影 響 を 与 え た 。 教 育 学 の 歴 史 は ，も の づ く り に よ っ て も ，思 考 し 判 断 す る 力 を 養 う 方 法 を 取 っ て き て お り ， 形 式 陶 冶 の 一 翼 を 担 っ て き た と も 言 え る か も し れ な い 。

初 等 教 育 に お い て は ，も の づ く り を 行 う と き ，目 標 を た だ ち に 達 成 で き る 手 段 を 教 え ，そ れ を 適 用 し て 問 題 を 解 決 す る こ と に 陥 り や す い 。し か し な が ら ，目 標 の 定 め 方 を 誤 る と ， 計 画 性 の な い 試 行 錯 誤 の み の も の づ く り に な っ て し ま う 恐 れ も あ る 。

大 橋(2013)は 小 学 校 ， 中 学 校 で の 発 達 段 階 に お け る も の づ く り に つ い て ， 小 学 校 ， 中 学 校 と い う 学 校 種 は 異 な る が ，児 童・生 徒 は 発 達 段 階 に 応 じ て ，も の づ く り の 方 法 を 体 験 的 ，あ る い は 論 理 的 に 理 解 し ，ス キ ル を 修 得 す る こ と で ，さ ら な る も の づ く り の た め の ス キ ル ア ッ プ を 図 る こ と が 可 能 と な る ¹¹⁾。 と 述 べ て い る 。

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図 2-1 技 術 教 育 で 発 達 を 促 す 資 質 ・ 能 力 ^{1 2 )}

さ て,小 学 校 に お い て ，図2-1に 示 さ れ た す べ て の 態 度 や 能 力 の 育 成 を 目 指 す の は ， 困 難 で あ る か も し れ な い 。特 に 発 達 段 階 に 応 じ た 目 標 や 学 習 課 題 が ，設 定 さ れ る こ と が 望 ま れ る 。日 本 産 業 技 術 教 育 学 会 で は ，発 達 段 階 に 応 じ た 技 術 教 育 の あ る べ き 姿 と し て ，小 学 校 段 階 で は 図 2-2 に 示 す よ う な 概 念 の 形 成 や 実 践 力 の 発 達 を 促 す こ と が 望 ま し い と し て い る ¹²⁾。低 学 年 で は ，感 性 に 基 づ き ，巧 緻 性 の 発 達 な ど に 目 を 向 け て い る が ，中 学 年 や 高 学 年 で は ，も の づ く り の 計 画 と 実 行 に 重 き を 置 く よ う な 学 習 を 提 案 し て い る と い え る 。

図 2-2 発 達 段 階 に 応 じ た 技 術 教 育 の あ る べ き 姿 (小 学 校 )^{1 2 )}

世 界 的 に 見 て も ，諸 外 国 で は 初 等 教 育 か ら“Technology Education”を 始 め て い る 国 が 多 い 。例 え ば ，米 国 で は ，教 科 の 名 称 や カ リ キ ュ ラ ム は ，各 州 又 は 学 区 の 教 育 課

・ 技 術 的 な 課 題 解 決 と 価 値 創 造 に 取 り 組 む 自 律 的 な 態 度

・ 技 術 的 な 課 題 を 創 造 ・ 工 夫 し て 解 決 す る 力

・ 技 術 的 な 活 動 や 成 果 に 対 す る 技 術 的 な 評 価 力

・ 生 産 ， 利 用 ， 消 費 ， 廃 棄 に 対 す る 技 術 的 な 倫 理 観

・ 身 体 と 思 考 を 協 応 す る 能 力 ， 一 般 的 に は 器 用 さ と 言 わ れ る 巧 緻 性

・ 主 と し て 技 術 に 関 す る 職 業 ， 仕 事 へ の キ ャ リ ア 発 達

低 学 年 で は ，児 童 の 直 感 や 感 性 を 大 切 に す る と と も に ，手 の 感 性・ 巧 緻 性 の 発 達 を 主 眼 に し た 学 習 課 題 を 設 定 す る 。 中 学 年 で は 道 具 を 使 う 技 能 の 発 達 と と も に ，も の づ く り の 計 画 と 実 行 に 関 わ る 基 礎 的 概 念 の 形 成 を 促 す 。さ ら に 高 学 年 で は ，技 能 の 発 達 を さ ら に 促 す と と も に 合 理 性 や 最 適 解 を 意 識 し た 創 造 の 動 機 か ら 始 ま り ，設 計 ・ 計 画 ，製 作 ・ 制 作 ・ 育 成 ，成 果 の 評 価 と い う 一 連 の 初 歩 的 で 技 術 的 な 活 動 を 行 い ， も の づ く り の 設 計 と 実 行 に 関 わ る 概 念 ・ 実 践 力 の 発 達 を 促 す 。

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程 基 準 に 従 う も の の ，小 学 校 で は 合 科 的 に ，中 学・高 校 で は 選 択 又 は 必 修 科 目 と し て 技 術 教 育 に 相 当 す る 科 目 が 実 施 さ れ て い る ¹³⁾。 イ ギ リ ス で は ， 小 学 校 か ら 高 等 学 校 ま で ，“Design and Technology”が 位 置 づ け ら れ て い る 。日 本 産 業 技 術 教 育 学 会 が ま と め た 主 要 各 国 の K-12 の 中 の 技 術 教 育 に お け る 教 育 課 程 の 状 況 を 図 2-3 に 示 す ¹⁴⁾。 日 本 の 教 育 課 程 が い か に 系 統 的 に 組 織 さ れ て い な い か が わ か る 。 特 に 多 く の 国 が,日 本 で 言 う 小 学 校 中 学 年 以 上 で ， 技 術 教 育 を 進 め て い る 。

小 学 校 で は ７ 歳 か ら 12 歳 ま で は 具 体 的 操 作 期 と 分 類 し ，論 理 的・形 式 的 に 考 え る こ と が で き る よ う に な る が ， 思 考 内 容 は ま だ ， 未 熟 な 時 期 で あ る 。12 歳 以 上 に な る と 形 式 的 操 作 期 に 入 り ，思 考 は 完 成 し た 働 き を し ，科 学 的・実 験 的 思 考 が 可 能 と な る と さ れ て い る ¹⁵⁾。

小 学 生 の「 も の づ く り 」は ，発 達 段 階 の 視 点 か ら 見 る と 図 2-4 に 見 る よ う に ，緻 密 に 手 や 体 を 動 か す 巧 緻 性 の 発 達 が 際 立 っ て 高 い 。ま た ，図 2-5 に 示 す よ う に 小 学 生 の 発 達 段 階 で は ，も の づ く り へ の 意 欲 が 高 水 準 で 維 持 す る 年 代 で あ る こ と が ，先 行 研 究 か ら わ か っ て い る 。こ の 学 び に は ，就 学 前 か ら 小 学 校 低 学 年 に い た る 学 び の 継 続 が 重 要 と 考 え る 。

日 本 で は ，現 在 ，体 系 的 な も の づ く り 教 育 が 行 わ れ て い る と は 言 い 難 い が ，学 校 の 図 2-3 諸 外 国 に お け る 技 術 教 育 (文 献 ^{1 4 )}に よ り 著 者 作 成 ）

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様 々 な 場 面 で 関 す る 製 作 や 手 工 な ど は 行 わ れ て き た と 言 え る 。教 育 的 な 検 討 は ，19 世 紀 後 半 か ら 20 世 紀 初 頭 に 行 わ れ ，昭 和 24年 小 学 校 学 習 指 導 要 領 で ，記 述 さ れ た 。も の づ く り と も か か わ り が 多 か っ た「 理 科 」に お い て は ，経 験 主 義 教 育 課 程 か ら 系 統 主 義 教 育 課 程 へ の 転 換 と と も に 減 少 し て い く こ と に な っ た 。そ の 後 ，児 童 や 生 徒 の 興 味・

関 心 を 引 く 教 材 開 発 は 盛 ん に お こ な わ れ た が ，寺 田(2014)は 現 在 ，子 ど も 科 学 教 室 や お も し ろ 実 験 と い う も の づ く り の 情 意 面 や 認 知 面 を 重 視 し た 実 践 が 行 わ れ ，そ の 有 効 性 を 示 唆 し て い る も の の ，そ れ ら の 効 果 が 現 れ る し く み は ほ と ん ど 調 査 さ れ て い な い

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図 2-4 道 具 使 用 の 上 達 度 と 年 齢 と の 関 係 (橘 田 ら 1999)

(文 献 ^{1 7 )}に よ り 著 者 作 成 ）

0 20 40 60 80 100

8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

のこぎりをひく精度の上達度（％）

年齢

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図 2-5 意 欲 を 示 す 割 合 と 年 齢 と の 関 係 （ 土 井 2007）

(文 献 ^{1 7 )}に よ り 著 者 作 成 ）

も の づ く り 教 育 は ，こ の 発 達 段 階 を 踏 ま え ，系 統 的 に 配 置 す る こ と に よ っ て ，図 2- 1 に 示 さ れ た よ う な 態 度 や 能 力 が 身 に つ く と 考 え ら れ る 。ま た ，初 等 教 育 で は ，理 科・

科 学 等 で 学 ぶ 科 学 的 知 識 や 知 識 を も と に し た 思 考 力 を 育 み ，も の づ く り の た め の 解 決 力 を 醸 成 す る に も 適 し た 時 期 で も あ る 。世 界 各 国 が ，系 統 的 な 教 育 課 程 を 敷 い て い る の も ，K4～K6 あ た り の 概 念 形 成 ，実 践 力 の 発 達 に 着 目 し て い る こ と が 窺 え る も の で あ る 。

ア メ リ カ の 国 家 戦 略 と さ れ る STEM 教 育 は ， Science, Technology, Engineering,Mathematics の 理 系 教 育 を 総 称 す る も の で あ る が ，米 国 に お い て は ，政 府 の み な ら ず 民 間 か ら も 資 金 面 や 人 材 面 か ら そ の 教 育 を 推 進 し て い る 状 況 が あ る 。日 本 に お い て も ，将 来 の 国 際 的 な 科 学 技 術 関 係 人 材 を 育 成 す る た め ，先 進 的 な 理 数 教 育 を 実 施 す る 高 等 学 校 を ス ー パ ー ・ サ イ エ ン ス ・ ハ イ ス ク ー ル(SSH)と し て 指 定 し た 。 2011 年 に は ， 小 学 校 の 現 学 習 指 導 要 領 の 実 施 と な っ た が ， そ の 改 訂 で は 言 語 活 動 の 充 実 と と も に ， 理 数 教 育 の 充 実 が う た わ れ ，2017 年 3 月 に 公 示 さ れ た 学 習 指 導 要 領 で は プ ロ グ ラ ミ ン グ 的 思 考 を 養 う た め に プ ロ グ ラ ミ ン グ 教 育 が 必 須 化 さ れ た 。国 内 外 で ，科 学 技 術 教 育 が 新 し い 局 面 を 迎 え て い る 。STEM 教 育 は ，初 等 教 育 か ら 高 等 教 育 ま で ， 様 々 な 教 育 方 法 や 教 育 内 容 が 考 え ら れ て い て ， き わ め て 幅 広 い が ，Science, Technology な ど を 統 合 的 に 考 え て い く 流 れ は 一 致 し て い る 。Science,や Technology

0 20 40 60 80 100

8 9 10 11 12 13 14 15 16 ものづくりに意欲を示した子ども （％）

年齢

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の 基 礎・基 本 は ，根 底 に お き な が ら ，時 代 に 即 応 し た 新 し い 教 育 方 法 や 内 容 の 対 応 も 迫 ら れ て い る 。

第 2-4 節 設 計 学 習 の 意 義

第 2-4-1 項 も の づ く り 計 画 に 関 す る 先 行 研 究

本 研 究 で は ，も の づ く り 学 習 に お け る 設 計 と は ，作 品 に 対 す る 設 計 要 求 に 向 け ，方 法 や 手 順 を 計 画 的 に 考 え ，実 行 す る 過 程 と し て 捉 え て い る が ，も の づ く り を 計 画 的 に 行 う こ と に 関 し て は ， 作 業 段 取 り と い う 考 え 方 が あ る 。

作 業 段 取 り に 関 す る 先 行 研 究 と し て ，森 ，手 塚(1977)は ，作 業 段 取 り 能 力 を ，技 術 的 知 識 と 実 技 能 力 の 間 に 介 在 し ，両 方 に 帰 属 性 を も つ 能 力 と 考 え ，技 術 的 知 識 と 実 技 的 能 力 と を コ ン ト ロ ー ル す る 能 力 で あ る と 指 摘 し て い る ¹⁸⁾。さ ら に ，森(1995)は ，作 業 段 取 り 能 力 は ，感 覚 運 動 系 の 技 能 に お け る 作 業 段 取 り 能 力 の 変 化 に つ い て 訓 練 の 初 期 の こ ろ か ら そ の 萌 芽 が 見 ら れ る と し た ¹⁹⁾。 こ れ ら の 研 究 で は ， 作 業 段 取 り の 能 力 の 構 造 が 明 ら か に さ れ て お ら ず ， 認 知 的 な 計 画 の 過 程 に 関 し て は 触 れ ら れ て い な い 。 土 井(2004)は ，作 業 段 取 り を 最 適 な 方 法 や 順 序 を 志 向 す る 過 程 と 意 思 決 定 す る 過 程 及 び 工 具 な ど の 準 備 行 為 の 過 程 と し ， 教 育 実 践 の モ デ ル を 提 起 し て い る ²⁰⁾。 こ の よ う に 段 取 り は ，認 知 的 な 計 画 よ り も ，作 業 の 手 順 や 材 料・工 具 の 準 備 手 順 と い う 意 味 合 い が あ り ， 本 論 文 で 扱 う 認 知 的 な 計 画 と は ， 区 別 し て 考 え る 。

計 画 の 認 知 過 程 に 関 す る 研 究 と し て ，Miller,Galanter&Pribram(1960)は ， TOTE(Test-Operate-Test-Exit)単 位 モ デ ル を 提 唱 し ，計 画 を 実 行 す る と き テ ス ト の 機 構 に お い て 合 格 す れ ば 計 画 は 実 行 さ れ ，不 合 格 で あ れ ば 再 帰 的 に 戻 る 階 層 構 造 を 示 し た ²¹⁾。 計 画 を 時 系 列 だ け で は な く ， こ の モ デ ル に よ っ て 階 層 化 し た こ と に 注 目 す る こ と が で き る 。Sacerdori(1977)は 計 画 の 中 の 目 標 の 達 成 に つ い て ，別 の 一 つ の 下 位 目 標 を 考 え る だ け で は な く ，複 数 の 独 立 し た 下 位 目 標 を 考 え る こ と が 一 般 的 で あ る と 指 摘 し た 。問 題 解 決 に お い て も 下 位 目 標 の あ り 方 に つ い て は ，重 要 な 要 素 で あ り ，も の づ く り に お い て も ，下 位 目 標 が 有 効 に 作 用 す る 場 面 も 多 い ²²⁾。ま た ，Wilensky(1983) は 人 の 計 画 に 関 す る 情 報 処 理 シ ス テ ム を 4 シ ス テ ム か ら 構 成 さ れ る と 指 摘 し た 。1つ め は 望 ま し い 状 態 を 見 つ け る シ ス テ ム ，2つ め は 目 標 に 関 わ る 作 業 を 行 い 新 た な 目 標 を 組 む シ ス テ ム ，3 つ め は 提 案 さ れ た 計 画 実 行 に よ る 予 測 ，４ つ め は 望 ま し い 計 画 に 従 い 実 行 す る シ ス テ ム で あ る 。 教 育 活 動 に つ い て の 計 画 に 関 す る 指 摘 も あ る 。

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Conway(1989)は ， 計 画 の 役 割 は ， 児 童 ・ 生 徒 の 自 律 的 課 題 解 決 活 動 を 促 進 さ せ ， 課 題 解 決 を 実 行 す る 際 ，符 号 化 処 理 の 重 要 さ を 気 づ か せ る こ と に あ り ，活 動 の チ ェ ッ ク リ ス ト の よ う な 機 能 が あ る と し て い る ²³⁾。

こ れ ら を 総 括 す れ ば ， 計 画 に 関 わ る 認 知 過 程 は ， 様 々 な 視 点 か ら 指 摘 さ れ て お り ， 一 定 の も の に は な っ て い な い と 言 え る 。ま た 効 果 を 明 ら か に す る こ と に 課 題 が 残 さ れ て い る と 言 え る 。

本 論 文 で は 設 計 を ，設 計 要 求 に 対 す る 計 画 と 実 行 の 過 程 と 定 義 し て い る が ，設 計 の 概 念 は 広 く ，初 等 教 育 で 扱 う 認 知 的 な 計 画 は ，設 計 の 概 念 の 中 に 含 ま れ る も の と し て ， 扱 っ て い る 。

第 2-4-2 項 設 計 と 学 習

著 者 は ，こ れ ま で ，多 く の 小 学 校 で ，も の づ く り 教 材 を 用 い て ，授 業 実 践 を 行 っ て き た ²⁴⁾。 課 題 解 決 と 価 値 創 造 に 取 り 組 む 自 律 的 な 態 度 や 様 々 な 課 題 を 創 造 ・ 工 夫 し て 解 決 す る 力 が 育 つ 姿 を 見 て ，実 際 に 体 感 し ，評 価 し て き た 。そ れ は ，き わ め て 能 動 的 な 学 習 で あ る が ゆ え に ，そ こ に 体 系 化 し た 教 育 方 法 を 持 っ て ，そ の 教 育 効 果 を 高 め る こ と に 本 論 文 の 意 味 が あ る と 考 え る 。

体 系 化 し た 教 育 方 法 と は ，も の づ く り 教 育 に お い て は ，も の づ く り の 過 程 に 即 し た 学 習 と い え る 。も の づ く り を 学 ぶ に は ，構 想 ，設 計 ，製 作 ，評 価 ，発 表 と い っ た も の づ く り の 過 程 の う ち ，製 作 ，評 価 ，発 表 の 過 程 は 注 目 さ れ や す く ，製 作 で は ，そ の 知 識 や 技 能 を 教 示 す る こ と が 中 心 と な り ，短 期 間 で も 力 を つ け る こ と が で き る 。し か し な が ら ，構 想 か ら 設 計 に 至 る 過 程 は ，思 考 力 や 判 断 力 に 関 わ る と こ ろ が 多 く あ り ，初 等 教 育 か ら 系 統 だ っ た 学 習 が 必 要 で あ る と 考 え ら れ る 。設 計 は ，高 度 な 能 力 が 求 め ら れ る 作 業 で あ り ，そ の 教 育 に つ い て 考 え た と き ，一 般 的 な 過 程 は ，ヘ ル バ ル ト 派 の 教 授 段 階 説 （ 分 析 ， 総 合 ， 連 合 ， 系 統 ， 方 法 ） と の 類 似 性 を 見 つ け ら れ る 。

こ の よ う な も の づ く り の 過 程 は ， キ ル パ ト リ ッ ク に よ っ て 提 唱 さ れ た Project Method ²⁵⁾が 理 論 的 背 景 に な っ て い る と 考 え ら れ る 。学 習 の 過 程 に お い て ，目 標 を た て ，そ の 実 現 の た め に 計 画 を 立 て 実 行 す る 。ま た ，そ の 実 行 結 果 を 再 点 検 す る 。す な わ ち ，Project Method は ，目 的 か ら 計 画 ，実 行 へ と 進 む 。通 常 ，問 題 解 決 は 目 的 と い う よ り も 問 題 の 理 解 か ら 計 画 を 進 め る こ と に な る と 考 え ら れ て い る 。Project Method は 目 的(purpose)と い う 言 葉 を 強 調 し た が ， デ ュ ー イ は そ の 場 合 の 教 師 の 役 割 を 重 要 視 し た ²⁶⁾。す な わ ち ，学 習 者 自 身 が 目 的 を 持 つ こ と は 難 し く ，教 師 の 果 た す 役 割 が 大

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き い と い う こ と を 示 唆 す る も の で あ る 。ま た ，ピ ア ジ ェ は 子 ど も の 思 考 に 関 わ る 発 達 段 階 を ， 具 体 的 操 作 段 階 か ら 形 式 的 操 作 段 階 へ 進 む と し て い る ²⁷⁾。 こ の こ と は ， 構 想 ，設 計 が 抽 象 的 で あ り ，い き な り ，目 的 や 動 機 を 持 っ て 学 習 を 進 め て い く こ と が 困 難 と い う こ と に も つ な が り ，教 師 の 支 援 が 必 要 な こ と を 裏 付 け る 。教 師 が 仕 掛 け を 施 し た 教 育 方 法 に よ り ，学 習 者 の 具 体 的 な 問 題 解 決 に 支 援 が 行 わ れ ，構 想 ，設 計 ，製 作 ， 評 価 ，発 表 の 流 れ を ス ム ー ズ に 認 識 し ，計 画 的 に 製 作 し て い く と い う 能 力 が 育 ま れ る 。 も の づ く り を 計 画 的 に す る と い う こ と は ，先 に も 述 べ た よ う に ，思 考 力 や 判 断 力 に 裏 付 け ら れ る も の で あ り ，こ れ ま で の も の づ く り の 実 践 の 場 面 で 多 く 見 ら れ た ，技 能 ・ 技 術 や 達 成 感 に 主 眼 を 置 い た 教 育 の 内 容 よ り ，一 線 を 画 し ，次 代 を 担 う 子 ど も に 必 要 な 力 を つ け て く れ る も の に な る 。

す な わ ち ，図 面 を 見 て ，そ の と お り に 製 作 す る こ と は で き て も ，自 ら 工 夫・創 造 す る よ う な 作 品 や 製 品 の 製 作 に は 対 応 で き な い 。こ れ に 対 応 す る に は ，設 計 す る 力 が 必 要 で あ る 。今 日 に お け る 学 び の 形 態 は ，か つ て の よ う に 教 員 な ど の 知 識 の 源 よ り 知 識 や 技 能 の 獲 得 を 重 要 視 す る も の か ら ，人 や そ れ を 取 り 巻 く 環 境 と の 相 互 関 係 ，思 考 力 や 判 断 力 を 重 要 視 す る 知 の 構 築 へ の 転 換 を 考 え る よ う に な っ て い る 。も の づ く り 教 育 に お い て も ，児 童 や 生 徒 が 能 動 的 に 思 考 し ，計 画 的 な も の づ く り を す る と い う こ と が ， 将 来 の 生 活 や 職 業 に も 役 立 つ 力 を 育 む と 考 え る 。

一 般 に ，科 学 は 科 学 者 や 研 究 者 の 個 人 に 内 発 す る 真 理 探 究 心 や 好 奇 心 に よ っ て 動 機 づ け ら れ た「 好 奇 心 駆 動 」で あ る の に 対 し て ，技 術（ 工 学 ）は あ る 使 命 を 果 た す た め に 行 わ れ る「 指 令 指 向 」型 で あ る ¹⁶⁾。科 学 の 方 法 論 で あ る 仮 説 と 技 術 の 方 法 論 で あ る 設 計 は よ く 似 て お り ，寺 田(2014)は 仮 説 を 設 計 に 変 え る こ と は 可 能 で あ る と 言 及 し て い る 。 一 方 で ， 寺 田 は ， 理 科 と 技 術 の 融 合 の 問 題 点 も 指 摘 し て お り ¹⁶⁾， も の づ く り は ， 学 習 者 が 環 境 に 働 き か け ， 新 し く 「 も の を つ く る （ 構 成 す る ）」 と い う 構 成 主 義 の 立 場 で 学 習 す る 。後 述 ，Kolodner,J.L.の“Learning By Design(LBD)”に お い て も ， 理 科 教 育 に お け る「 も の づ く り 」と 言 う 立 場 が 主 で は な く ，「 事 例 に 基 づ く 推 論 case- based reasoning(CBR)」 に よ っ て 示 さ れ た 認 知 モ デ ル に 基 づ き ，「 経 験 か ら 得 ら れ る 学 習 モ デ ル Problem based leaning(PBL)」 を 基 本 と し て い る と 主 張 し て い る 。 も の づ く り は ，学 習 の 意 欲 や 関 心 を 高 め る の は 言 う ま で も な い が ，科 学 の 真 理 や 原 理 を 必 ず し も 学 ん で い る と は 限 ら な い 。真 理 や 原 理 を 追 求 す る 場 合 の 理 科 実 験 や 観 察 と 異 な り ，も の づ く り は 限 定 さ れ た 制 約（ 設 計 仕 様 ）を も っ て 進 め る こ と で ，制 約 の 中 で 様 々 な 試 行 錯 誤 を す る こ と と な る 。例 え ば 一 般 的 な シ ス テ ム 設 計 で は ，す べ て の 要 素 を 変 数 と す る の が 原 理 的 で あ る が ，教 育 上 の 指 導 計 画 と し て は ，一 部 の 要 素 に つ い て 変 数