なぜ生徒実験をしなければならないのか－高校における物理授業実践からの考察－
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(2) な ぜ 生 徒 実 験 を しな けれ ば な らな い の か 一 高校 に お け る物 理 授 業 実 践 か らの考 察 一. 教 科. ・領 域 教 育 専 攻. 自 然 系(理. 科)夜. 間 コー ス. MO7204G 森. 本. 雄. 一. 揮 で き な か っ た。 1は. じめ に. 日本 で は 、 第1次. 学 習 指 導 要 領 に は 目標 と し て"観 ど を 行 い"と. 察,実. 験な. 書 か れ て い る が 、 最 近 の 大 学1年. 世界大 戦後 、科学技術の重. 要 性 が 指 摘 され 、 政 府 主 導 で 大 正7年(1918)に 「中 学 校 物 理 及 化 学 生 徒 実 験 要 目 」が 作 成 さ れ 、. 生 に 対 す る調 査 に よ る と、 高校 で の 物 理 実 験 の. 師 範 中 学 校 に お い て 生 徒 実 験 が 義 務 化 され た 。. 経 験 は 、 生 徒 実 験 は 平 均6.1回. こ の 後 、 ス プ ー トニ ク シ ョ ッ ク に 端 を 発 す る 世. 学 生 は 生 徒 実 験 を1回. で あ り 、2割. の. も 経 験 し な か っ た こ とが. 界 的 科 学 教 育 改 革 運 動 に 伴 い 、昭 和40年. 前 後に. 明 らか にな って い る。 最 先 端 の 科 学 研 究 に お い. も生 徒 実 験 は 活 発 に 行 わ れ た 。歴 史 的 に み れ ば 、. て 実 験 に よ る検 証 は 不 可 欠 で あ る に もか か わ ら. 生 徒 実 験 の 流 行 は 、 富 国 強 兵 、殖 産 興 業 とい う. ず 、 教 育 に お い て 生 徒 実 験 は 軽 視 され て い る の. 社 会 の 要 請 と 状 況 が 大 き く 影 響 して い る 。. が 現 状 で あ る 。 生 徒 実 験 の 意 義 と効 果 、 そ し て そ の 必 要 性 を 明 ら か に す る こ と は 「確 か な 学 力 」3高 を 重 視 す る 現 在 の 教 育 に お い て 最 も 重 要 な 課 題T工 の 一 つ で あ る と 考 え られ る 。(3単 本 研 究 で は 、「な ぜ 生 徒 実 験 を し な け れ ば な ら な い の か 」 と い う生 徒 か ら の 問 い か け に 答 え る こ と を 目標 と して 設 定 し 、 生 徒 実 験 の 意 義 と 効(1)生. 校 物理生徒 実験 の実践 業 高 校2年. 生5ク. 位)の 授 業 に お い て 、2008年4月. 調 査 ・分 析 を 行 っ た 。 徒 実 験 法 の 改 良 と実 践 文献調 査の成果. 授 業 に お け る 生 徒 実 験 の 実 践 を 通 し て 研 究 し、. に基 づ き 、 二 人 一. 生 徒 実 験 が 本 来 の 教 育機 能 を発 揮 す る た め の 一. 組 を基 本 と し、 自. 助 と な る こ と を 目的 と した 。. 作 した 簡 易 な器 具. 徒 実 験 の 歴 史(文. ドイ ツ に お い て1820年. 献 調 査)定 頃 に一 部 の 中等 教 育. よ り12. 月 ま で 、 生 徒 実験 を 実 施 し、 そ の結 果 につ い て. 果 を 、 歴 史 を 中心 と した 文 献 調 査 と 、 高校 物 理. 2生. ラ ス を 対 象 に 、 物 理1. 性 実験 を中心 と. 一1/一. した 、 自 然 認 識 と. 図1水. 波観 察器. に お け る 学 校 で 始 め ら れ た 生 徒 実 験 は 、1・909年. 探 求 手段 の 修 得 を 主 な 目的 と した 以 下 に 示 す. にハ ー ン が生 徒 実 験 書 を 出 版 し、 生 徒 実 験 の 普. 実 験 を 実 施 した。. 及 に 大 きな役 割 を 果 た した 。 イ ギ リスで は ア ー. ① 水 波 観 察 器(観. 察 力 、自 然 現 象 認 識)(図1). ム ス トロ ン グ が 、 実 験 ・観 察 を 学 習 の 基 本 と す. ② 波 動 実 験 器(器. 具 製 作 、忍 耐 力 、実 験 操 作). る発 見 的 教授 法 を確 立 し、 そ れ が 現 在 の 日本 に. ③ 「な ぜ 見 え る か 見 え な い か 」(考 察 ・思 考 力). お け る理 科 教 育 の 基 礎 とな っ て い る。 しか し、. ④ 電 流 が 作 る磁 界 と磁 力 線(現. 当 時 か ら知識 中心 の 試 験 制 度 、授 業 時 間 不 足 な. ⑤ オ シ ロ ス コ ー プ に よ る 音 波 の 観 察 と測 定. ど 実 施 上 の 問 題 が あ り 、 そ の 成 果 が 十 分 に は 発(現. 象 の 可 視 化). 代 化 、 パ ソ コ ン の 測 定 器 と し て の 活 用).
(3) ※()内. は 実験 の主 な 目的 を示 す。. 与 す る 可 能 性 が あ る こ と を 示 唆 して い る 。. (2)実 験 成 果 の 検 出(3)研 ①. 究 実 験 と教 育 実験 は 目的 が 異 な り、 そ. 質 問 紙 に よ る 調 査:「 物 理 に 関 す る 原. の 差 を意 識 して 生 徒 実 験 を行 わ せ る必 要 が. 体 験 調 査 」 と 「実 験 操 作 に 関 す る 体 験 調 査 」. あ る こ と が 示 さ れ た 。 今 回 、 簡 易 な 手 作 り器 具. に よ る定 期 考 査 成 績 との 相 関 調 査. を 用 い て2人. ②. 実験 操 作 や 考 察 に 関 わ る度 合 い が 増 加 した。. 生 徒 実 験 レ ポ ー ト分 析:感. 想 分 析 と定. 期 考 査 成 績 と の 相 関 調 査iftmere分. 4結. 析 オシ・スコー允 よる音波の観察と測定1. 果 の 分 析 と考 察. (1)生. 一 組 の 実 験 を行 っ た 結 果 、生 徒 が. 、. 徒 実 験 は ・ 産 業 発 展 ・ 軍 備 の 近 代 イヒな92. ど 社 会 情 勢 の 影 響 を 受 け 、 政 府 の 政 策 に よ り隆. 一2. 盛 した 。そ の 効 果 は 遅 れ て 出 現 し 、科 学 の 準 歩 、.、 工 業 発 展 に 寄 与 し て お り 、 理 科 教 育 に 生 徒 実 験1-B項. 目i. は 不 可 欠 で あ る と 考 え ら れ る 。 し か し 、 知 識 中L一. 一一 一 一 」 図3実 験 観察分析(オ シ ロス コー プに よる音波 の 観察 と測定). 心 の試 験 制 度 、授 業 時 間 不 足 、 生 徒 数 過 大 、 実 験 器 具 不 足 等 、 衰 退 す る 構 造 を 持 つ て お り、 現 在 も 同 じ原 因 で 生 徒 実 験 は 一_実 哀 退 して い る。 (2)生 実験. 験 レ ポ ー トの 感 想 分 析 か ら 、 生 徒 が そ の 実 験 か ら受 け た影 響 を グ ラ フ化 す る こ とに よっ て. 徒 実 験 レ ポ ー トの 感 想 分 析 か ら は 、生 徒( 図3)目 に対 す る生 徒 の感 想 と定 期 考 査 成 績 との 間. 認. 的 を明 確 化 した 生 徒 実 験 の 効 果 が 確. で きた 。 に 明 確 な 相 関 は 認 め ら れ な か っ た 。 ま た 、「物 理 に 関 す る 原 体 験 」 項 目 数 と 定 期 考 査 成 績 との 間 に も 、 ほ とん ど相 関 は 認 め ら れ な か っ た 。. 5ま と め と提 言 本研 究 で は 、 歴 史 を 中 心 と した 文 献 調 査 と 、. 「実験 操作に関す る体験 」数 一脅査平 均点. 高 校 物 理 授 業 にお け る生 徒 実 験 の 実践 を 通 して 、. ::瞬 濡 黙. 署. 撫. 華 聾. 1:i盤 譲講 考査成績平均点'発 図2「. 実験操作に関す る体験」数と考査平均点. 生徒実験の目的とそのあり方を明らかにするこ. 難 灘1欝1 的 に 取 り組 む 意 欲 を 引 き 出 し. 、感 性 に 「+勾. 配 」 を 与 え る構 造 を持 っ た 生 徒 実験 が 有 効 で あ. しか しな が ら、 生 徒 が 過 去 に経 験 した 、実 験 に. る こ とが 示 され た。 生 徒 や 教 師 が 、 生 徒 実 験 の. 必 要 な基 礎 技 能 経 験 項 目数 と、 知識 や 計 算 能 力. 意 義 を き ちん と認 識 す る こ とが 、 よ り高 い 教 育. を 必 要 とす る 定 期 考 査 得 点 に は相 関 が 認 め られ. 効 果 を 上 げ る こ とに 繋 が る こ と示 して お り、 今. た(図2)。. 後 、こ の よ うな 「 教 育 実 験 論 」的 研 究 を行 って 、. この こ とは 、 定 期 考 査 の 成 績 が 高 い 生 徒 は 、 長 さ、 質 量 、 時 間 、 温 度 な どの 測 定 経 験 数 が 多. そ の成 果 を教 育 現 場 に広 く普 及 す る こ とが 重 要 で あ る と考 え られ る。. い こ とを 示 して い る。 こ れ らの結 果 は 、 実験 を 行 っ た こ とに よ る教 育 的 成 果 はす ぐ に は 出 現 し. 主任指 導教員. 庭. 瀬. 敬. 右. な い が 、 将 来 的 に は知 識 を 中心 と した 学 力 に 寄. 指 導 教 員. 庭. 瀬. 敬. 右.
(4) 第1章. 序 論. 1.1問. 題 の所 在. こ れ ま で27年 自分 が. に わ た り高 校 で 物 理 の 授 業 を 担 当 し 、 生 徒 実 験 を 指 導 し て き た が 、. 「な ぜ 生 徒 実 験 を し な け れ ば な ら な い の か 」 と い う 問 い に 対 す る 明 確 な 答 え を. 持 っ て い な い こ と に 当 惑 した 。 ま た 、 理 科 教 育 に 熱 心 に 取 り組 ん で い る 教 師 に尋 ね て も 、 明 快 な 答 え は 得 られ な か っ た 。 従 来 、 教 師 も 生 徒 も 物 理 の 授 業 に お い て 生 徒 実 験 をす る こ と は. 「あ た り ま え 」 で あ っ た し 、 そ れ は 何 よ り 喜 び で あ っ た 。 実 験 の 嫌 い な. 生 徒 は い た と し て も 少 数 で 、 決 して この よ う な 質 問 を 教 師 に 向 か っ て す る こ と は な か っ た 。 し か し 、 中 澤1)は. 「以 前 は 、 ど の 生 徒 も 「化 学 の 勉 強 は よ く 分 か ら な い け ど 、. 実 験 は お も し ろ い か ら好 き 」 と 言 っ て い た が 、 現 在 で は 物 事 に 興 味 を 持 た ず 、 ま た 不 器 用 な た め 、 「面 倒 だ か ら 実 験 す る の は 嫌 い 」 と い う 生 徒 が 目 に つ く よ う な あ り さ ま に な っ て き て い る 」 と実 験 嫌 い の高 校 生の 増 加 を指 摘 して い る。 また 、 実験 教 育 に熱心 に 取 り 組 ん で い る 教 員 か ら 、 「実 験 の よ う な 遊 び は や め て 、 早 く 授 業 し て く だ さ い 。」 と言 う高 校 生 の 話 や 、大 学 の理 工 系 の学 生 実 験 で. 「な ぜ 、 実 験 し な け れ ば な ら な い の. で す か 、 能 書 き は い い か ら早 く結 果 を 教 え て く だ さ い 」 と 言 う 大 学 生 の 例 を 聞 い た 。 従 来 、 こ の よ う な 問 を 生 徒 ・学 生 が 口 に す る こ と は あ り 得 な か っ た が 、 こ の よ う に 身 近 に. 「実 験 を 好 ま な い 」 生 徒 ・学 生 の 存 在 が あ る と す る と 、 潜 在 的 に 思 っ て い る 生 徒. も 含 め て 、 か な り多 く の 実 験 を 好 ま な い 生 徒 が 存 在 す る こ と が 考 え ら れ る 。 そ れ 以 上 に 、 実 験 す る と 授 業 進 度 が 遅 れ る か らな る べ く し な い で 欲 し い と要 求 す る 理 科 教 師 が い る と 聞 く と 、 実 験 を 好 ま な い 教 師 の 存 在 も 考 え な く て は な らず 、 そ れ は 、 実 験 を好 ま な い 生 徒 を 作 り 出 し 、 そ の 生 徒 が 理 科 教 師 に な り、 実 験 を せ ず 実 験 を好 ま な い 生 徒 を再 生 産 す る と い う状 況 が 生 まれ て い る可 能 性 が あ る 。 この 問題 は 、 ひ とつ には セ ン タ ー 試 験 を は じ め とす る 、 大 学 入 学 試 験 の 影 響 が あ る と 思 わ れ る 。 全 く 生 徒 実 験 を せ ず に 大 学 の 理 工 系 学 部 、教 員 養 成 系 学 部 に入 学す る 生 徒 な ど、 高 校 に お け る 生 徒 実験 の 問 題 は 、 現 在 か ら将 来 ま で 大 き な 影 響 を 持 つ 問 題 で あ る と 思 わ れ る 。 ま た 、 学 校 に お け る 生 徒 実 験 は 、 生徒 を育 て る と同時 に教 員 を 育 て る シス テ ム とな っ て い た こ と に 注 目 しな けれ ばな らな い 。物 理 選 択 者 が 減 少 し、物 理 を教 え る教 員 が 一 人 にな れ ば 、 教 員 が 先 輩 教 員 か ら実 験 指 導 を 受 け る 機 会 が な く な っ て し ま う 。 知 識 を得 る た め の学 習 に つ いて は、 定 期 考 査 を は じめ とす る成 果 の検 出方 法 が確 立. 1.
(5) さ れ 、 広 く行 わ れ て い る 。 と こ ろ が 、 生 徒 が 実 験 を し た 結 果 得 られ た 成 果 を 検 出 す る 方 法 は 確 立 され て い な い 。 この た め 、本 で 学 ん だ だ け の 知 識 で は定 着 が悪 い か ら、 よ り 分 か り 易 く 印 象 に 残 り 記 憶 を 助 け る こ と が 実 験 の 目 的 と 考 え られ る こ と が あ る 。 し か し 、 せ っ か く 時 間 を か け て 生 徒 実 験 を し た の に 、 テ ス ト を し て み る と期 待 し た よ う に 成 果 が 上 が らな い こ とは 、 多 くの 教 員 が 経 験 して い る こ とで あ る。 これ は 、 生 徒実 験 が 始 め ら れ た20世. 紀 の 初 期 か ら 、 常 に 問 題 と な っ て き た こ とで あ る に も か か わ ら. ず 、 未 だ に 同 じ こ と を 繰 り返 し て い る 。 こ れ は 、 教 員 が 生 徒 実 験 の 意 義 や 目 的 を ど の よ う に 認 識 し て い る か に よ る も の で あ り、 本 論 文 の 議 論 の 中 枢 を な す 問 題 で あ る 。 生 徒 実 験 の 成 果 を 検 出 す る 方 法 を い か に研 究 し 、 見 い だ す か が こ の 問 題 を 解 く 上 で 重 要 で あ り、 求 め られ て い る と認 識 して い る。. 1.2研. 究 の動 機. 普 通 高 校 で19年. 、 工 業 高 校 で8年. 間 に私 が これ まで 求 め 、実 践 して きた の は生 徒. 実 験 を重 視 した 授 業 で あ る。 現 任 校 で は上 級 学 校 へ の 受 験 を意 識 した 授 業 よ りも、 計 算 や 論 理 的 な 思 考 が 苦 手 な 生 徒 に 対 して 、 ど の よ う な 授 業 が 役 立 ち 興 味 を も ち 取 り組 ん で く れ る の か と い う こ と が 重 要 な 観 点 で あ っ た 。 実 験 器 具 の 紛 失 ・破 損 、 説 明 を 聞 か な い、 聞 い て も誤 解 す る 、一 部 の 生徒 が実 験 し他 の生 徒 は 結果 を書 き写 す だ け 、 と い う 生 徒 の 問 題 の 他 、 実 験 器 具 や 費 用 、 時 間 の 不 足 な ど 、 様 々 な 問 題 に 対 応 しな が ら 生 徒 実 験 を 行 っ て き た 。 この よ うに 書 く と、 本 校 が 悪 条 件 にお か れ た 特 殊 な学 校 の よ う に 思 わ れ る が 、 他 校 の 様 子 を 聞 く と大 な り 小 な り ど の 学 校 も 同 じ よ う な 問 題 を 抱 え て お り、特 殊 な例 で は な い とい う こ とが わ か った が 、 この よ うな 問 題 は性 質 上発 表 さ れ る こ とが 少 な い と思 わ れ る 。 「な ぜ 生 徒 実 験 を し な け れ ば な ら な い の か 」 と い う 問 は 私 自 身 が 直 接 生 徒 か ら 問 わ れ た も の で は な い が 、 す べ て の 教 員 が答 え る べ き理 科 教 育 の 根 本 に 関わ る 問 で あ る と 考 え 、 あ え て 修 士 論 文 の テ ー マ と し て 取 り組 ん だ 。 教 室 で の 授 業 よ り 、 生 徒 実 験 を好 む 生 徒 達 に 対 し て 、 前 述 した よ う に 出 来 る だ け 実 験 を 多 く 行 っ て き た 。 し か し 、 一 般 的 に は 生 徒 実 験 の 実 施 回 数 が 減 少 し て い る こ と が 指 摘 さ れ て い る 。 山 路2)や. 内 村3). ら の 報 告 に よ れ ば 、 一 度 も 生 徒 実 験 を行 わ ず に 高 校 を 理 工 系 や 教 育 系 の 大 学 に進 学 す る 学 生 が 、1割. か ら2割. 存 在 す る こ と が 明 ら か に な っ て い る 。 ま た 、私 が 所 属 す る 「兵. 庫 物 理 サ ー ク ル 」4)自 体 が 、 高 校 物 理 教 員 が 中 心 と な り 「高 校 生 や 教 員 の 理 科 離 れ 、. 2.
(6) 実 験 離 れ を 防 ぐ こ と 」 を 目的 に 設 立 さ れ た も の で あ り、 最 近 で は 、 高 校 物 理 を 教 え る 若 い 教 員 か ら 、 高 校 時 代 ほ と ん ど 生 徒 実 験 を し た 記 憶 が な い と い う 話 を 聞 く こ とが 多 くな っ た 。 近 代 科 学 は 実 験 に よ る 検 証 を 行 な う こ と に よ り、 初 め て 科 学 の 方 法 を 確 立 した も の で あ る 。 未 知 の 現 象 を 対 象 とす る 科 学 研 究 に と っ て 、 実 験 に よ る 理 論 の 検 証 は 不 可 欠 で あ る 。 し か し 、 す べ て 既 知 の こ と を 学 ぶ 学 校 教 育 に お い て は 、 同 じ 論 理 は 成 り立 た な い 。 す で に 歴 史 的 に検 証 済 み の理 論 を あ らた め て 精 度 の劣 る器 具 を もち いて 短 時 間 で 検 証 実 験 を 行 っ て も 、 適 切 な 結 果 が 得 られ な い 場 合 が 多 い 。 う ま く検 証 出 来 な か っ た 場 合 、 実 験 が 逆 効 果 に な る 場 合 も 考 え られ る の に 、 な ぜ あ え て 生 徒 実 験 を 行 う の だ ろ う か 。 こ の 間 は 教 育 に お け る 実 験 の 意 味 と意 義 を 明 確 に す る た め に 不 可 欠 の 問 で あ り 、 こ の 間 に 解 答 を 与 え な く て は な らな い 。 さ も な け れ ば 、 明 確 な 方 針 を 持 た ず 、 試 行 錯 誤 し な が ら そ の 時 代 の 情 勢 に 左 右 さ れ て 、 生 徒 実 験 は 隆 盛 と退 潮 を 繰 り返 す こ と に な る と 思 わ れ る 。 本 研 究 の 成 果 を 元 に 、 今 後 の 教 育 に お け る 実 験(以 と 記 す)に. 関 す る 理 論(以. 下 、 教 育 実 験 論 と 記 す)を. 下、教育実験. 、 高 校 に お け る物 理 生 徒 実 験 を. 実 践 す る 授 業 を 通 じ て 研 究 し 、 教 育 実 験 を 適 切 に 活 用 した 物 理 教 育 を 実 践 して い き た い と考 え た こ と が 、 本 研 究 の 動 機 で あ る 。. 1.3研. 究 の. 1。3.1研. 目 的 と 研 究 方 法. 究 の 目 的. 「な ぜ 生 徒 実 験 を し な け れ ば な ら な い の か 」 と い う 問 に 対 し て 、 確 立 さ れ た 定 説 が な い の で あ れ ば、 本 論文 はそ の こ と を明 らか にす る役 割 を果 たす 。 次 に、 本 論 文 の結 論 と し て こ の 間 に 対 す る 一 つ の 解 答 を提 出 し 、 今 後 の 議 論 の た た き 台 と す る こ と が 出 来 る。 この問題は. 「教 育 実 験 論 」 に 関 わ る 問 題 で あ り 、 板 倉 の い う 「授 業 科 学 」5)と. 関 連 さ せ 議 論 す べ き も の と考 え る 。 研 究 の 目 的 と し て 、 1生. 徒 実 験 は 何 を 目 的 と し て 行 い 、 ど の よ う な 効 果 が あ る の か を 明 らか に す る 。. 2生. 徒 実 験 の効 果 を検 出す る 調査 方 法 を研 究 す る。. 3生. 徒 実 験 実 践 を 通 し て 、 物 理 教 育 に 有 効 な 生 徒 実 験 の 要 件 を 明 らか に す る 。. 以 上 、3点. を 明 確 に す れ ば 、 「な ぜ 生 徒 実 験 を し な け れ ば な ら な い の か 」 と い う 問 に. 答 え る こ と が 出 来 る 。 科 学 研 究 に は 実 験 に よ る 理 論 の 検 証 が 不 可 欠 で あ り、 そ れ が 科 学 の 方 法 で あ る こ と は 周 知 さ れ て い る。 し か し 、 学 校 教 育 に お い て 生 徒 実 験 が 不 可 欠. 3.
(7) で あ る か ど う か は 明 確 に 認 識 さ れ て い な い 。 こ の 点 を 明 確 に す る こ と は 、 上 記1の. 問. に答 え る た め に重 要 な 問 題 で ある 。 ま た 、 本 研 究 は 実 践研 究 で あ り、理 論 的 な解 明 を 目 指 す と 同 時 に 、 教 育 実 践 に 役 立 つ 具 体 的 な 方 策 の 提 案 が 必 要 で あ る 。 上 記2,3の 目 的 を 達 成 す る た め に は 、 具 体 的 な 方 法 を 例 示 し て 論 述 す る こ とが 出 来 な け れ ば な ら ない。. 1.3.2研. 究 方 法. (1)生 徒 実 験 の 歴 史 に つ い て の 文 献 調 査 近 代 理 科 教 育 自体 が 外 国 か ら 取 り入 れ ら れ た も の で あ り、 生 徒 実 験 も 同 様 で あ る 。 そ こ で 、生 徒 実 験 の 発 祥 か ら 、 日 本 へ の 導 入 、 日 本 で の 発 達 過 程 を 調 査 し た 。文 献 は 、 兵 庫 教 育 大 学 図 書 館 の蔵 書 を 中心 にイ ン ター ネ ッ トによ る論 文 検 索 な ど も併 用 し調 査 し た 。 イ ギ リ ス 、 ドイ ツ 、 日本 に お け る 生 徒 実 験 の 歴 史 に つ い て 、 教 育 方 法 論 、 教 育 技 術 論 、 具 体 的 指 導 例 な ど につ いて 調 査 を行 っ た 。 (2)高 校 物 理 生 徒 実 験 の 実 践 T工. 業 高 校2年. 4月 よ り12月 ①. 生5ク. ラ ス を 対 象 に 、 物 理1(3単. 位)の 授 業 に お い て 、2008年. ま で 、 生 徒 実 験 を 実 施 し 、 そ の 結 果 に つ い て 調 査 ・分 析 を 行 っ た 。. 実験 成果の検 出 1.質 問 紙 に よ る 調 査. 「物 理 に 関 す る 原 体 験 調 査 」 と 「実 験 操 作 に 関 す る 体 験. 調 査 」 に よ る定 期 考 査 成 績 との 相 関 調 査 2.生 徒 実 験 レ ポ ー・ 一ト分 析 ②. 感 想 分 析 と定 期 考 査 成 績 と の 相 関 調 査. 生 徒 実 験 法 の 改 良 と実 践 文 献 調 査 の 成 果 に 基 づ き 、二 人 一 組 を 基 本 と し 、自 作 し た 簡 易 な 器 具 を 用 い て 、. 観 察 ・定 性 実 験 を 中 心 と し た 、 自 然 認 識 と 探 求 手 段 の 修 得 を 主 な 目 的 と し た 実 験 を 実 施 し た 。 ※()内. は実 験 の主 な 目的 を示 す 。. 1.水 波 観 察 器(観. 察 力 、 自 然 現 象 認 識). 2.波 動 実 験 器(器. 具 製 作 、 忍 耐 力 、 実 験 操 作). 3.「 な ぜ 見 え る か 見 え な い か 」(考 察 ・思 考 力) 4.電 流 が 作 る 磁 界 と 磁 力 線(現. 象 の 可 視 化). 5.オ シ ロ ス コ ー プ に よ る 音 波 の 観 察 と 測 定 (現 代 化 、 パ ソ コ ン の 測 定 器 と し て の 活 用). 4.
(8) 勤 務 す る 工 業 高 校 で 担 当 す る 物 理1(3単 ち 、5つ. 位)の. 授 業 にお いて 行 っ た 生 徒 実 験 の う. の 生 徒 実 験 に つ い て 調 査 ・研 究 を 行 っ た 。 文 献 調 査 や 今 ま で の 経 験 を 元 に し. て 新 し く 開 発 し た 実 験 器 具 や 改 良 し た 器 具 を も ち い て 生 徒 実 験 を 行 っ た 。 ハ ー ドウ ェ ア と し て の 実 験 器 具 の 開 発 と 改 良 の 他 、 生 徒 実 験 の 運 営 方 法 に つ い て も 工 夫 と改 良 を 加 えた。 生 徒 実 験 の 生 徒 に 対 す る影 響 に つ い て は 、 毎 回 実 験 終 了時 に提 出 させ て い る実 験 レ ポ ー ト の 感 想 を 分 析 し た 。実 験 中 ま た は 実 験 直 後 の 生 徒 の 状 態 を 調 べ る こ と を 目 指 し 、 自 由 に記 述 させ た 感 想 を、 デ ジタ ル カ メ ラま た はス キ ャ ナ ー を 使 用 して 記 録 し、後 に 分 析 を行 った 。 分 析 方 法 は 、 感 想 に記 さ れ た 理 解 や 難 易 度 、充 実感 、 感 動 な どを示 す と 思 わ れ る 語 句 を 抽 出 し 、そ の 発 現 回 数 を 表 計 算 ソ フ ト を 用 い て 記 録 し 分 析 を 行 っ た 。 また 、 質 問 紙 形 式 で. 「物 理 に 関 す る 原 体 験 調 査 」、 「実 験 操 作 に 関 す る 体 験 調 査 」 を 作. 成 して 調 査 し た ほ か 、 定 期 考 査 の 得 点 や 答 案 内 容 も 調 査 し た 。. 1.4研. 究 の経 緯. フ ァ ラ デ ー は 彼 の 日 記 や 著 書6)に. お い て 研 究 の 経 緯 を 詳 細 に 記 録 し た 。 一 般 に 、研. 究 論 文 は 結 果 報 告 す る も の で あ る か ら、 途 中 の 思 考 過 程 は 記 載 さ れ な い 。 し か し 、 も の ご とが わ か る まで に は、 背 景 と思 考 過 程 と失 敗 が あ り、 試 行 錯 誤 の 中 で 結 論 が 導 か れ る も の で あ る 。本 来 論 文 に 記 述 さ れ な い も の で あ る が 、あ え て 研 究 の 過 程 を 記 録 し 、 参 考 と して 残 した い。. 1.4.1フ. ァ ラ デ ー につ い て. フ ァ ラ デ ー か ら 大 き な 影 響 を 受 け た 人 物 と し て エ ジ ソ ンや ア イ ン シ ュ タ イ ン が 有 名 で あ るが 、 フ ァ ラデ ー が 自 らの研 究 や 思 考 過 程 を書 き残 した こ と に よ り、 そ の 跡 をた ど る こ とが 出 来 た こ とが 、彼 らの成 功 に役 立 った こ とが 想 像 で き る。 ま た 、 電磁 気 学 の基 礎 方 程 式 を 導 出 した マ クス ウ ェル は 、 自分 は フ ァ ラデ ー の 考 え を数 式 に表 現 した だ け だ と 言 っ て い る 。初 等 教 育 を 受 け た だ け で 数 式 を 全 く 使 わ な か っ た フ ァ ラ デ ー が 、 なぜ 大 学 で 学 び 高 等 数 学 を駆 使 す る ア ンペ ー ル らを差 し置 いて 、 電 磁 誘 導 をは じめ と す る 発 見 を 次 々 と 成 し遂 げ て 行 く こ とが 出 来 た の で あ ろ う か 。 勤 務 校 で 担 当 す る 、 数 式 に 弱 く物 理 が 苦 手 な 生 徒 達 に と っ て 、 フ ァ ラ デ ー の 研 究 態 度 に 含 ま れ る 何 か が 役 に 立 つ と 考 え 、そ れ を 研 究 し よ う と 考 え た の が こ の 研 究 の き っ か け で あ る 。「な ぜ 生 徒 実. 5.
(9) 験 を し な け れ ば な らな い の か 一 高 校 に お け る 物 理 授 業 実 践 か ら の 考 察 一 」 と い う 本 論 文 の 題 目 は 、 研 究 の 最 終 段 階 で 決 定 し た も の で あ り、 当 初 は. 「フ ァ ラ デ ー の 講 義 『力. と 物 質 』7」 に み る 実 験 を 主 体 と し た 応 用 性 の あ る 物 理 教 育 の 可 能 性 」 と い う も の で あ った 。 よ く知 られ て い る よ う に フ ァ ラデ ー は子 ど も向 け の ク リス マ ス講 演 を行 い 、そ の 講 演 の ひ と つ は 『ロ ウ ソ ク の 科 学 』8)と. して 後 年 出版 さ れ 、世 界 中 の 人 々 に読 み次. が れ 、 こ の 本 か ら 科 学 の 楽 し さ を 学 び 、 科 学 の 道 に 進 ん だ 科 学 者 も 多 い 。『ロ ウ ソ ク の 科 学 』 は 主 に 化 学 的 な 内 容 を 扱 っ た 講 演 で あ る が 、 フ ァ ラ デ ー に は こ の 他 に 『力 と 物 質 』 と い う 主 に 物 理 的 な 内 容 を 扱 っ た 講 演 が あ り 、1859年. の ク リス マ ス 講 演 を クル ッ. ク ス が 記 録 し 本 と し て 出 版 し た 。 こ れ は 日 本 で は 『ロ ウ ソ ク の 科 学 』 ほ ど 知 ら れ て い な い が 、 重 力 、 電 気 力 、 磁 気 力 、 熱 、 光 と化 学 親 和 力 な ど を 扱 っ た 子 ど も 向 け の 講 演 で あ り 、1回1時. 間 、6日. 間 連 続 の 講 演 で100種. 以 上 の 演 示 実 験 を行 う と い う も の で. あ り 、 今 読 ん で も 非 常 に 楽 し く魅 力 的 な も の で あ る 。 理 科 離 れ と い う こ と が い わ れ て 久 し い が 、 現 在 勤 務 して い る 学 校 で も 、 物 理 に 興 味 を示 さな い 生 徒 が 増 え て きて い る 。 また 、高 校 にお け る物 理 の授 業 にお いて も授 業 時 間 数 の 不 足 か ら 、 実 験 が 実 施 し に く くな っ て き て い る と い う状 況 が 続 い て い る 。 そ の 結 果 、 若 い 教 員 が 高 校 時代 に物 理 実 験 を体 験 す る機 会 が 減 少 し、そ の 教 員 が 授 業 で 実 験 を 行 う 機 会 が 減 る の で は な い か と 懸 念 し て い た 。そ こ で 、実 験 の 名 手 と い わ れ 、様 々 な実 験 を行 う中 で 、電 磁 誘 導 、電 気 分 解 の法 則 、 反 磁 性 体 、 半導 体 、 ベ ンゼ ン、 フ ァ ラ デ ー 効 果 の 発 見 な ど 、 一 人 で 数 多 く の 重 要 な 発 見 を 成 し遂 げ た フ ァ ラ デ ー の 、 演 示 実 験 を 含 ん だ 講 演 内 容 を解 析 し 、 そ こか ら抽 出 し た も の を 、 実 験 を 主 体 と した 応 用 性 の あ る物 理 教 育 と して 活用 し、理 科 離れ 、特 に物 理 離 れ を 防 ぐの に 役 立 て た い と い う の が研 究 目的 で あ っ た 。 当 初 は2年. 間 現 場 を離 れ て研 究 し、そ の成 果 を 自分 が 担 当 して い る物 理 の授 業 に反. 映 す る 予 定 で あ っ た 。し か し 現 任 校 で 勤 務 し な が ら 夜 間 コ ー ス で 研 究 す る こ と に な り 、 毎 日授 業 を 行 いな が らの研 究 は時 間 が限 定 され た 。 物 理 の 授業 が 理 解 しづ らい生 徒 達 を 前 に し て 、2年. 後 に役 立 つ研 究 は 意味 を な さな い。 今 、 目の 前 に い る生 徒 の授 業 に. 役 立 つ 研 究 を ど の よ う に 行 う か を 考 え 直 し た 。 そ の 時 に や は り考 え た の は フ ァ ラ デ ー の 研 究 で あ る 。 フ ァ ラ デ ー は 初 等 教 育 を 受 け た だ け で 製 本 職 人 と し て 徒 弟 奉 公 を し、 ゆ え に 数 学 教 育 を 受 け て お ら ず 、 彼 の 論 文 に は 数 式 は 含 ま れ な い 。 に も か か わ らず 、 次 々 と 重 要 な 発 見 を 成 し 遂 げ た フ ァ ラデ ー の 研 究 方 法 を 調 査 し 、 教 育 実 験 と 比 較 して. 6.
(10) 「構 造 解 析 に よ る 教 育 実 験 の 有 効 性 の 研 究 一 フ ァ ラ デ ー の 実 験 手 法 と 教 育 実 験 を 対 比 し て 一 」 を 題 目 と して 、 理 科 実 験 の 構 造 を 解 析 し 実 験 中 心 に 授 業 を 進 め る 方 法 を研 究 す る こ と を 目標 と した。 教 育 実 験 の 構 造 解 析 とい う言 葉 は書 い た も の の 、 具 体 的 に ど の よ うな 手 法 で研 究 す れ ば よ いか はわ か らな か っ た 。. 1.4.2文. 献 調 査. 教 育 実 験 の 教 育 的意 義 や 原 理 な ど、 教 育 実 験 の 理 念 につ いて 論 述 して い る文 献 は 大 正 中 期 か ら 、昭 和 初 期 に か け て 、ま た は 昭 和30年. 代 に 出 版 さ れ て い る も の に 多 く、. 最 近 の 文 献 は む し ろ実 験 紹 介 が 多 く、な ぜ 実 験 しな けれ ばな らな い か と い う 問題 に触 れ て い る も の が 少 な い 。 日 本 の 中 等 教 育 に お け る 生 徒 実 験 は 大 正7年(1918年)に ま る が 、 当 時 多 く の 教 育 実 験 に 関 す る 書 物9)が. 始. 出 版 さ れ た 。特 に 大 正 時 代 の 実 験 に 関. す る 書 籍 で は 実 験 の 教 育 的 原 理 な ど が 詳 細 に 論 じ られ て い る 。 当 時 も 時 間 不 足 、 器 具 不 足 、 上 級 学 校 の 入 学 試 験 に 役 立 た な い な ど 、 現 在 と 同 じ こ と が 論 じ られ て い る 。 教 育 実 験 の意 義 や 実 験 を中心 と した 授業 運 営 の 方 法 につ いて 述 べ られ て い る も のが あ り、 よ り 詳 細 に 研 究 を す る こ と に よ り、 現 代 の 教 育 実 験 に 役 立 て る こ と が 出 来 る と思 わ れ た 。 こ れ ら の 書 籍 は 現 在 入 手 が 難 し く 、文 体 、仮 名 遣 い も 旧 字 体 、 旧 仮 名 遣 い で あ る 。 可 能 で あ れ ば 現 代 語 訳 し て 再 度 出 版 され れ ば 、 非 常 に 有 益 な 書 物 と な る と 思 わ れ る 。 本 論 文 で は 、 そ の 中 に 含 ま れ る 知 見 と し て 、実 験 十 則 を 紹 介 し た 。 次 に 昭 和30年 ス プ ー ト ニ ク シ ョ ッ ク の 後 の 科 学 教 育 現 代 化 が 叫 ば れ 、1960年. 代 か ら1970年. 代 、 代 にか. けて 非 常 に 多 くの実 験 に関 す る 書 物 が 出 版 され て お り、そ れ らは 主 に実 験 の技 法 や 技 術 面 が 中 心 に 記 載 さ れ て い た 。 当 時 は 県 ご と に 物 理 実 験 書10)が. 発 行 され 、 生 徒 はそ. の 実 験 書 に 従 っ て 実 験 を し て お り 、生 徒 実 験 の 全 盛 期 で あ っ た 。 し か し 、全 員 に 測 定 ・ 検 証 実 験 を 中 心 に し た 生 徒 実 験 を 課 し 、 か え っ て 理 科 嫌 い ・実 験 離 れ を 助 長 す る 結 果 にな っ た 可 能 性 が あ る。 そ の 後 、 いわ ゆ る理 科 離 れ が 問題 にな って きた が 、 実験 最 盛 期 と の 関 連 が 考 え ら れ る 。1988年. に 発 行 さ れ た 『い き い き 物 理 わ く わ く 実 験 』11)か ら. 最 近 ま で は いわ ゆ る面 白実 験 と い う興 味 関 心 を持 たせ る こ と を 中心 と した実 験 に 関す る 本 が 多 く 出 版 さ れ て い る 。 こ の 本 の 出 版 さ れ た 後 、 「科 学 の 祭 典 」 の 開 催 、NHKの 「や っ て み よ う 何 で も 実 験 」 の 放 送 な ど 、 全 国 規 模 で 、 特 に 小 学 生 向 け の 実 験 が 発 展 し て き た 。 科 学 の 祭 典 な ど で 小 学 生 が 実 験 に 興 味 ・関 心 を 持 っ て も 、 そ れ を 中 学 ・高 校 の理 科 学 習 に ど うつ な ぐのか が 問 題 とな って い る が 、 この 点 を考 えて も学 校 教 育 に. 7.
(11) お け る 実 験 の 位 置 づ け が 明 確 で な い よ う に 思 わ れ る 。rい き い き 物 理 わ く わ く 実 験 』 を 読 み 返 し て み る と 、「楽 し く て 本 質 的 な 実 験 と 科 学 教 育 」 と い う 章 で 科 学 教 育 に お け る 教 育 実 験 の 役 割 が 明 確 に記 述 され て い る の に気 づ く。 しか し、 この 重 要 な 論 述 の 精 神 は. 「パ フ ォ ー マ ン ス 物 理 」 と い う 華 や か な 文 字 通 り 舞 台 や 教 室 に お け る 演 示 実 験 の 陰. に隠 れ て し ま っ て い る よ う に思 わ れ る 。 岡 本12)は. 教 育 実 験 に 関す る理 論 的根 拠 とな る. 「実 験 論 」 が 確 立 さ れ て い な い と い. う こ と を 指 摘 して い る。 教 育 実 験 は理 科 教 育 法 の 一 項 目で あ り、理 科 教 育 にお け る重 要性 は非 常 に大 き な も のが あ るが 、 独 立 し た分 野 と して 十 分 議 論 が な され 体 系 化 され て い る と は 思 え な い 。 そ の 中 で 、 板 倉 が 提 唱 し広 く 行 わ れ て い る 仮 説 実 験 授 業 は 、 実 験 論 を考 慮 した 授 業 方 法 と して 一 定 の成 果 を あ げ て い る。 この授 業 法 は生 徒 実 験 の持 つ 問 題 点 を 批 判 的 に 検 討 した 上 で 、 仮 説 の 設 定 と 討 論 、 実 験 に よ る 検 証 と い う一 連 の 科 学 の方 法 論 を 授 業 書 とい う形 で ま とめ 、誰 もが 科 学 的 な 考 え方 に沿 った 授 業 が 行 え る シ ス テ ム で あ る 。 し か し 、 時 間 が か か る こ と 、 学 習 指 導 要 領 の 項 目 に 直 接 対 応 しな い こ とな どか ら、 高 校 物 理 で は使 い に く く、 私 自身 も この方 式 で 授 業 を行 っ た こ とは な い 。 し か し 、 こ の 授 業 法 は 、 「科 学 の 方 法 を 教 え る 」 と い う 重 要 な 内 容 を 持 つ も の で あ る 。 理 科 の 授 業 は 科 学 の 内容 を扱 う も の で あ る こ と は い うま で もな い。 しか し、一 番 の根 本 で あ る. 「科 学 の 方 法 」 を 一 番 は じ め に 教 え る 単 元 は 、 ど こ に 設 定 さ れ て い る. の で あ ろ う か 。 周 知 の よ う に 、 近 代 科 学 は 研 究 対 象 に 対 し て 構 築 した 理 論 を 仮 説 と し て 、 そ れ を 実 験 に よ っ て 検 証 す る こ と に よ り 成 り 立 っ て い る 。 高 校 の 授 業 で1回 徒 実 験 を 経 験 せ ず に 理 工 系 や 教 育 系 の 大 学 に 進 む 学 生 が 、1か. ら2割. も生. 存 在 す る とい う. こ と が 報 告 さ れ て い る 。 こ れ ら の 学 生 は 実 験 を 通 して 科 学 の 方 法 を 身 に つ け て い な い こ と に な る 。 これ らの こ とを考 え れ ば 、 教 育 にお け る実 験 の 意 義 と役 割 を あ き らか に する. 「教 育 実 験 論 」 を 確 立 し 、 教 員 、 生 徒 の ほ か 、 父 母 、 政 策 担 当 者 を は じ め 、 広 く. 一 般 にそ の 意 義 を 周 知 しな け れ ば、 科 学 を育 む 根 が 土 の 中 で 根 腐 れ し、や が て枯 れ て い く状 況 を迎 え る の で はな い か と危 惧 して い る。. L4.3生. 徒 実 験 の 成 果 検 出 法. 外 か ら土 中 の 根 を見 る こ とは 出来 な い 。 生 徒 実 験 を行 って も、 そ の 成果 を見 る こ と は 難 し い 。 学 力 テ ス トで 検 出 で き る 学 力 は 、 知 識 を 中 心 と し た 学 力 で あ る 。 実 験 の 経 験 を 明確 に検 出 す る方 法 につ いて 文 献 を調 査 した が 、 調 べ た 限 りで は見 つ け る こ とが. 8.
(12) 出 来 な か っ た 。 板 倉13)は 実 験 に つ い て テ ス ト を し た と き 、 効 率 的 に 良 い 点 を と る 方 法 は 、 実 験 を せ ず 実 験 に つ い て 本 を 勉 強 し て 覚 え る こ とで あ る と 言 っ て い る 。 生 徒 実 験 の 成 果 を検 出す る適 当 な方 法 が な い ため 、 学 校 教 育 にお い て 実 験 が 十 分 に行 わ れ な い 状 態 が 放 置 さ れ て い る 。 高 等 学 校 の 学 習 指 導 要 領 に は 、 理 科 の 目 標 と し て"観 験 を し て"と. 察 ・実. い う こ とが 明記 され て い る が 、 して も しな くて も い い ので あ れ ば 、 せ ず. に そ の 時 間 を 知 識 の 記 憶 に あ て る 方 が 効 率 よ く テ ス トで 得 点 で き る 。 い か に 教 育 実 験 の 成 果 を検 出す る方 法 を確 立 す る か は、 非常 に重 要 な 問題 で あ る。 この 問題 は 焦 眉 の 問 題 で あ り 、 本 研 究 に お い て も 何 ら か の 方 法 を 考 案 し実 施 し 、 そ の 結 果 を 基 に論 じ な けれ ば 、 根 拠 の な い議 論 に な って しま う 。 この 点 につ いて は 、 次 に述 べ る 生 徒実 験 を 実 践 して い く中 で 、試 行 錯 誤 の末 一 つの 方 法 を 考 案 す る こ とが 出 来 た 。. 1.4.4高. 校 物 理 生 徒 実 験 実 践. 従 来 、 身近 な 材 料 を使 っ て器 具 を 自作 し生 徒 実 験 に活 用 して き た 。 普 通 科 の 学校 に 勤 務 して い た 頃 は 、 教科 書 に あ る検 証実 験 もよ く行 っ たが 、 現 在 の 工 業 高 校 で は 少 し 複 雑 な 計 算 を含 む 実 験 の実 施 は難 しい。 そ うい う事 情 も あ る が 、 そ れ 以 上 に 、物 理 の 本 質 が 誰 の 目 に も 明確 に見 え る実 験 にな る こ と を意 識 して行 っ て き た 。 そ の た め に は 既 存 の 実 験 装 置 は 扱 い に く く 、 数 も 少 な く不 満 で あ り 、 安 価 な 材 料 を 用 い て 自作 す る こ とが 多 か っ た 。 そ れ らを用 い て二 人一 組 で 行 う実 験 は 、 生 徒 に好 評 で あ っ た が 、 こ れ ら の 実 験 を な ぜ 生 徒 が 楽 し い と感 じ る の か 、 そ の 元 に な る 理 論 を 知 らず に 、 手 探 り の 試 行 錯 誤 で 、 実 験 に 取 り組 ん で き た 。 実 験 が ど の よ う な 効 果 を 生 徒 に 与 え る の か 、 そ れ を明 確 に 知 る方 法 が あれ ば 、実 験 の効 果 を推 定 す る こ とが 出 来 る。 授 業 で使 いや す く、 生 徒 か ら も好 評 な実 験 器 具 を 開発 す る こ と は有 意 義 な こ とで あ る。 しか し、 そ の こ と だ け に 止 ま ら ず 、そ の 理 論 的 裏 付 け が 欲 し い と 考 え て き た 。「な ぜ 生 徒 実 験 を し な け れ ば な ら な い の か 」 と い う 問 題 を 考 え る 中 に 、 そ の 答 が あ る は ず で あ る と考 え 、 今 ま で の物 理 生 徒 実 験 実 践 を 、 この 間 を軸 に 再 検 討 した の が本 研 究 の 背 景 で あ る 。. 1。4.5感. 動 す る実 験. 記 憶 し た 知 識 は 忘 れ る が 、 感 動 し た 経 験 は 忘 れ られ な い 。 卒 業 し て 何 年 も し て か ら 波 の 実 験 の こ と を 楽 しそ うに話 す卒 業生 が 多 い 。 液 体 窒 素 の実 験 もそ の 一 つ で あ る。 研 究 実 験 に 感 情 を 持 ち 込 ん で は い け な い 。し か し 、教 育 実 験 か ら 感 情 を 排 除 す る と き 、. 9.
(13) 単 に 知 識 と し て の 経 験 が 残 る だ け で は 教 育 実 験 の 意 義 が 薄 れ る 。 豊 島14)の. 「中 学 生. の 創 造 的 態 度 に つ い て の 研 究 」 で は 、 「自 主 ・独 自 性 」 と 「努 力 ・持 続 性 」 は 単 な る 経 験 で は な く 、 「感 動 も し く は 熱 心 に 行 っ た 体 験 」 と 相 関 が あ る こ と が 示 さ れ て い る 。感 動 す る 実 験 、 熱 心 に 取 り 組 ん だ 実 験 が 、 「自 主 ・独 自 性 」 と 「努 力 ・持 続 性 」 に 繋 が る 可 能 性 が 考 え られ る 。 そ の よ うな実 験 と は どの よ う な実 験 で あ ろ うか 。 科 学 者 に と っ て 新 発 見 は 最 大 の 喜 び で あ る 。 既 知 の こ と で も 生 徒 に と っ て 未 知 の こ と で あ る か ら生 徒 は 学 ぶ 。 も し 、 生 徒 が 誰 に も教 え られ ず に 自 分 で 発 見 し た と 思 っ た こ と が あ れ ば 、 そ れ は そ の 時 点 に お い て 科 学 者 の 発 見 と違 い は な い は ず で あ る 。 難 し い 練 習 問 題 が 解 け た と き の喜 び 、 鉄 棒 で 初 め て逆 上 が りが 出 来 た と き の喜 び 、 クイ ズ が 出 来 た と き の 喜 び 、 これ ら は あ ら か じ め 答 を 知 っ て い た り、 誰 か に 手 伝 っ て も ら え ば 、 喜 び は 消 滅 し て し ま う 。 自 分 で 取 り組 ん で 、 誰 に も 教 え て も ら わ ず に 出 来 れ ば 、 よ り満 足 感 は 増 す 。 そ し て 、 次 の 問 題 、 次 の 技 に 挑 戦 し て い く意 欲 が わ い て く る 。 難 し い 課 題 と の 出 会 い 、 主 体 的 な 取 り 組 み 、 出 来 た と き ・わ か っ た と き の 達 成 感 、 喜 び 、 楽 し さ 、 次 へ の 意 欲 、 こ の よ う な 連 鎖 反 応 が 生 徒 の心 の 中 に 生 じ て い る の で は な い だ ろ う か 。. 1.4.6発. 見 す る 実 験. 実 験 は 科 学 の 方 法 と して 、 理 論 を 検 証 す る 役 目 を も つ が 、 そ の 他 に 忘 れ て は な ら な い こ とは 、 新 しい 発 見 は常 に実 験 で しか 得 る こ とが で きな い とい う こ とで あ る。 電 磁 波 や 中 間 子 は 理 論 に よ る予 測 が先 に あ り、そ れ に 基 づ いた 実 験 か ら発 見 され た。 しか し 、 最 終 的 に は 実 験 に よ る 検 証 を 必 要 と す る 。 理 論 を ト レー ス し て 理 解 し 、 練 習 問 題 を 解 き 、 解 け た 達 成 感 を 味 わ う こ と は 出 来 る が 、 そ の こ とか ら 何 か 新 し い こ と を 発 見 し 、喜 び を 感 じ る こ と は 可 能 か も 知 れ な い が 、特 殊 な 場 合 で あ る と 思 わ れ る 。し か し 、 実 験 は 比 較 的 低 い レベ ル で そ の 可能 性 を持 っ て い る。 例 え ば 、 透 明 な 水 で な ぜ光 が 反 射 さ れ る の か 、 ス トー ブ で 温 め ら れ た 透 明 な 空 気 が 、 な ぜ シ ュ リ ー レ ン現 象 を 生 じ る の か な ど 、 身 近 な 現 象 に な ぜ と い う視 点 を 持 ち 込 め ば 、 新 し い 自 然 認 識 を 得 る こ と が 出 来 る 。 この 認 識 に は. 「わ か ら な い 」 と い う こ と を 知 る こ と も 含 ま れ る 。 そ れ に 対 し. て 、結 論 が わ か っ て い る 実 験 は 、答 を 教 え ら れ た 練 習 問 題 と 同 じ で 、何 も 発 見 が な い 。 わ ず か1時. 間 の 限 ら れ た 授 業 の 中 で 、何 か を 発 見 す る 実 験 を 行 う の は 難 し い 。し か し 、. た だ 一 度 で も 実 験 に よ り何 か を 発 見 し 、 感 動 す る こ と は な に も の に も代 え 難 い 体 験 と な る 。 河 原 で 一 つ で も 自 分 の 手 で 化 石 を 発 見 した 少 年 は 、 ま た 、 河 原 で 二 つ 目 の 化 石. 10.
(14) を発 見 し よ う と探 す で あ ろ う。潮 干 狩 りで 前 日 に業 者 に よ っ て 海 岸 に撒 か れ た 貝 を拾 っ た 子 ど も は 、 ま た 機 会 が あ れ ば 同 じ海 岸 で 潮 干 狩 り を す る だ ろ う 。 し か し 、 当 日 目 の 前 で 貝 を 撒 く の を 見 て し ま え ば 、興 味 は 半 減 す る 。冷 た い 水 や 泥 が 嫌 い な 子 ど も は 、 業 者 に そ の 貝 を 撒 く 前 に く れ と頼 む か も 知 れ な い 。 ま た 、 一 つ も 獲 る こ と が 出 来 な か っ た 子 ど も は 、 二 度 と潮 干 狩 り に 行 き た く な い と 思 う か も 知 れ な い 。 こ の よ う な 発 見 を 目 的 と し た 実 験 は19世. 紀 の 初 め に イ ギ リ ス の ア ー ム ス トロ ン グ. に よ っ て 提 唱 さ れ て お り 、 彼 の 発 見 的 教 授 法 か ら 日本 の 理 科 教 育 は 大 き な 影 響 を 受 け て い る 。 ま た 、 こ の発 見 的 教 授法 が持 つ 問題 点 が 、 現 在 の 生 徒 実 験 が 直 面す る問 題 点 そ の も の で あ る こ と が 文 献 調 査 の 結 果 理 解 で き た 。す な わ ち 、こ の 問 題 を 解 決 す れ ば 、 現 在 の 学 習 指 導 要 領 の 目標 とな っ て い る. 「科 学 的 に 探 求 す る 能 力 と 態 度 」 を 育 成 す る. 具 体 的 方 法 を 得 る こ とが 出 来 る はず で あ る 。. 1.4.7生. 徒 実 験 を 取 り入 れ た 授 業 運 営. 潮 干 狩 り の 例 を 続 け る と 、 ガ ラ ス の か け ら な ど を 取 り除 き 、 海 岸 を 安 全 に 管 理 し 、 来 場 す る子 ど も の 人 数 にあ わ せ て貝 を撒 き 、 す べ て の子 ど もが 潮 干 狩 りを 安 全 に楽 し み 、 満 足 して 帰 れ る よ う にす る こ とが 、潮 干 狩 りの業 者 に と って 大 切 な こ とで あ る。 そ う す れ ば 、 子 ど も は ま た 来 年 潮 干 狩 り に 来 る し、 成 長 し て 自 分 の 子 ど も を 連 れ て 潮 干 狩 り に や っ て 来 る か も 知 れ な い 。 しか し 、 た だ 一 つ も採 れ な か っ た り 、 大 き な け が を し た りす れ ば 、 二 度 と 来 な い ば か りで な く 、 他 の 人 に も 行 か な い 方 が い い と 言 う で あ ろ う 。 学 校 現 場 に お け る 生 徒 実 験 を 取 り入 れ た 授 業 は 、 様 々 な 校 務 を こ な し 突 発 的 な 生 徒 指 導 な ど で 時 間 を 取 ら れ 、 限 られ た 時 間 の 中 で 準 備 を 進 め 、 実 験 を 実 施 し 、 片 づ け 、 レ ポ ー ト評 価 な ど 事 後 の 処 理 を し て い か な け れ ば な ら な い 。 生 徒 実 験 を せ ず に 教 室 だ け の 授 業 を 行 う 場 合 と 比 べ て 、 格 段 に 時 間 が か か り、 か つ 、 知 識 を 主 と し た 学 力 をつ け る こ と は 難 し い。 生 徒 実 験 の意 義 を理 解 して いな い教 師 や 生 徒 に と って は、 自主 的 に 実 施 しよ う と い う気 持 ち にな り に く い構 造 にな って い る。 前述 した 調 査 か ら 210時 約34回. 間 の 物 理 の 授 業 で 平 均6.1回 の 授 業 で1回. の 生 徒 実 験 実 施 状 況 で あ れ ば 、単 純 に 概 算 す れ ば 、. 生 徒 実 験 す る 計 算 に な る 。1学 期 に1回. 生 徒 実 験 を し 、あ と は 教. 室 授 業 とな る。 生 徒 の 安 全 確 保 、 上 級 学 校 へ の進 路 指 導 、 準 備 時 間不 足 な ど、 マ イ ナ ス 要 因 が 山積 す る 中で 生 徒 実 験 が 行 わ れ に く い状 況 が 現 れ て い る よ うに 思 わ れ る。 昭 和 初 期 に 書 か れ た 本 に は 実 験 十 則 と い う 生 徒 実 験 運 営 に 関 す る ア ドバ イ ス が あ り 、 こ. 11.
(15) れ は 現 在 で も そ の ま ま 通 用 し 、 多 忙 な 教 員 が 生 徒 実 験 を 取 り入 れ た 授 業 を 実 施 す る た め の 指 針 と して 活 用 す る こ とが 出 来 る と思 わ れ る。. 1.4。8平. 成19年. 度 セ ンタ ー 試 験 問 題. セ ン タ ー 試 験 の 前 身 で あ る 共 通 一 次試 験 が 実 施 され た 直 後 、 大 学 の理 学 部 で 学 生 実 験 を 担 当 し て い たW先. 生 か ら 「共 通 一 次 試 験 が 始 ま っ て か ら 入 学 し て き た 学 生 は 、 実. 験 装 置 の 使 用 法 を 一 人 に 教 え て も 、 そ れ が 他 の 学 生 に 伝 わ らな い 。 一 人 一 人 が ま た 同 じ こ と を 聞 き に 来 る 。 仕 方 が な い か ら、 ビ デ オ に 操 作 法 を 録 画 して 学 生 が 見 る よ う に し た 。」 と い う 話 を 聞 い た 。共 通 一 次 試 験 が 学 生 実 験 に ど の よ う な 影 響 を 及 ぼ し て い る の か 、 全 く 理 解 で き な か っ た 。 し か し 、 平 成19年 理1、. 第1問. 、 問1「. 度 セ ンタ ー 試 験 問題 にお け る、 物. 電 磁 誘 導 の 問 題 」 につ いて の 問題 作 成 部 会 の見 解 を検 討 した 結. 果 、 生 徒 実 験 と 「学 力 」 テ ス トの 関 係 に つ い て 、 一 つ の 見 解 を 得 た 。 生 徒 実 験 実 施 の 根 幹 に 関 わ る重 要 な 問題 で あ るの で 、 あ え て 誤 謬 を 恐 れ ず 論 述 す る こ と に した 。 この 問 題 に対 して 議 論 す る 中で 、 生 徒 実 験 の 意 義 につ い て の 共 通 理 解 が 得 られ る こと を期 待 す る もの で あ る 。. 12.
(16) 1.4先. 行 研 究 の概 要. 生 徒 実 験 の 意 義 に 関す る も の と して は 、 日本 物 理 教 育 学 会 近 畿 支 部 特 集 と して 理 教 育 」 誌(1998)に 10編. の 論 文 が49ペ. 「物. 「理 科 教 育 に お け る 実 験 の 意 義 」 と 題 し て 、 研 究 が 特 集 さ れ た 。 ー ジ にわ た って 掲載 され た もの で あ る 。 主 な も の を あ げ る と、 鬼. 塚 の 「理 科 教 育 に お け る 実 験 の 意 義 」15)、 岡 本 の 「理 科 教 育 に お け る 実 験 論 の 再 検 討 」 16)、 石 原 ・森 井 に よ る. 「物 理 教 育 に お け る 実 験 は ど う あ る べ き か 一 物 理 実 験 の 意 味 を. 問 い 直 す 一 」17)な ど が あ る 。 当 時 理 科 離 れ が 深 刻 な 問 題 と な っ て お り 、 そ の 危 機 感 か ら ま と め ら れ た も の で あ る 。 そ の 他 、 佐 々 木,「 実 験 は な ぜ 必 要 か?一 一 」(1996). ,化. 学 と 教 育18)、. す る 一 考 察 」19)(2002)、 (1995)な. 八 木 、 「戦 後 理 科 教 育 に お け る. 理 科 離 れ と実 験. 「実 験 」 の 位 置 付 け に 関. 小 林 ・山 田,「 理 科 教 育 に お い て 観 察 ・実 験 は な ぜ 必 要 か 」20). どが あ る 。. 生 徒 実 験 の 実 施 状 況 に つ い て は 、 山 路 他,「 高 等 学 校 に お け る 観 察 、 実 験 の 現 状 に つ い て 」21)(2005)、 ー ト調 査 か ら. 内 村 他,「 高 校 物 理 実 験 の 実 施 状 況 一. 一 」22)(2008)が. ある. 。. 生 徒 実 験 の 歴 史 に つ い て は 、 寺 川23)・rア 究 』,(1985>、. 寺 川24)他,『. 理科教育. 理 工 系 大 学 新 入 生 へ の ア ンケ. ー ム ス トロ ン グ の理 科 教 育 法 の研. そ の ダ イ ナ ミ ク ス 』,(1995)、. 中 等 教 育 に お け る 物 理 生 徒 実 験 法 の 発 展 過 程 に 関 す る 研 究 』(1996)な. 柴25),『. ドイ ツ の. どが あ る 。. 13.
(17) 第2章. 生 徒 実 験 の歴 史. 明 治 時 代 、 日 本 は 近 代 教 育 制 度 を 外 国 を 範 と して 国 情 に 合 う 形 で 取 り入 れ た 。 特 に 理 科 教 育 に つ い て は 科 学 の 先 進 国 で あ っ た イ ギ リス 、 ドイ ツ の 教 育 制 度 の 影 響 が 大 き い 。 生 徒 実 験 も 当 然 外 国 か ら 取 り 入 れ た も の で あ る 。 現 代 日 本 に お け る 生 徒 実 験 を考 え る と き 、 そ の 源 流 で あ る 、 イ ギ リ ス 、 ド イ ツ2国. の 生徒 実 験 につ い て理 解 して お く. こ とが 必 要 で あ る 。 特 にな ぜ 理 科 教 育 が 行 わ れ る の か に つ い て は 、 歴 史 的 な背 景 の 理 解 が重 要 で あ る。 1853年. の 黒 船 の 来 航 が 、開 国 と 近 代 化 へ の 大 き な エ ポ ッ ク に な っ た こ と は い う ま で も. な い が 、 黒 船 は 当 時 、 科 学 技 術 の 象 徴 と 考 え られ 、 彼 我 の 技 術 力 の 差 は 歴 然 と し て い た 。 軍 事 的 弱 体 性 は 明 ら か で あ り 、 諸 外 国 の 軍 事 力 に 対 向 で き る 軍 事 力(大. 砲 、 戦 艦). を備 え る こ とが 急 務 で あ った 。 そ の た め に、 幕 末 か ら明治 期 多 くの 人材 を西 欧 に派 遣 し、 防 衛 力 増 強 、殖 産 興 業 に役 立 つ 文物 、 機 械 を 買 い入 れ る と と も に 、 お 雇 い外 国 人 教 師 を高 給 で 招 聰 した 。 京 都 大 学 や 金沢 大 学 に は 旧制 高等 学 校 時 代 の物 理 実 験 器 具 が 多 く 残 さ れ て い る が 、 そ れ ら の 多 く は 高 価 な 輸 入 品 で あ り、 政 府 が 当 時 い か に 理 科 教 育 に多 額 の 投 資 を して いた か が 推 測 され る 。 科 学 とい う学 問 よ りも 、科 学 技 術 を重 点 的 に 取 り 入 れ て お り、 教 育 に お い て もそ の 影 響 を 無 視 す る こ と は 出 来 な い 。. 2.1イ 19世. ギ. リ スH.E.ア. ー ム ス. ト ロ ン グ の 発 見 的 教 授 法. 紀 初 頭 、 産 業 革 命 の 結 果 世 界 の 工 場 と し て 発 展 を 遂 げ て い た イ ギ リ ス は 、19. 世 紀 後 半 、 万 国 博 覧 会 を通 じて 自国 の 技 術 力 の遅 れ を痛 感 す る よ う に な っ て いた 。 特 に ドイ ツ は 急 激 に 工 業 を 発 達 さ せ た が 、 そ の 原 動 力 と な っ た の は 科 学 技 術 の 発 達 で あ っ た 。19世. 紀 末 期 、イ ギ リス 社 会 は 科 学 技 術 の 立 ち 後 れ の 打 開 策 を 教 育 界 に 求 め 、科. 学 技 術 教 育 振 興 運 動 を展 開 して い った 。 イ ギ リス の教 育 改 革 に貢 献 した化 学 者 ア ー ム ス ト ロ ン グ(H.E.Arms七rong)は. 、 発 見 的 教 授 法 を唱 え 、 教 師 の 講 義 式 の知 識 注 入 的 な. 暗 記 中 心 的 教 授 で は な く 、 実 験 室 に お け る 子 ど も の 発 見 的 ・探 究 的 実 験 を 基 本 と す る 理 科 学 習 の 原 型 を 確 立 し た 。 彼 の 発 見 的 教 授 法 は19世. 紀 初 頭 、 中等 学校 の 他 初 等 教. 育 の 学 校 に も 急 速 に 広 が っ て い っ た 。 し か し 、 様 々 な 問 題 点 が あ り 、 第1次 か ら 次 第 に 衰 退 し て い っ た 。 そ の 後 、1960年. 世界大戦. 頃 、ナ フ ィ ー ル ド物 理 教 育 改 革 運 動 の 中. で 発 見 的 教 授 法 が 復 活 して き た 。. 14.
(18) 寺 川26)は. 、 ア ー ム ス ト ロ ン グ の 提 唱 し た 発 見 的 教 授 法 ・実 験 室 教 授 法 は 、 次 の 点 で. 理 科 教 育 の み な ら ず,教 育 全 般 の 改 革 に 大 き な 役 割 を 果 た し た と 述 べ て い る 。 以下 引用 ①. 教 室 に お け る 教 師 の 講 義 式 ・知 識 注 入 的 ・暗 記 中 心 的 教 授 で は な く 、 実 験 室 に お け る 子 ど も の 発 見 的 ・探 究 的 実 験 を 基 本 と す る 理 科 学 習 の 原 型 を 確 立 し た 。. ②. 実 験 室 に お け る 発 見 的 実 験 を 通 し て の 問 題 解 決 を 学 習 の 基 本 とす る 発 見 的 教 授 法 ・実 験 室 教 授 法 は,理 科 学 習 に と っ て 実 験 室 は 不 可 欠 の 場 で あ る と い う 認 識 を 高 め,実 験 室 の 普 及 ・発 展 に 大 き く 貢 献 し た 。. ③. 科 学 的 思 考 力 や 科 学 的 態度 の 育成 、 科 学 的 方 法 の 習 得 、 科 学 的精 神 の 酒養 な ど を 理 科 教 育 の 主 要 目 的 と す る 発 見 的 教 授 法 ・実 験 室 教 授 法 は 、 今 日 的 な 理 科 教 育 の 目的 観 確 立 に 先 覚 的 役割 を 果 た した 。. ④. 近 代 教 育 の基 本 原 理 で あ る. 「子 ど も の 自 己 活 動 」 と 、 実 験 を 基 本 と し た 近 代 自. 然 科 学 の 研 究 方 法 を 結 び つ け 、従 来 、 実 物 教 授 の 名 の も と に お こな わ れ て い た 物 を見 せ て 説 明 す る だ け の 授 業や 、 野 外 散 歩 的 な観 察 段 階 に止 ま っ て い た. 「子. ど もの 自己 活 動 」 を厳 密 な科 学研 究 の 実 践 に ま で 高 め た 。 ⑤. ち な み に わ が 国 の 中 学 校.師 範 学 校 理 化 生 徒 実 験 と 理 化 実 験 室 の 設 置 を 義 務 づ け た 大 正7・8年. の 理 科 教 育 改 革 に あ た っ て,ア ー ム ス ト ロ ン グ の 発 見 的 教 授 法. か ら 少 な か ら ざ る 影 響 を 受 け て い た こ と は よ く知 ら れ て い る と こ ろ で あ る 。 引用終 わ り 当 時 設 置 さ れ たJ.J.ト. ム ソ ン委 員 会 は 、 発 見 的 教 授 法 の価 値 は十 分 認 め つ つ も、 次. の よ う な 批 判 を し て い る 。「わ れ わ れ は そ れ を 理 科 の 学 習 の 基 本 と 考 え て い る 。し か し, 実 験 そ れ 自体 が 目的 と され す ぎ て い る 。 実 験 が 単 な る ドリル とな る とき は 、 実験 の 持 つ 真 の 価 値 が 失 わ れ る 。」27)発. 見 的教 授 法 にお け る 実 験 に 対 して は 、 そ の価 値 は 認. め な が ら、 現 実 に は 問 題 点 が 多 く、 批判 が あ った こ とが わ か る。. 2.2ド. イ ツH.ハ. ド イ ツ に お い て1820年 の 後 、19世. 紀 末 か ら20世. ー ンの 物 理 生 徒 実 験 頃 一 部 の 中 等 教 育 に お け る 学 校 で 生 徒 実 験 が 始 め ら れ た 。そ 紀 初 頭 にか け て 、 物 理 生 徒 実 験 に よ る物 理教 育 の 改 革 運 動. は 一 つ の ム ー ブ メ ン ト に な っ た 。1913年. に は 全 ドイ ツ の 半 分 の 実 科 ギ ム ナ ジ ウ ム で 生. 徒 実 験 が 行 わ れ る よ う にな っ た 。. 15.
(19) 以 下 引 用28) 「こ の よ う な 物 理 生 徒 実 験 の 飛 躍 的 発 展 を 支 え た 要 因 と し て,次 の よ う な も の が 考 え ら れ る 。① 物 理 生 徒 実 験 の 教 育 的 意 義 の 理 解 と 価 値 の 承 認,② 物 理 生 徒 実 験 の 教 育 課 程 上 の 位 置 づ け の 明 確 化,③ 物 理 教 育 関 係 の 学 会 に よ る 物 理 生 徒 実 験 の 推 進,④ 物 理 教 育 関 係 の 専 門 雑 誌 に よ る 物 理 生 徒 実 験 に 関 す る 情 報 交 換,⑤ 政 府 に よ る 財 政 的 援 助,⑥ 現 職 教 育 の 実 施,⑦ 物 理 実 験 室 の 整 備,⑧ 物 理 生 徒 実 験 書 の 出 版,⑨ 大 学 で 学 生 実 験 を 体 験 し た 教 師 の 増 加 な ど が 挙 げ ら れ る 。こ れ ら の 整 備 が1890年. 代 か ら1900年. 代 にか けて. 行 な わ れ た の で あ る 。こ れ ら の 諸 条 件 が 整 っ て,初 め て 物 理 生 徒 実 験 は 飛 躍 す る 基 礎 を 得 た の で あ る 。」 引 用 終 わ り 。 1909年. ハ ー ン が 生 徒 実 験 書 を 出 版 し、 生 徒 実 験 普 及 に 大 き な 役 割 を 果 た し た 。 これ. よ り 先 、1892年. お よ び1905年. に ノ アー クが 物 理 実 験 書 を 出版 して い る 。 ノ アー ク と. ハ ー ン の 実 験 書 の 違 い は、 ノ アー ク は実 験 題 目に. 「ア ル キ メ デ ス の 原 理 の 証 明 」 と 記. し て い る の に 対 し て 、ハ ー ン は 、「水 中 に 沈 め ら れ た 物 体 は い く ら 重 さ が 減 少 す る の か 」 と い う よ う に 、 実 験 課 題 が 疑 問 ・問 題 提 示 の か た ち で 提 示 さ れ て い る こ と で あ る 。 ノ ア ー ク の 実 験 書 が 単 に実 験 手 順 を記 して い る の に対 して 、 ハ ー ン の もの は 生 徒 自身 に 問 題 解 決 の 方 法 や 理 由 を考 え させ て い く よ う に な っ て いた 。 ハ ー ンは 生 徒 実 験 を物 理 の 授 業 の 中 に 取 り 込 み 、 こ れ を 「織 り 合 わ せ 方 式 」 と 呼 ん で い た 。 現 在 日 本 で も 行 わ れ て い る、 生 徒 実 験 、 演 示 実 験 、 普 通 授 業 を組 み合 わ せ た 教 授 方 式 の原 型 が こ こ に あ る ので あ る。. 2.2.1簡. 易 実 験. シ ュ ヴ ァル ベ は 簡 単 な 器 具 を用 いて 行 う簡 易 実 験 を 構 想 し、 実 験 書 を 準 備 して いた が 、 ハ ー ン が そ れ を 継 承 し 実 験 書 と し て 出 版 し た 。 以 下 引 用29) 「シ ュ ヴ ァ ル ベ は,簡 易 実 験 を 「ほ と ん ど 費 用 を か け ず に,日 常 使 わ れ て い る よ う な 簡 単 な 器 具 を 用 い て,自 然 法 則 や 物 体 の 特 性 等 に つ い て 検 証 す る の に 適 し た 実 験 」と 定 義 し,液 体 の 分 子 物 理 学,光 学,熱 学,力 学 の 一 部 に お い て は,簡 易 実 験 が 物 理 の 授 業 に お い て 大 き な 比 重 を 占 め る こ と を 指 摘 し て い た 。」. 「ハ ー ン は,簡 易 実 験 を 定 性 実 験 と. し て 利 用 す る こ と を 構 想 し て い た 。彼 に よ れ ば,簡 易 実 験 は 生 徒 の 思 考 や 自 己 活 動 を 促 し,日 常 的 な 自 然 現 象 に お け る 知 識 と 理 解 を 与 え る だ け で な く,特 別 な 実 験 室 や 高 価 で 複 雑 な 実 験 機 械 ・器 具 を 持 た な い 学 校 の 教 師 に 対 し て,自 然 科 学 を 実 験 に 基 づ い て 教 授. 16.
(20) す る た め の 能 力 を 与 え る も の と し て,そ の 機 能 を 評 価 し て い た 。物 理 教 師 は 簡 易 実 験 を 経 験 す る こ と に よ っ て,さ ら に 広 範 な 分 野 に わ た っ て 簡 易 実 験 を 適 用 す る よ う に な り, 実 験 に 対 す る 意 識 を 改 め て い っ た と 考 え ら れ る 。」 引 用 終 わ り こ こ に述 べ られ て い る よ うに 、ハ ー ン は簡 易 実 験 を 定 性 実 験 と して 利 用 す る こと を 構 想 して い た 。 簡 易 実 験 は イ ギ リス で は 家 庭 実 験 と呼 ば れ て い た よ うで あ る。 この呼 び 名 か ら想 像 す る と 、 生 徒 が 行 う 実 験 か と 思 う が 、 ハ ー ン は 教 師 実 験 と して 構 想 して い た よ うに 思 わ れ る 。. 2.3日. 本. 大 正 期 に始 ま る理 化 生 徒 実 験. 明 治44年(1911)当. 時 の 第 三 高 等 学 校 教 授 森 総 之 助 はr物. 理 講 義 実 験 法 』30)と い. う 簡 易 物 理 実 験 書 を 著 し た 。 こ れ は ハ ー ン の 物 理 実 験 書 か ら50項. 目 、44%が. 借 用 され. て い る 。 こ の本 は 日本 にお け る簡 易 実 験 の 普 及 に貢 献 した が 、 世 界 的 に簡 易 実 験 が普 及 し た 時 期 と ほ ぼ 同 じ 時 期 で あ っ た 。3D 日 本 に お け る 本 格 的 な 生 徒 実 験 は 、 第1次. 世 界 大 戦 が 科 学 を用 い た 戦 争 で あ っ た こ. と か ら 、 科 学 技 術 の 重 要 性 が 指 摘 さ れ 、 政 府 主 導 で 大 正7年(1918)に. 「中 学 校 物 理 及. 化 学 生 徒 実 験 要 目」 が 作 成 され 、 旧制 中 学 校 お よ び 師 範 学 校 に お い て 生 徒 実 験 が 義 務 化 さ れ た こ と が 始 ま りで あ る と 考 え られ る 。 こ の 後 、 中 等 教 育 の 他 初 等 教 育 に お い て も 、 児 童 ・生 徒 実 験 は 流 行 し 最 盛 期 を 迎 え る 。 大 正11年. 、 ア イ ン シ ュ タ イ ンが 来 日. し 日 本 中 が 沸 き あ が っ た が 、科 学 ブ ー ム で あ っ た と考 え られ 、多 く の教 育 実 験 に 関 す る 書 物 が 出 版 され た。 こ の 後 、 昭 和28年(1953)に. 理 科教 育振 興 法が 制 定 され 、理科 教 育 に関 す る施設 設備 の. 充 実 や 、 実 験 器 具 の 購 入 な ど に 政 府 か ら 財 政 支 援 が 与 え ら れ た 。 ま た 、 ス プ ー トニ ク シ ョ ッ ク に 端 を 発 す る 世 界 的 な 科 学 教 育 改 革 運 動 に と も な い 、昭 和40年 は活 発 に行 わ れ た 。平 成 元 年 以 後 で は. 前 後 に 生徒 実 験. 「お も し ろ 実 験 」 と い わ れ る 興 味 ・関 心 を 想 起. す る 実 験 が 理 科 離 れ に対 す る危 惧 を背 景 に流 行 した 。 反 面 、 ど の 時 期 に も生徒 実 験 は だ んだ ん行 わ れ な くな っ て い く。 昭 和 期 に は. 「実 験. 不 要 論 」の よ う な 極 端 な 議 論 が な さ れ る が 、こ の こ と は 生 徒 実 験 に 含 ま れ る 問 題 点 が 、 何 時 の 時 代 も 解 決 さ れ て い な い こ と を 示 し て い る と考 え ら れ る 。. 17.
(21) 第3章. 生 徒 実 験 に 関 す る 諸 問 題. 3.1高. 校 物 理 授 業 に お け る 実 験 実 施 状 況 に つ い て. 3.1.1理. 工 系 大 学 新 入 生 へ の ア ン ケ ー ト調 査. 高 校 に お け る 物 理 実 験 の 実 施 状 況 に つ い て 、内 村32)ら ケ ー ト 調 査 を 行 っ た 。 こ れ は 高 校 で 物 理 を 履 修 し,大 学 し た 直 後 の 大 学 生,2,547名 に 対 し て 、大 学1回. 。 関 東 の6大. は理 工 系 大 学新 入 生 へ の ア ン. 学 の 理 工 系 学 部 に2006年. 学(1,248名)、. 京 都 の4大. 生 の 物 理 を 担 当 す る 教 員 に 依 頼 し,2006年4∼6月. 版 を 提 示 し,生. 学(1,299名) の授業で実施. し た も の で あ る 。 あ る 程 度 の 規 模 が あ り 、 現 行 の 高 校 物 理1,llの て い る 実 験 を ほ ぼ 網 羅 す る,42種. に入. 教 科 書 に掲 載 され. 類 の 実 験 に つ い て 、各 実 験 の タ イ トル と 教 科 書 の 図. 徒 実 験 ま た は 演 示 実 験 を 体 験 し た か ど う か を 問 う た も の で あ り、 そ の. 信 愚 性 は 高 い もの と思 わ れ る。 そ の結 果 、 高 校 物 理 実 験 の実 施 状 況 につ いて 、生 徒 一 人 あ た りが 経 験 し た 実 験 回 数 の 平 均 は 次 の よ う で あ っ た と い う 。 生 徒 実 験:6.1回. 物 理1(3単. 位)、 物 理II(3単. 位)で. 実 授 業 時 間 は も う 少 し 少 な い が 、3学 考 え て み れ ば 、1学 月 に1回 で1回. 期 に1回. 演 示 実 験:8.6回. あ る か ら 、標 準 授 業 時 数 は210時 期 制 の 高 校 で2年. 生 、3年. で あ る 。普 通 、. 生 を 通 し た2年. の 割 合 に な る 。 長 期 休 業 な ど を 考 え 合 わ せ れ ば 、 約3ヶ. だ け 生 徒 実 験 を 行 っ て い る 割 合 に な る 。 単 純 に 概 算 す れ ば 、 約34回 生 徒 実 験 し 、24回. 間で. の 授 業 で1回. の授 業. 演 示 実 験 す る 計 算 に な る 。 観 察 ・実 験 の 結 果 を. 元 に 授 業 を 進 め た り 、 法 則 や 理 論 を 実 験 で 検 証 しな が ら授 業 を 行 っ て い る と は 考 え に くい 。 加 え て 、 これ は 平 均値 で あ り、 回 数 ご と の割 合 を調 べ る と次 の表 の よ うに な る と い う。 (内 村 ら の デ ー タ よ り作 成). これ は 、 学 生 に 対 して と っ た ア ン ケ ー トで あ る が 、 授 業 で 実 験 を 企 画 す る の は 教 員 で あ る 。 こ の 結 果 か ら、 実 験 を 積 極 的 に や っ て い る 教 員 と そ う で な い 教 員 の 格 差 が 大. 18.
(22) き い こ と が わ か る 。 ま た 、 全 く 生 徒 実 験 を 経 験 せ ず に 理 工 系 大 学 に 入 学 し た 学 生 が2 割 も 存 在 す る こ と に な る 。 ま た 、1割. 弱 は 演 示 実 験 す ら経 験 し て い な い 。 こ の 調 査 か. ら 、現 在 の 高 校 に お け る 物 理 実 験 の 実 施 状 況 が 推 測 さ れ る が 、「観 察,実. 験 な どを行 い 」. と し た 学 習 指 導 要 領 の 目的 か ら離 れ た も の と な っ て い る 場 合 が 多 い と 思 わ れ る 。. 3.L2大. 学 教 育 学 部 に お け る 調 査. 山 路33)は 長 崎 大 学 教 育 学 部 の 平 成16年. 度(2004)教. 員 養 成 課 程 の 第1・2年. 次 生 を対. 象 と し て 高 等 学 校 理 科 の 物 理,化 学,生 物,地 学 の 授 業 で 経 験 し た 観 察 、実 験 を 調 査 し た 。 対 象 と し た 物 理 に 関 す る 実 験 項 目 は40項 象 者 の 一 部204人 ・10回. 分 の調 査 結 果 が 記 され て い る 。物 理 につ い て み る と、. 以 下 の 範 囲 に 全 回 答 者 の66. ・ 観 察. 目 で あ り、 内 村 ら と ほ ぼ 同 じで あ る 。 全 対. .7%が. 入 って い る 。. ,実 験 経 験 が な い と し た 回 答 者 は 、 物 理 で10.3%で. あ る。. 単 純 な 比 較 は 出 来 な い が 、 内 村 の デ ー タ よ りは 回 数 が 多 い が 、 山 路 が 指 摘 し て い る よ う に 、教 員 養 成 課 程 の 学 生 で 高 校 時 代 に10.3%の. 学 生 が全 く高 校 にお け る物 理 の 授. 業 で 観 察,実 験 経 験 が な い と い う 事 実 に 留 意 す べ き で あ る 。. 3.2生. 徒 実 験 の 問 題 点. 3.2.1学 平 成11年 を 高 め,観. 習 指 導 要 領 に お け る 取 り扱 い 度 高 等 学 校 学 習 指 導 要 領34)の 理 科 の 目 標 に は 、「自 然 に 対 す る 関 心 や 探 究 」 察,実. 験 な ど を 行 い,科. 学 的 に探 究 す る能 力 と態 度 を育 て る と と もに 自然. の 事 物 ・現 象 に つ い て の 理 解 を 深 め,科 ま た 、 平 成20年12月. 学 的 な 自 然 観 を 育 成 す る 。」 と 記 さ れ て い る 。. に 発 表 さ れ た 次 の 高 等 学 校 学 習 指 導 要 領(案)35)に. 標 と し て 、 「自 然 の 事 物 ・現 象 に 対 す る 関 心 や 探 究 心 を 高 め,目 実 験 な ど を 行 い,科. は 、理 科 目. 的 意 識 を も っ て 観 察,. 学 的 に 探 究 す る 能 力 と 態 度 を 育 て る と と も に 自 然 の 事 物 ・現 象 に. つ い て の 理 解 を 深 め,科. 学 的 な 自 然 観 を 育 成 す る 」 と記 さ れ て い る 。 解 説 と し て 以 下. の 記 述 が あ る。 以 下 引 用 「高 等 学 校 理 科 の 目 標 は,総 合 的 な 目 標 で あ り,さ ら に,こ れ を 受 け て 各 科 目 ご と に 科 目 の 具 体 的 な 目 標 が 設 定 さ れ て い る 。こ の 目 標 は,小 学 校,中 学 校 理 科 の 目 標 と の 関 連 を 図 り な が ら 高 等 学 校 理 科 の ね ら い を 述 べ た も の で あ り,次 の4点. に要 約. す る こ と が で き る.. 19.
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