理科を探究的に学ぶ授業デザインの実践的研究

理科を探究的に学ぶ授業デザインの

実践的研究

2018

兵庫教育大学大学院

連合学校教育学研究科

教科教育実践専攻

（兵庫教育大学）

髙 橋 信 幸

目 次

序 章 問 題 の 所 在 と 研 究 の 目 的 ・ 方 法 ... 1 第 １ 節 問 題 の 所 在 ... 1 第 １ 項 我 が 国 に お け る 理 科 の 変 遷 と 探 究 的 な 学 び ... 5 第 ２ 項 我 が 国 及 び 諸 外 国 の 先 行 研 究 ... 9 第 １ 構 成 主 義 学 習 論 ... 9 第 ２ ア ク テ ィ ブ ・ ラ ー ニ ン グ ... 12 第 ３ Model-based Learning ... 14 第 ３ 節 研 究 の 目 的 ・ 方 法 ... 16 第 １ 項 研 究 の 目 的 ... 16 第 ２ 項 研 究 の 方 法 ... 17 第 ４ 節 本 論 文 の 構 成 ... 18 註 及 び 引 用 ・ 参 考 文 献 ... 20 第 １ 章 英 国 CASE の 授 業 デ ザ イ ン ... 24 第 １ 節 本 章 の 目 的 ... 24 第 ２ 節 研 究 の 背 景 ... 24 第 ３ 節 CASE の 基 礎 理 論 ... 26 第 ４ 節 構 成 主 義 の 授 業 デ ザ イ ン ... 29 第 ５ 節 CASE の 柱 と 構 成 主 義 の 鍵 と な る 五 要 素 ... 31 第 ６ 節 資 質 ・ 能 力 を 養 う 授 業 デ ザ イ ン と CASE ... 42 第 ７ 節 CASE の 授 業 デ ザ イ ン と 探 究 的 な 学 び の 特 徴 ... 45 註 及 び 引 用 ・ 参 考 文 献 ... 47 第 ２ 章 日 常 の 授 業 に お け る 探 究 的 な 学 び ... 51 第 １ 節 問 題 の 所 在 ... 51

第 ２ 節 本 章 の 目 的 と 研 究 の 方 法 ... 55 第 1 項 本 章 の 目 的 ... 55 第 ２ 項 研 究 の 方 法 ... 55 第 １ 授 業 デ ザ イ ン の 定 義 ... 55 第 ２ 教 材 ・ 指 導 法 の 開 発 ... 56 第 ３ 節 結 果 と 考 察 ... 63 第 ４ 節 開 発 し た 授 業 デ ザ イ ン と 探 究 的 な 学 び の 特 徴 ... 76 註 及 び 引 用 ・ 参 考 文 献 ... 78 第 ３ 章 科 目 「 理 科 課 題 研 究 」 に お け る 授 業 デ ザ イ ン ... 80 第 １ 節 問 題 の 所 在 ... 80 第 ２ 節 本 章 の 目 的 ... 83 第 ３ 節 教 授 ・ 学 習 方 略 ... 83 第 ４ 節 方 法 ... 84 第 １ 項 授 業 実 践 ... 84 第 ２ 項 教 師 の 指 導 ... 86 第 ３ 項 評 価 の 方 法 ... 87 第 ５ 節 結 果 及 び 考 察 ... 89 第 １ 項 TIPSⅡ の 調 査 結 果 ... 89 第 ２ 項 活 動 の パ フ ォ ー マ ン ス ... 94 第 ３ 項 仮 説 の 記 述 ... 96 第 ４ 項 自 由 記 述 に み る 研 究 過 程 の メ タ 認 知 ... 96 第 ５ 項 研 究 の 過 程 を 2 軸 平 面 に 表 現 し た 図 ... 98 第 ６ 節 開 発 し た 授 業 デ ザ イ ン と 探 究 的 な 学 び の 特 徴 ... 101 註 及 び 引 用 ・ 参 考 文 献 ... 103 第 ４ 章 単 元 「 探 究 活 動 」 に お け る 授 業 デ ザ イ ン ... 105

第 １ 節 問 題 の 所 在 ... 105 第 ２ 節 本 章 の 目 的 ... 108 第 ３ 節 探 究 的 な 授 業 デ ザ イ ン の モ デ ル 化 ... 108 第 ４ 節 授 業 実 践 ... 116 第 １ 項 方 法 ... 116 第 ２ 項 授 業 の 流 れ ... 116 第 ３ 項 分 析 方 法 と 評 価 方 法 ... 118 第 ４ 項 結 果 と 考 察 ... 119 第 ５ 節 開 発 し た モ デ ル と 探 究 的 な 学 び の 特 徴 ... 142 註 及 び 引 用 ・ 参 考 文 献 ... 145 終 章 本 研 究 の ま と め 及 び 今 後 の 課 題 ... 147 第 １ 節 本 研 究 の ま と め ... 147 第 １ 項 探 究 的 な 学 び に 関 す る 先 行 研 究 ... 147 第 ２ 項 英 国 CASE の 授 業 デ ザ イ ン ... 148 第 ３ 項 日 常 の 授 業 に お け る 探 究 的 な 学 び ... 149 第 ４ 項 科 目 「 理 科 課 題 研 究 」 に お け る 授 業 デ ザ イ ン ... 149 第 ５ 項 単 元 「 探 究 活 動 」 に お け る 授 業 デ ザ イ ン ... 150 第 ６ 項 段 階 的 に 行 う 「 探 究 的 な 学 び 」 の 授 業 デ ザ イ ン ... 151 第 ２ 節 今 後 の 課 題 ... 152 註 及 び 引 用 ・ 参 考 文 献 ... 155 附 記 ... 156 謝 辞 ... 157

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序章 問題の所在と研究の目的・方法

第１節 問題の所在

理 科 教 育 は 時 代 の 要 請 に 応 じ て 変 遷 し て き た 。と こ ろ が ，そ の 中 で 村 山（ 2013）が 指 摘 す る よ う に ，1974 年 に 学 習 指 導 要 領・理 科 編（ 試 案 ）が 発 行 さ れ て 以 来 ，我 が 国 で は「 問 題 解 決 」は 一 貫 し て 重 視 さ れ て き た 1）_{。 理 科 に お け る 「 問 題 解 決 」 と は ， 学 習 者 が 「 自 然 の 事 物 ・} 現 象 に 働 き か け ，そ こ か ら 問 題 を 見 い だ し ，自 ら も っ た 予 想 や 仮 説 の も と に 観 察 ，実 験 な ど を 行 い ，結 果 を 整 理 し ，考 察 し ，結 論 と し て 科 学 的 な 見 方 や 考 え 方 を も つ よ う に な る プ ロ セ ス 」（ 村 山 ，2013）で あ り ， 「 探 究 的 な 学 び 」 で あ る と い え る 。 2016 年 12 月 に 中 央 教 育 審 議 会 の 示 し た「 幼 稚 園 ，小 学 校 ，中 学 校 ，高 等 学 校 及 び 特 別 支 援 学 校 の 学 習 指 導 要 領 等 の 改 善 及 び 必 要 な 方 策 等 に つ い て（ 答 申 ）」に は ，全 体 と し て「 特 に 学 力 に つ い て は ，『 ゆ と り 』か『 詰 め 込 み 』か の 二 項 対 立 を 乗 り 越 え ，基 礎 的 な 知 識 及 び 技 能 ，思 考 力 ，判 断 力 ，表 現 力 等 及 び 主 体 的 に 学 習 に 取 り 組 む 態 度 と い う 学 力 の 三 要 素 の バ ラ ン ス の と れ た 育 成 が 重 視 さ れ る こ と と な っ た 。」と 示 さ れ 2）_{，各 教 科・科 目 等 の 内 容 の} 見 直 し と し て ， 理 科 に つ い て は 次 の ３ 点 が 挙 げ ら れ た 。 （ 1）小・中・高 等 学 校 教 育 を 通 じ て ，知 的 好 奇 心 や 探 究 心 を も っ て ， 自 然 に 親 し み ，見 通 し を 持 っ て 観 察・実 験 を 行 い ，そ の 結 果 を 整 理 し 考 察 す る な ど の 探 究 的 な 学 習 の 充 実 を 図 る 。 （ 2）「 エ ネ ル ギ ー 」「粒 子 」「生 命 」「地 球 」の そ れ ぞ れ の 領 域 に お け る 特 徴 的 な 視 点 を 整 理 し ， 各 領 域 に 関 す る 学 習 の 改 善 を 図 る 。 （ 3）各 学 科 に 共 通 す る 教 科「 理 数 」に「 理 数 探 究 基 礎 」及 び「 理 数 探 究 」を 新 設 す る こ と な ど を 踏 ま え て ，「理 科 課 題 研 究 」を 発 展 的 に

2 廃 止 す る 。 さ ら に ，理 科 で 育 成 を 目 指 す 資 質・能 力 に つ い て は ，「『 知 識・技 能 』 で は ，自 然 の 事 物 ・現 象 に 対 す る 概 念 や 原 理 ・法 則 の 理 解 ，科 学 的 探 究 や 問 題 解 決 に 必 要 な 観 察 ・ 実 験 等 の 技 能 な ど が 求 め ら れ る 。『 思 考 力・判 断 力・ 表 現 力 等 』で は ，科 学 的 な 探 究 能 力 や 問 題 解 決 能 力 な ど が 求 め ら れ る 。『 学 び に 向 か う 力・人 間 性 等 』で は ，主 体 的 に 探 究 し よ う と し た り ， 問 題 解 決 し よ う と し た り す る 態 度 な ど が 求 め ら れ る 。」 （ 文 部 科 学 省 ,2016） と さ れ た 。 従 っ て ，今 後 の 理 科 の 方 向 性 と し て「 探 究 的 な 学 習 」の 重 視 は 継 続 さ れ た こ と が 認 め ら れ る 。 一 方 で ，実 際 の 教 育 実 践 で は「 探 究 的 な 学 習 」は 重 視 さ れ て い な い と 捉 え ら れ る よ う な 現 状 の 指 摘 が あ る 。「幼 稚 園 ，小 学 校 ，中 学 校 ，高 等 学 校 及 び 特 別 支 援 学 校 の 学 習 指 導 要 領 等 の 改 善 及 び 必 要 な 方 策 等 に つ い て （ 答 申 ）」（ 中 央 教 育 審 議 会 ,2016） に は ，「 探 究 的 な 学 習 は ， 学 習 に 対 す る 興 味 ・関 心・ 意 欲 の 向 上 を は じ め ，知 識 ・技 能 の 着 実 な 習 得 や 思 考 力・ 判 断 力・ 表 現 力 等 の 育 成 に 有 効 で あ る と 考 え ら れ ，高 等 学 校 の 数 学 及 び 理 科 の 分 野 に お け る 探 究 的 な 学 習 を 中 核 に 据 え た 科 目 と し て ，『 数 学 活 用 』及 び『 理 科 課 題 研 究 』が 設 定 さ れ て い る が ， 大 学 入 学 者 選 抜 に お け る 評 価 が ほ と ん ど 行 わ れ な い こ と や ，指 導 の ノ ウ ハ ウ が 教 員 間 に 共 有 さ れ て い な い こ と な ど も あ っ て ，高 等 学 校 に お け る 科 目 の 開 設 率 が 極 め て 低 く な っ て い る 。」 と 示 さ れ た 。 八 木（ 2014）は ，「理 科 の 授 業 に お い て 探 究 的 な 学 習 を 意 図 的 に 仕 組 ん で い く こ と が 求 め ら れ て い る 。し か し ，中 学 校 理 科 の 授 業 の 現 実 は ， 教 科 書 通 り に 観 察・実 験 を 行 い ，知 識 を 詰 め 込 ん で い く と い う 教 師 主 導 型 の 授 業 が 行 わ れ る こ と が 多 い 。」3 ）_{と 指 摘 し ，同 様 に ，西 川（ 2014）} は「 現 実 の 教 育 現 場 で は『 探 究 的 な 学 習 』が 実 施 さ れ る ケ ー ス は 希 で ，

3 『 探 究 的 な 学 習 』は 広 く 広 ま っ て い な い 現 実 が あ る 。」4 ）_{と 指 摘 し た 。} 村 上（ 2010）は ，理 科 の 教 師 が 探 究 学 習 に つ い て 教 師 自 身 が「 見 た こ と も 体 験 し た こ と も な い 状 況 」 の 中 で 探 究 学 習 に 対 し て 理 解 不 能 ・ 思 考 停 止 に 陥 っ て い る 現 状 を 指 摘 し 5 ）_{，大 前（ 2013）は ，探 究 学 習 が} 行 わ れ な い 理 由 と し て「 従 来 の 授 業 か ら 変 化 す る こ と で 学 力 が 維 持 で き る の か の 不 安 感 や ，探 究 学 習 の 成 果 が 示 さ れ て い な い こ と ，教 え 込 む 授 業 が ス タ ン ダ ー ド に な っ て い る 現 状 」6 ）_{を 指 摘 し た 。さ ら に ，村} 上（ 2010）は 探 究 学 習 が 行 わ れ な い 理 由 と し て ，予 算 の 不 足 や 学 級 の 人 数 の 多 さ ，準 備 や 教 材 研 究 に か け る 労 力 へ の た め ら い と 時 間 の 不 足 ， 教 科 書 が 知 識・理 解 に 重 点 を 置 い た 記 述 に な っ て い る こ と ，ク ラ ス に よ っ て 授 業 展 開 が 異 な り 同 じ よ う な 指 導 で 済 ま な い こ と ，未 知 の も の に 取 り 組 ま な け れ ば な ら な い と い う 誤 解 ，効 率 よ く 受 験 学 力 を つ け る こ と を 優 先 し た い 現 状 な ど を 指 摘 し ，「 探 究 学 習 を 取 り 巻 く 現 実 的 な 状 況 が 厳 し い と と も に ，探 究 学 習 そ の も の が 形 骸 化 し つ つ あ る 現 実 が 見 え て く る 。」（ 村 上 ,2010） と 分 析 し た 。 一 方 で ，藤 田（ 2013）は ，千 葉 県 内 の 公 立 小 学 校 教 員 を 対 象 と し た 調 査 で ，理 科 の 学 習 活 動 で は「 観 察 ・実 験 を 行 わ せ る 」，「予 想 や 仮 説 を 実 験 で 確 か め さ せ る 」，「予 想 や 仮 説 を 立 て さ せ る 」な ど の 教 師 主 導 の 探 究 的 な 学 習 活 動 が 重 視 さ れ て い る 現 状 を 指 摘 し て い る 7）_。 し か し ，大 前（ 2013）が 指 摘 す る よ う に ，小 学 校 段 階 で ，① 自 分 で 仮 説 を 設 定 し ，② 進 ん で 解 決 方 法 を 考 え ，③ 結 果 を 検 証 し て 結 論 を 出 す 手 順 を 踏 ま え た「 子 ど も 主 体 の 探 究 学 習 を 取 り 入 れ た 実 践 例 は あ ま り 多 く な い 」大 前（ 2013）現 状 が あ る 。そ の 理 由 と し て ，大 前（ 2013） は 次 の ２ 点 を 挙 げ た 。 （ 1）授 業 モ デ ル や 教 材 が 少 な く ，現 場 教 師 が 探 究 学 習 を ど の 単 元 で ど の よ う に 取 り 入 れ れ ば 良 い の か が 分 か ら な い こ と 。

4 （ 2）学 習 者 に 探 究 学 習 を 自 律 的 に 行 う の に 必 要 と な る 知 識・技 能・態 度 が 育 っ て い な い こ と 。 こ の よ う に ，「探 究 的 な 学 習 」は 学 習 指 導 要 領 で は 重 視 さ れ て い る に も か か わ ら ず ，現 実 の 授 業 実 践 に お い て は 課 題 が あ る こ と が 認 め ら れ る 。 そ こ で ，本 研 究 で は「 探 究 的 な 学 習 」な ど の「 探 究 的 な 学 び 」を 実 践 す る に あ た っ て の 教 授・学 習 方 略 を 先 行 研 究 の 省 察 か ら 探 り ，教 育 実 践 を 通 し て そ の 有 効 性 を 検 証 す る こ と に よ り ，教 育 実 践 学 を 構 築 す る こ と と し た い 。 な お ，本 研 究 で は「 探 究 的 な 学 び 」を「 問 題 を 解 決 す る た め ,実 験 や 観 察 ， 情 報 収 集 な ど を 行 い ， そ れ ら を 整 理 し 考 察 し て 表 現 す る 活 動 」 と 定 義 す る 。

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第２節 先行研究の省察

本 節 で は ，先 ず 我 が 国 に お け る 理 科 の 変 遷 を 振 り 返 り ，探 究 的 な 学 び が ど の よ う に 扱 わ れ て き た か を 整 理 す る 。次 に ，我 が 国 と 諸 外 国 の 先 行 研 究 の 事 例 を と り あ げ ， 探 究 的 な 学 び を 実 践 す る 際 の 有 効 な 教 授 ・ 学 習 方 略 を 探 る 。 第 １ 項 我が 国 に お け る 理 科の 変 遷 と 探 究 的 な学 び 我 が 国 で は ，明 治 5 年 の 学 制 発 布 以 降 自 然 科 学 に 関 す る 科 目 が 学 校 で 教 え ら れ る よ う に な っ た 。明 治 12 年 の 教 育 令 に よ り ，博 物・物 理・ 化 学・生 物 か ら な る 教 科 で 観 察・実 験 を 通 し て 事 実 現 象 な ど を 理 解 さ せ る よ う に は じ め て 指 示 さ れ た が ，実 際 に は 知 識 の 暗 記 式 注 入 法 に よ る 教 育 が 行 わ れ て い た 。 明 治 19 年 に は 理 科 が は じ め て 小 学 校 に 設 け ら れ ，戦 争 の 影 響 か ら 理 科 の 設 備 が 充 実 さ れ ，理 科 教 育 が 振 興 さ れ た 。 昭 和 16 年 の 国 民 学 校 令 で は 教 育 内 容 の 大 改 訂 が 行 わ れ ， 理 科 は 理 数 科 の 一 部 と な り 理 数 科 理 科 と 呼 ば れ た 。理 数 科 理 科 で は 従 来 の 知 識 偏 重 の 傾 向 で な く ，科 学 的 な 考 察・ 処 理 の 能 力 に 重 点 を 置 き ，科 学 的 精 神 を 養 う こ と が 盛 り 込 ま れ て い る 。 戦 後 ， 昭 和 21 年 に 出 さ れ た 新 教 育 令 で は ， 個 人 尊 重 の 教 育 と 併 せ て 科 学 的 教 養 の 普 及 が 強 調 さ れ た 。 昭 和 22 年 に 文 部 省 は 小 学 校 ， 中 学 校 の 学 習 指 導 要 領 ・理 科 編（ 試 案 ）を 出 し ，指 導 目 標 と し て 次 の 三 つ を 身 に つ け さ せ る よ う に す る こ と と し た 8）_。 （ 1） 物 ご と を 科 学 的 に 見 た り ， 考 え た り ， 取 り 扱 っ た り す る 能 力 。 （ 2） 科 学 の 原 理 と 応 用 に 関 す る 知 識 。 （ 3） 真 理 を 見 出 し 進 ん で 新 し い も の を 作 り 出 す 態 度 。

6 こ れ に よ り ，理 科 は 生 活 単 元 学 習 ，問 題 解 決 学 習 の 方 向 に 進 む こ と と な っ た 9 ）_。 昭 和 27 年 の 改 訂 で は ， 生 活 単 元 学 習 ・ 問 題 解 決 学 習 の 方 向 が よ り 強 調 さ れ た 10）_{。 こ の 時 期 の 学 習 内 容 に つ い て は ， 文 部 科 学 省 が 「（ 資} 料 ）学 習 指 導 要 領 等 の 改 訂 の 経 過 」で「 戦 後 の 新 教 育 の 潮 流 と な っ て い た 経 験 主 義 や 単 元 学 習 に 偏 り す ぎ る 傾 向 が あ り ，各 教 科 の も つ 系 統 性 を 重 視 す べ き で は な い か と い う 問 題 が あ っ た 11 ）_{。」（ 文 部 科 学} 省 ,2011）と 記 さ れ た よ う に ，デ ュ ー イ の 経 験 主 義 に 基 づ い た ，教 師 の 主 体 性 よ り ，子 ど も の 自 主 性 を 重 ん じ た 生 活 単 元 学 習 ，問 題 解 決 学 習 は「 這 い 回 る 経 験 主 義 」，「基 礎 学 力 の 低 下 を 招 い た 」（ 小 西 ,2001） 12 ） と の 批 判 を 受 け た 。 昭 和 33 年 の 改 訂 で は ， 生 活 単 元 的 性 格 は 姿 を 消 し ， 科 学 の 体 系 や 基 本 概 念 を 重 視 し ，観 察・実 験 に 十 分 な 時 間 を か け ，系 統 的 に 学 ぶ 内 容 と な っ た 。例 え ば ，学 習 指 導 要 領 の 理 科 で は ，小 学 校 ４ 年 生 の 目 標 に「 自 然 の 環 境 か ら 問 題 を 見 い だ し ，こ れ を 解 決 し よ う と す る 意 欲 を 高 め ，解 決 の 方 法 を 考 え ，そ れ を 事 実 に 即 し て 確 か め る こ と が で き る よ う に す る 」こ と が 示 さ れ 13 ）_{，中 学 校 の 目 標 に は「 自 然 の 事 物 や 現 象} に つ い て の 関 心 を 高 め ，真 理 を 探 究 し よ う と す る 態 度 を 養 う 」こ と が 示 さ れ る な ど 14）_{，系 統 的 学 習 を 重 視 し つ つ も ，子 ど も が 主 体 的 に 探 究} す る こ と も 目 指 さ れ た 。こ の 時 期 の 理 科 は ，系 統 学 習 の 浸 透 に よ り 基 礎 的・ 基 本 的 事 項 の 理 解 は 進 ん だ が ，よ り 深 く 理 解 し た り ，事 象 を 関 連 付 け て 考 え た り す る 力 が 不 足 し て い る と の 批 判 を 受 け た 12）_。 1960 年 に ア メ リ カ で 出 版 さ れ た ブ ル ー ナ ー の 著 書 ”The process of Education” で 示 さ れ た ，教 科 を「 構 造 化 」し ，「科 学 の 方 法 」，「探 究 の 過 程 」を 重 視 す る こ と に よ っ て ，す べ て の 生 徒 に 科 学 の 本 質 を 教 え る こ と が 可 能 で あ る と す る ，教 育 の 構 造 の 重 要 性 や 知 的 な 教 育 の 可 能 性

7 の 思 想 を 受 け 15）_{，こ の 時 代 に ア メ リ カ で は 理 科 教 育 の 現 代 化 が 行 わ れ ，} ア メ リ カ 新 科 学 教 育 運 動 が 起 こ っ た 。我 が 国 で も ，古 谷（ 1996）が 指 摘 す る よ う に ，「従 来 の 理 科 の 内 容 は 多 岐 に わ た り ，自 然 を 認 識 す る 基 本 的 な と こ ろ が お ろ そ か に な る 傾 向 が あ っ た 。」が ，こ の 影 響 を 受 け て ， 昭 和 44 年 の 改 訂 が 行 わ れ た 。 こ れ に よ り ， 中 学 校 ・ 高 等 学 校 の 理 科 は ，科 学 概 念 と 科 学 の 方 法 の 2 本 柱 で 体 系 化 さ れ ，目 標 に も「 探 究 す る 過 程 を 通 し て 科 学 の 方 法 を 習 得 」，「基 本 的 な 科 学 概 念 を 理 解 」と の 表 記 が 行 わ れ た 16 ） 17）_。 昭 和 52 年 の 改 訂 で は ，「ゆ と り の 教 育 」の 方 針 に よ り ，内 容 を 基 礎 的・基 本 的 な 事 項 に 精 選 し ，自 然 を 探 究 す る 能 力 及 び 態 度 の 育 成 や 自 然 科 学 の 基 礎 的・基 本 的 な 概 念 の 形 成 が ゆ と り を も っ て 行 わ れ る よ う に さ れ た 18）_{。 問 題 解 決 の 活 動 は 理 科 教 育 の 中 で 重 視 さ れ た が ，「 教 育} 現 場 で は 教 師 指 導 型 で ，形 式 的 に 問 題 解 決 の 過 程 を 経 る だ け で ，学 習 が 修 了 す る 傾 向 が 強 く な っ て き た 。」（ 古 谷 ,1996）こ と が 問 題 視 さ れ た 。 平 成 元 年 の 改 訂 で は ，「個 性 を 生 か す 教 育 」が 目 指 さ れ ，教 育 課 程 審 議 会 答 申（ 1987）に よ る と ，「科 学 技 術 の 進 歩 ，ま た そ れ に 伴 う 情 報 化 な ど の 社 会 変 化 や 学 習 の 実 態 な ど を 考 慮 し ， 自 然 に 親 し む こ と や 観 察・実 験 な ど を 一 層 重 視 し て ，問 題 解 決 能 力 を 培 い ，自 然 に 対 す る 科 学 的 な 見 方 や 考 え 方 及 び 関 心 や 態 度 を 育 成 す る 指 導 が 充 実 す る よ う 」 に 内 容 が 改 善 さ れ た 19）_{。ま た ，小 学 校 低 学 年 に 生 活 科 が 新 設 さ れ ，日} 常 生 活 と 結 び つ け た 理 科 学 習 が 行 わ れ た 。小 学 校 3 年 生 か ら 設 置 さ れ る 理 科 で は「 自 然 の 事 物・現 象 に つ い て の 直 接 経 験 を 重 視 し ，そ れ ら の 活 動 を 通 し て 問 題 解 決 の 意 欲 や 態 度 を 育 て る 」（ 文 部 省 ,1987） こ と が 求 め ら れ た 。 中 学 校 理 科 で は 「 自 然 を 探 究 す る 能 力 や 態 度 」（ 文 部 省 ,1987）の 育 成 が 目 指 さ れ ，選 択 理 科 で は 課 題 研 究 的 学 習 が 求 め ら れ た 。高 等 学 校 で は「 主 体 的 な 探 究 活 動 を 通 し て 自 然 を 探 究 す る 能 力 や

8 態 度 を 育 て る 」（ 文 部 省 ,1987） こ と が 求 め ら れ た 。 平 成 10 年 の 改 訂 で は ，「生 き る 力 を 育 て る 教 育 」が 目 指 さ れ ，完 全 学 校 週 ５ 日 制 に よ る ゆ と り の あ る 教 育 活 動 が 行 わ れ た 。総 合 的 な 学 習 の 時 間 が 導 入 さ れ ， 小 学 校 学 習 指 導 要 領 で は 総 合 的 な 学 習 の 時 間 は 「 自 ら 課 題 を 見 付 け ，自 ら 学 び ，自 ら 考 え ，主 体 的 に 判 断 し ，よ り よ く 問 題 を 解 決 す る 資 質 や 能 力 」や ，「問 題 の 解 決 や 探 究 活 動 に 主 体 的 ， 創 造 的 に 取 り 組 む 態 度 」の 育 成 が ね ら い と さ れ た 20）_{。理 科 で は「 ゆ と} り を も っ て 観 察 ，実 験 に 取 り 組 み ，問 題 解 決 能 力 や 多 面 的・ 総 合 的 な 見 方 を 培 う こ と を 重 視 」（ 文 部 省 ,1998）21）_{し ，中 学 校 で は 課 題 解 決 の} た め に 探 究 す る 活 動 を 行 う こ と と さ れ る な ど ，問 題 解 決 学 習 を 行 う こ と が 目 指 さ れ た 。し か し ，大 学 生 の 学 力 低 下 な ど に つ い て 論 争 が な さ れ ， ゆ と り 学 習 は 学 力 低 下 を 招 い た と の 批 判 を 受 け た （ 小 西 ,2001）。 平 成 20 年 の 改 訂 で は ， 2006 年 に 実 施 さ れ た PISA 調 査 で の 学 力 低 下 の 状 況 を 改 善 す る こ と を 狙 い ，「生 き る 力 」を 育 む た め に「 確 か な 学 力 」を 確 立 す る こ と が 目 指 さ れ た 22）_{。各 教 科 で は「 基 礎 的・基 本 的 な} 知 識 ・技 能 の 習 得 と と も に ，観 察・ 実 験 や レ ポ ー ト の 作 成 ，論 述 と い っ た そ れ ぞ れ の 教 科 の 知 識・技 能 を 活 用 す る 学 習 活 動 の 充 実 」に よ り ， 「 総 合 的 な 学 習 の 時 間 に お け る 教 科 等 を 横 断 し た 課 題 解 決 的 な 学 習 や 探 究 的 な 活 動 」の 充 実 が 目 指 さ れ た 。こ の よ う に ，各 教 科 で の 習 得・ 活 用 と 総 合 的 な 学 習 の 時 間 に お け る 探 究 の ３ 段 階 に よ る 思 考 力・判 断 力 ・ 表 現 力 等 の 育 成 が 目 指 さ れ た 。 以 上 よ り ，時 代 に よ る 変 動 は あ る も の の ，理 科 で は 一 貫 し て「 探 究 的 な 学 び 」は 重 視 さ れ て き た と い え る 。し か し ，前 述 の よ う に そ の 実 践 に お い て は 探 究 的 な 学 び に は 課 題 が 認 め ら れ る 。次 項 で は 先 行 研 究 を 省 察 し ，探 究 的 な 学 び を 実 践 す る 有 効 な 教 授・学 習 方 略 に つ い て 考 察 す る 。

9 第 ２ 項 我が 国 及 び 諸 外 国 の先 行 研 究 こ こ で は ，我 が 国 や 諸 外 国 に お け る 探 究 的 な 学 び に 関 連 す る 先 行 研 究 事 例 を 省 察 し ，理 科 の 資 質・能 力 を 育 成 す る 探 究 的 な 学 び の 授 業 デ ザ イ ン に 求 め ら れ る も の に つ い て 考 察 す る 。 第 １ 構 成主 義 学 習 論 構 成 主 義 は ，「端 的 に い え ば ，人 は 概 念 や 考 え 方 を 受 動 的 に 受 け 入 れ る の で は な く ，主 体 的 に 意 味 を 構 成 し 認 識 し て い く と 考 え る 立 場 」（ 中 島 ,2014）23 ）_{で あ る 。理 科 に お け る 構 成 主 義 の 学 習 論 の 特 徴 と し て ，堀} （ 1992） は ， 次 の ５ つ を 挙 げ た 24）_。 （ 1）知 識 の 獲 得 は 構 成 的 あ る い は 生 成 的 な 過 程 で あ り ，子 ど も た ち の 知 識 は 一 人 ひ と り に 固 有 の も の で あ る 。 （ 2）知 識 の 表 現 は 複 合 的 な 段 階 を 含 ん だ 動 的 か つ 構 成 的 過 程 で あ る 。 （ 3）所 与 の 概 念 や 過 程 に つ い て 獲 得 し た り ，組 織 し た り ，蓄 積 し た り ， 想 起 し た り ， 考 え た り す る の に は 多 く の い ろ い ろ な 方 法 が あ る 。 （ 4）理 科 学 習 の 中 で 明 ら か に な っ て く る 誤 解 の も と に な る 根 拠 は ，（ 3） で 述 べ た 思 考 の 過 程 の ど の 段 階 で も 起 こ り ， い か な る 特 定 の 誤 解 と い え ど も ， し ば し ば そ の 根 拠 は 極 め て 多 様 で あ る 。 （ 5）科 学 的 概 念 の 理 解 は ，そ れ に 連 続 的 に 接 近 す る こ と に よ っ て 達 成 さ れ ， あ ら ゆ る 理 解 は 必 ず 不 完 全 か つ 不 十 分 な も の で あ る 。 ま た ，久 保 田（ 1995）は 構 成 主 義 と 客 観 主 義 を 比 較 し ，「構 成 主 義 で は ，学 習 に 重 点 が 置 か れ ，学 習 者 の と り ま く 社 会 的 な 状 況 ，実 際 の 日 常 生 活 に 関 連 す る 意 欲 ，他 者 と の 相 互 作 用 な ど の 実 体 験 を 通 し て 学 習 す る こ と に 関 心 が 払 わ れ る 。 与 え ら れ た 知 識 を 吸 収 す る こ と よ り も ，

10 学 習 者 自 ら が 問 題 を 見 つ け ，解 決 方 法 を 探 る こ と の で き る 力 ，メ タ 認 知 能 力 を 養 う こ と に 重 点 が 置 か れ て い る 。」25 ）_{と 述 べ た 。} 島 田・ハ リ ソ ン（ 2001）は ，心 理 学 的 構 成 主 義 と 社 会 的 構 成 主 義 に 共 通 す る 特 徴 と し て ， 次 の ６ つ を 挙 げ た 26）_。 （ 1） Active Learning 学 習 者 が 能 動 的 に 学 習 す る こ と 。 （ 2） Authenticity 学 習 は 学 習 者 に と っ て 意 味 の あ る 目 的 で ，学 習 者 と 関 連 性 の あ る 文 脈 で 行 わ れ る 必 要 が あ る こ と 。 （ 3） Instrumental Learning 学 習 者 に 知 識 を 提 供 す る い ろ い ろ な 道 具 を 使 っ て 行 わ れ る こ と 。 （ 4） Product-oriented Learning 学 習 者 が レ ポ ー ト や プ レ ゼ ン テ ー シ ョ ン な ど の 成 果 物 を 作 っ て 発 表 す る 活 動 が 含 ま れ る こ と 。

（ 5） Social Construction of Knowledge

他 の 人 々 と の 相 互 作 用 が 生 じ る 社 会 的 行 動 を 通 し て 知 識 が 育 ま れ る こ と 。 （ 6） Facilitating 教 師 は 学 習 者 の 学 習 を 支 援 す る 役 割 を 担 う こ と 。 こ の こ と か ら ，福 本（ 2015）は ，「構 成 主 義 を 志 向 す る こ と は ，ア ク テ ィ ブ ・ ラ ー ニ ン グ を 実 現 す る こ と に つ な が る 」 こ と を 指 摘 し た 27）_。 中 村（ 2007）は ，プ ラ グ マ テ ィ ッ ク な 社 会 的 構 成 主 義 に 注 目 し ，従 来 の 個 人 を 分 析 単 位 と す る 心 理 学 的 構 成 主 義 と 社 会 を 分 析 単 位 と す る 社 会 的 構 成 主 義 の 差 異 を 考 察 し ，行 為 や 活 動 を 分 析 単 位 と す る プ ラ グ マ テ ィ ッ ク な 社 会 構 成 主 義 に よ っ て 統 合 さ れ る こ と を 指 摘 し た 。共 同 体 に お け る 学 習 活 動 に お い て は ，「主 体 」と「 共 同 体 」は「 活 動 」に

11 お け る 構 成 要 素 と 捉 え る こ と が で き ，心 的 あ る い は 社 会 的 な 活 動 が 環 境 と 新 し い 関 連 を 生 む 過 程 で あ る と し た 28）_。 Wehling（ 2006）は ，ポ ス ト 構 成 主 義 に よ る 理 科 学 習 論 の 理 論 的 視 点 と し て ， 次 の ３ つ の キ ー 概 念 を 挙 げ た 29）_。 （ 1） Knowledge： 知 識 の 重 要 な 部 分 を 要 約 的 に 説 明 す る こ と 。 （ 2）Practice：探 究 的 に 実 験・観 察 な ど を 行 う 活 動 を 重 要 な も の と し て 位 置 付 け る こ と 。 （ 3） Performativity： 学 習 者 が 能 動 的 に 活 動 す る こ と 。 こ れ ら の こ と か ら ，理 科 の 資 質・ 能 力 を 育 成 す る 教 授・学 習 方 略 は 構 成 主 義 の 学 習 論 を 志 向 し ，学 習 者 が 能 動 的 に 学 ぶ ア ク テ ィ ブ・ラ ー ニ ン グ と な る こ と が 有 効 で あ る と 考 え ら え る 。さ ら に ，実 験 観 察 な ど を 探 究 的 に 扱 う 学 び を 重 要 な も の と し て 取 り 入 れ る こ と も 必 要 と さ れ て い る と 考 え る こ と が で き る 。

12 第 ２ ア クテ ィ ブ ・ ラ ー ニ ング 竹 内（ 2016）は ，2015 年 に 中 央 教 育 審 議 会 の 発 表 し た「 論 点 整 理 」 に お け る ア ク テ ィ ブ・ラ ー ニ ン グ の 定 義 で あ る「 課 題 の 発 見・解 決 に 向 け た 主 体 的・ 協 働 的 な 学 び 」は ，従 来 か ら 行 わ れ て い る 問 題 解 決 学 習 な ど と の 違 い が 分 か り に く い こ と を 指 摘 し て い る 30）_{。さ ら に ，竹 内} （ 2016）は「 戦 後 初 期 の 問 題 解 決 学 習 に 対 し て は ，そ れ が「 ご っ こ 遊 び 」に と ど ま り ，「は い ま わ る 経 験 主 義 」に 堕 し て お り ，基 礎 学 力 の 低 下 を 招 く と い っ た 批 判・ 論 争 も あ っ た 。こ の 問 題 は ，今 日 の 参 加 型 学 習 に 関 し て も ，知 識 の 習 得 が お ろ そ か に な っ て い る の で は な い か ，ま た ，参 加・活 動 す る こ と 自 体 が 楽 し い の に 過 ぎ な い の で は な い か（ 活 動 主 義 に 陥 っ て い る の で は な い か ）と い っ た 課 題 と し て 議 論 さ れ て い る 」 と 論 じ た 。 溝 上（ 2014）は ，ア ク テ ィ ブ・ラ ー ニ ン グ を「 一 方 的 な 知 識 伝 達 型 講 義 を 聴 く と い う（ 受 動 的 ）学 習 を 乗 り 越 え る 意 味 で の ，あ ら ゆ る 能 動 的 な 学 習 の こ と 。能 動 的 な 学 習 に は ，書 く ・話 す・ 発 表 す る な ど の 活 動 へ の 関 与 と ，そ こ で 生 じ る 認 知 プ ロ セ ス の 外 化 を 伴 う 。」と 定 義 し た 31）_。 松 下（ 2015）は ，ア ク テ ィ ブ・ラ ー ニ ン グ の 一 般 的 特 徴 と し て 次 の ６ つ を 挙 げ た 32）_。 （ 1） 学 生 は ， 授 業 を 聴 く 以 上 の 関 り を し て い る こ と （ 2）情 報 の 伝 達 よ り 学 生 の ス キ ル の 育 成 に 重 き が 置 か れ て い る こ と （ 3） 学 生 は 高 次 の 思 考 （ 分 析 ， 総 合 ， 評 価 ） に 関 わ っ て い る こ と （ 4）学 生 は 活 動（ 例：読 む ，議 論 す る ，書 く ）に 関 与 し て い る こ と （ 5）学 生 が 自 分 自 身 の 態 度 や 価 値 観 を 探 究 す る こ と に 重 き が 置 か れ て い る こ と

13 （ 6） 認 知 プ ロ セ ス の 外 化 を 伴 う こ と ま た ，ア ク テ ィ ブ・ラ ー ニ ン グ が 活 動 主 義 に 陥 り ，知 識 と 活 動 の 乖 離 と な ら な い た め に ，松 下 ら（ 2015）は デ ィ ー プ・ア ク テ ィ ブ・ラ ー ニ ン グ （ 以 下 DAL と 略 称 す る ） を 提 唱 し た 。 Engestrom（ 2014） は ， 次 の ６ つ の 学 習 ス テ ッ プ か ら な る 学 習 サ イ ク ル を 提 唱 し た 33）_。 （ 1）動 機 づ け（ 新 た な 問 題 と 既 存 の 知 識 や 経 験 と の ず れ（ コ ン フ リ ク ト ） の 発 見 ） （ 2） 方 向 づ け （ 問 題 解 決 に 向 け て の 学 習 活 動 の 開 始 ） （ 3） 内 化 （ 問 題 解 決 に 必 要 な 知 識 の 習 得 ） （ 4） 外 化 （ 習 得 し た 知 識 を 適 用 し て 問 題 解 決 を 試 み る ） （ 5） 批 評 （ 知 識 の 限 界 を 見 出 し て 再 構 築 す る ） （ 6）コ ン ト ロ ー ル（ 活 動 の プ ロ セ ス を 振 り 返 り ，必 要 に 応 じ て 修 正 を 試 み る ） 松 下（ 2015）は ，DAL に は 内 化 と 外 化 が と も に 重 要 で あ る と し ，「内 化 な き 外 化 は 盲 目 で あ り ，外 化 な き 内 化 は 空 虚 で あ る 」と 比 喩 的 に 表 現 し ,深 い 学 び を 生 み 出 す た め に は 内 化 と 外 化 を と も に 組 み 入 れ た 学 習 活 動 と す る 必 要 が あ る と 論 じ た 。 こ れ ら の 考 察 か ら ，理 科 の 資 質・能 力 の 育 成 を 目 指 す「 探 究 的 な 学 び 」は DAL と な る こ と が 求 め ら れ ，探 究 に 必 要 な 知 識 の 習 得（ 内 化 ） と ，習 得 し た 知 識 を 適 用 し て 探 究 す る（ 外 化 ）の 活 動 が 取 り 入 れ ら れ た 構 成 主 義 的 な 学 習 環 境 に よ る 授 業 デ ザ イ ン が 指 向 さ れ る と 考 え ら れ る 。 こ の よ う な 教 授・学 習 方 略 に よ る 授 業 デ ザ イ ン の 先 行 研 究 の 例 と し て ， Model-based learning を 挙 げ る こ と が で き る 。

14 第 ３ Model-based Learning Model-based Learning は ， 実 験 観 察 か ら 得 ら れ た 結 果 を 説 明 す る モ デ ル を 学 習 者 が 構 築 す る 活 動 を 行 う 教 授 ・ 学 習 方 略 で あ る 34 ）_{。 松 原} （ 2015） は ， こ の 教 授 ・ 学 習 方 略 を も と に 「 モ デ ル 化 学 習 」 と し て ， 「 は じ め の 課 題 に つ い て 実 験 プ ラ ン を 立 て ，実 験・観 察 を 経 て レ ポ ー ト を 作 成 す る 。次 に ，そ の 結 果 を 基 に モ デ ル を 構 築 し て 実 験 計 画 を 立 て ，観 察 ・実 験 を 経 て レ ポ ー ト を 作 成 す る 。次 に ，そ の 結 果 を 基 に モ デ ル を 構 築 し て 実 験 計 画 を 立 て ，観 察 ，実 験 を 通 し て 検 証 す る 。（ 中 略 ） 検 証 後 ，そ の モ デ ル を テ ー マ が 同 じ で あ る 別 の 課 題 に 適 用 し て 実 験 計 画 を 立 て ，新 し い 実 験 計 画 か ら の サ イ ク ル を 再 度 ス パ イ ラ ル ア ッ プ し て い く 。」と い う ス キ ー ム で 行 わ れ る 教 授・学 習 方 略 を 提 案 し て い る 35）_。 後 藤 ら（ 2016）は ，文 部 科 学 省（ 2006）の「 理 科 で 育 成 す る 問 題（ 課 題 ）解 決 の 能 力 の 重 点 指 導 例（ 案 ）」を 例 に 示 し 36）_{，「問 題（ 課 題 ）解} 決 の 過 程 の 構 想 に お い て は ，子 供 も 教 師 も 振 り 返 り を 重 視 し ，学 び な が ら（ 教 え な が ら ）自 己 が 成 長 し て い る こ と を 自 覚 的 に 理 解 し て い く こ と が 可 能 な 問 題 解 決 の 過 程 を 構 想 す る 必 要 が あ る 。」（ 後 藤 ら ,2016） こ と を 指 摘 し た 37）_{。 model-based learning は ， こ の よ う な 要 素 を 取 り} 入 れ た 教 授・学 習 方 略 と す る こ と が 可 能 で あ り ，理 科 で 育 成 す べ き 資 質 ・ 能 力 の 育 成 に 有 効 で あ る と 考 え ら れ る 。 一 方 で ，後 藤 ら（ 2016）が 指 摘 す る よ う に ，「モ デ ル 化 学 習 の う ち ， 課 題 → 実 験 プ ラ ン → 実 験 観 察 → レ ポ ー ト の 作 成 ま で は 進 め ら れ る も の の ，レ ポ ー ト の 作 成 → モ デ ル の 構 築 → 実 験 計 画 に は 課 題 が あ る 」状 況 が あ る 。モ デ ル を 構 築 す る 際 の 課 題 を 克 服 す る 方 略 と し て ，後 藤 ら （ 2016）は 実 験 計 画 や モ デ ル の 組 み 立 て を 定 型 文 に 従 っ て 行 う こ と を 提 案 し て い る 。

15

ま た ，学 習 活 動 の 実 践 の た め に は ，あ る 程 度 ま と ま っ た 授 業 時 間 数 を 確 保 す る 必 要 が あ り ，例 え ば 中 学 校 や 高 等 学 校 の 理 科 で 授 業 実 践 を 行 う 際 の 時 間 的 調 整 な ど ，そ の 実 践 に は 課 題 が 残 さ れ て い る 状 況 が あ る と 考 え ら れ る 。

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第３節 研究の目的・方法

第 １ 項 研究 の 目 的 本 研 究 で は ，理 科 の 資 質・ 能 力 の 育 成 を 目 指 す「 探 究 的 な 学 び 」の 授 業 デ ザ イ ン に 注 目 す る 。先 行 研 究 の 省 察 か ら ，「探 究 的 な 学 び 」が 知 識 や 技 能 の 習 得 と 思 考 力・判 断 力・ 表 現 力 の 育 成 を 伴 い ，知 識 が 活 動 を 通 し て 再 構 築 さ れ る た め に は ，知 識 の 内 化 と 認 知 プ ロ セ ス の 外 化 を 伴 う 授 業 デ ザ イ ン と す る こ と が 重 要 で あ り ，次 の 特 徴 を 備 え る の が よ い と 考 え ら れ る 。 （ 1）探 究 に 必 要 な 知 識 を 習 得 す る「 知 識 の 内 化 」の 活 動 を 含 ん で い る こ と （ 2）習 得 し た 知 識 を 適 用 し て 探 究 し ，そ の 考 え や 成 果 を 表 現 す る「 認 知 プ ロ セ ス の 外 化 」 の 活 動 を 含 ん で い る こ と （ 3） 学 習 者 が 能 動 的 に 活 動 す る こ と （ 4） 構 成 主 義 的 な 学 習 環 境 で あ る こ と 本 研 究 で は ，こ の 理 論 に よ る「 探 究 的 な 学 び 」の 授 業 デ ザ イ ン を 構 築 し ，そ の 有 効 性 に つ い て 授 業 実 践 を 通 し て 検 討 す る こ と を 目 的 と す る 。

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第 ２ 項 研究 の 方 法

本 研 究 で は ,理 科 の 資 質・能 力 の 育 成 を 目 指 す「 探 究 的 な 学 び 」の 授 業 デ ザ イ ン の 備 え る べ き 特 徴 を 提 示 し た 。ま ず ，諸 外 国 で 実 践 さ れ 教 育 効 果 が 示 さ れ た 探 究 的 な 学 び の カ リ キ ュ ラ ム と し て ,英 国 の CASE （ Cognitive Acceleration through Science Education）を 取 り 上 げ ,そ の カ リ キ ュ ラ ム が 備 え る 特 徴 と 本 研 究 で 提 示 し た 特 徴 と の 関 連 に つ い て 考 察 し ，本 研 究 の 理 論 の 妥 当 性 を 検 討 す る こ と と す る 。次 に ,具 体 的 な 授 業 デ ザ イ ン と し て ,「 １ 単 位 時 間 の 中 で 探 究 的 な 学 び を 行 う 授 業 デ ザ イ ン 」,「 単 元 と し て の 探 究 活 動 に お け る 授 業 デ ザ イ ン 」,「 科 目 と し て の 課 題 研 究 に お け る 授 業 デ ザ イ ン 」の ３ つ を 提 案 し ，授 業 実 践 を 通 し て ， そ の 有 効 性 を 検 討 す る こ と と す る 。

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第４節 本論文の構成

本 論 文 は ， 序 章 お よ び 終 章 を 含 め ， ６ つ の 章 か ら 成 り 立 っ て い る 。 以 下 ， そ の 構 成 に つ い て 述 べ る 。 序 章 で は ，研 究 に 至 っ た 問 題 の 所 在 ，研 究 の 目 的 ，方 法 に つ い て 述 べ る こ と に し た 。 第 １ 章 は ，諸 外 国 で 実 践 さ れ 教 育 効 果 が 示 さ れ た 探 究 的 な 学 び の カ リ キ ュ ラ ム CASE を 取 り 上 げ ,本 研 究 で 提 示 し た 理 科 の 資 質・能 力 の 育 成 を は か る 探 究 的 な 学 び が 備 え る べ き 特 徴 と の 関 連 を 考 察 し ，本 研 究 の 理 論 の 妥 当 性 を 検 討 す る こ と に し た 。 第 ２ 章 で は ，１ 単 位 時 間 の 中 で 習 得 し た 知 識 を 活 用 し て 探 究 的 な 学 び を 行 う 授 業 デ ザ イ ン を 構 築 し ，授 業 実 践 を 通 し て そ の 有 効 性 を 考 察 す る こ と に し た 。 第 ３ 章 で は ，高 等 学 校 の 理 科 課 題 研 究 を 例 に ，科 目 と し て の 課 題 研 究 に お け る グ ル ー プ で の 話 し 合 い を 重 視 し た 授 業 デ ザ イ ン を 構 築 し ， 授 業 実 践 を 通 し て そ の 有 効 性 を 考 察 す る こ と に し た 。 第 ４ 章 で は ，単 元 と し て の 探 究 活 動 に 注 目 し ，探 究 的 な 授 業 を 行 う 際 の 授 業 デ ザ イ ン 要 素 を モ デ ル 化 し ，そ の 有 効 性 に つ い て 授 業 実 践 を 通 し て 考 察 す る こ と に し た 。 終 章 で は ，本 研 究 の 成 果 を ま と め ，今 後 の 研 究 に 向 け て ，研 究 の 限 界 や 残 さ れ た 課 題 を 述 べ る と と も に ，教 育 実 践 へ の 寄 与 に つ い て 述 べ る こ と に し た 。 章 の 構 成 を 図 に す る と ， 図 １ の よ う に な る 。

19 図 １ 本 論 文 の 構 成 問題 の所 在 目的 ・方 法 序章 問 題の 所 在 及び 研究 の目 的 ， 方法 理 論 妥 当 性 の検 討 第１ 章 英国 CASE の授 業デ ザイ ン 具体 的な 授業 デ ザ イン の検 証 第２ 章 日常 の 授 業に おけ る探 究 的 な学 び 第３ 章 科目 「 理 科課 題研 究」 に お ける 授業 デザ イン 第４ 章 単元 「 探 究活 動」 にお け る 授業 デザ イン １ 単 位 時 間 の 授 業 に お い て 科目「 課 題研 究」 にお いて 単元「 探 究活 動」 にお いて 終章 研 究の ま と め及 び今 後の 課 題 研究 のま とめ 今後 の課 題

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註及び引用・参考文献

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21 日 参 照 ） 11 ） 文 部 科 学 省 （ 2011 ）（ 資 料 ） 学 習 指 導 要 領 等 の 改 訂 の 経 過 ， http://www.mext.go.jp/a_menu/shotou/new-cs/idea/__icsFiles/ afieldfile/2011/03/30/1304372_001.pdf （ 2017 年 12 月 10 日 参 照 ） 12） 小 西 一 也（ 2001） 戦 後 学 習 指 導 要 領 の 変 遷 と 経 験 主 義 教 育 ，サ イ エ ン ス ネ ッ ト ，11，12-15，数 研 出 版 ，https://www.chart.co.jp/su bject/rika/scnet/11/sc11_6.pdf （ 2017 年 12 月 10 日 参 照 ） 13） 文 部 省（ 1958） 小 学 校 学 習 指 導 要 領 昭 和 33 年 改 訂 ，http://ww w.nier.go.jp/guideline/s33e/chap2-4.htm（ 2017 年 12 月 10 日 参 照 ） 14） 文 部 省 （ 1958） 中 学 校 学 習 指 導 要 領 昭 和 33 年 改 訂 版 ， http:// www.nier.go.jp/guideline/s33j/chap2-4.htm （ 2017 年 12 月 10 日 参 照 ）

15） Jerome S. Bruner （ 1960 ）The process of Education ， Harvard University Press 16） 文 部 省（ 1969） 中 学 校 学 習 指 導 要 領 ，http://www.nier.go.jp/gui deline/s44j/chap2-4.htm （ 2017 年 12 月 10 日 参 照 ） 17） 文 部 省（ 1970） 高 等 学 校 学 習 指 導 要 領 ，http://www.nier.go.jp/g uideline/s45h/chap2-4.htm （ 2017 年 12 月 10 日 参 照 ） 18） 文 部 省（ 1977） 中 学 校 学 習 指 導 要 領 ，http://www.nier.go.jp/gui deline/s52j/index.htm （ 2017 年 12 月 10 日 参 照 ） 19） 文 部 省（ 1987） 教 育 課 程 審 議 会 答 申 ，https://www.nier.go.jp/ki so/sisitu/siryou1/3-04.pdf （ 2017 年 12 月 10 日 参 照 ） 20） 文 部 省（ 1998） 小 学 校 学 習 指 導 要 領 ，http://www.nier.go.jp/gui deline/h10e/chap1.htm （ 2017 年 12 月 10 日 参 照 ） 21） 文 部 省（ 1998） 小 学 校 学 習 指 導 要 領 ，http://www.nier.go.jp/gui deline/h10e/chap2-4.htm （ 2017 年 12 月 10 日 参 照 ）

22 22） 文 部 科 学 省（ 2003） 初 等 中 等 教 育 に お け る 当 面 の 教 育 課 程 及 び 指 導 の 充 実 ・ 改 善 方 策 に つ い て （ 答 申 ）， http://www.mext.go.jp/b_ menu/shingi/chukyo/chukyo0/toushin/f_03100701.htm （ 2017 年 1 2 月 10 日 参 照 ） 23）中 島 雅 子 ，松 本 伸 示（ 2015）R.オ ズ ボ ー ン の 所 説 を 中 心 に し た 構 成 主 義 に 基 づ く 理 科 教 育 論 の 特 質 と 構 造 ，教 育 実 践 学 論 集 ，15，193-202， 兵 庫 教 育 大 学 大 学 院 連 合 学 校 教 育 学 研 究 科 24） 堀 哲 夫 （ 1992） 第 ２ 章 構 成 主 義 学 習 論 ， 理 科 教 育 学 講 座 5 理 科 の 学 習 論 （ 下 ）， 108， 日 本 理 科 教 育 学 会 を も と に 筆 者 加 筆 25） 久 保 田 賢 一（ 2003）構 成 主 義 が 投 げ か け る 新 し い 教 育 ，コ ン ピ ュ ー タ ＆ エ デ ュ ケ ー シ ョ ン ， 15， 12-18 26） 島 田 徳 子 ， Harrison Richard（ 2001） イ ン タ ー ネ ッ ト を 利 用 し た Constructivist タ ス ク 型 教 材 : “WebQuest”の 紹 介 と 実 践 ，日 本 語 国 際 セ ン タ ー 紀 要 ， 11， 13-30 27） 福 本 義 久（ 2015） 構 成 主 義 を 志 向 し た 授 業 改 善 を 図 る 枠 組 み の 実 践 的 研 究 － PM 式 指 導 類 型 に よ る「 PM メ ソ ッ ド 」の 提 唱 － ，四 天 王 寺 大 学 紀 要 ， 60， 301-322 28） 中 村 恵 子 （ 2001）， 教 育 に お け る 構 成 主 義 ， 現 代 社 会 文 化 研 究 ， 21， 283-297

29 ） Peter Wehling （ 2006 ）， The Situated Materiality of Scientific Practices: Postconstructivism – a New Theoretical Perspective in Science Studies?， Science， Technology & Innovation Studies， 81-100

30） 竹 内 久 顕（ 2015），次 期 学 習 指 導 要 領 に お け る 教 育 方 法・教 育 課 程 の 考 察 : 『 ア ク テ ィ ブ・ラ ー ニ ン グ 』と『 学 習 評 価 』の あ り 方 に 即 し て ， 教 職 研 究 ， 28， 61-73

23 31） 溝 上 慎 一（ 2014），ア ク テ ィ ブ ラ ー ニ ン グ と 教 授 学 習 パ ラ ダ イ ム の 転 換 ， 東 信 堂 ， 6-12 32） 松 下 佳 代 ， 京 都 大 学 高 等 教 育 研 究 開 発 セ ン タ ー （ 2015）， デ ィ ー プ・ア ク テ ィ ブ ラ ー ニ ン グ 大 学 授 業 を 深 化 さ せ る た め に ，勁 草 書 房

33 ） Yrjö Engeström （ 2014 ） Learning by expanding ， Cambridge University Press， を も と に 筆 者 が 翻 訳 加 筆 し た も の で あ る 。

34） John J. Clement， Mary Anne Rea-Ramirez（ 2008）Model Based Learning and Instruction in Science （ Models and Modeling in Science Education）， Springer

35） 松 原 静 郎（ 2015），モ デ ル 化 学 習 教 材 お よ び 生 徒 主 導 型 実 験 の 開 発 と 実 践 ，持 続 発 展 を 題 材 と し モ デ ル 化 学 習 に よ り 科 学 知 の 活 用 と 探 究 能 力 を 育 成 す る 国 際 協 働 研 究 報 告 書（ 日 本 学 術 振 興 会 科 学 研 究 費 基 盤 B 課 題 研 究 26282040）， 2-9 36） 文 部 科 学 省（ 2006）理 科 の 内 容 の 改 善 イ メ ー ジ（ 案 ）等 ，中 央 教 育 審 議 会 初 等 中 等 教 育 分 科 会 教 育 課 程 部 会 （ 第 4 期 第 11 回 ） 議 事 録 ・ 配 付 資 料 ， 4-2 37）後 藤 顕 一 ，松 原 憲 治 ，野 内 頼 一 ，宮 内 卓 也 ，北 川 輝 洋 ，寺 谷 敞 介 ， 松 原 静 郎（ 2016）「 モ デ ル 化 学 習 」の 考 え 方 ，進 め 方 に 関 す る 一 考 察 : 高 校 化 学 の 試 行 実 践 を 通 し て ， 科 学 教 育 研 究 ， 40（ 2）， 166-179

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第１章 英国 CASE の授業デザイン

本 章 で は ，諸 外 国 に お け る 理 科 の 探 究 的 な 授 業 デ ザ イ ン に よ る 教 材 の 一 例 と し て ，英 国 で 開 発 さ れ ，英 国 は も と よ り 我 が 国 や 諸 外 国 で 教 育 実 践 の 実 績 が あ る CASE1 ）_{を 取 り 上 げ ， そ の 授 業 デ ザ イ ン に つ い て} 考 察 す る 。

第１節 本章の目的

本 章 で は ， 英 国 で 開 発 さ れ た 探 究 的 な 学 び の カ リ キ ュ ラ ム で あ る CASE が ， 我 が 国 を は じ め ， ア イ ル ラ ン ド 2 ）_{， フ ィ ン ラ ン ド} 3 ）_{， オ ー} ス ト ラ リ ア 4）_{な ど で の 実 証 的 研 究 で 成 功 を 収 め て い る 現 状 を 踏 ま え ，} 構 成 主 義 の 授 業 デ ザ イ ン 等 と の 比 較 を 通 し て ，本 研 究 の 授 業 デ ザ イ ン の 理 論 と し た 教 授 ・ 学 習 方 略 の 妥 当 性 を 検 討 す る こ と を 目 的 と し た 。

第２節 研究の背景

教 材 名 Thinking Science と し て 知 ら れ る CASE （ Cognitive Acceleration through Science Education） は ， 科 学 の 文 脈 で 認 知 的 発 達 を 促 進 し ，理 由 付 け た り 考 え た り す る 力（ 論 理 的 思 考 力 ）の 育 成 を は か る カ リ キ ュ ラ ム 5）_{（ Adey，Shayer，& Yates，2003）で あ る 。こ の} カ リ キ ュ ラ ム は ，初 等 中 等 教 育 に お い て 理 科 の 学 習 内 容 を 理 解 す る た め に 必 要 と さ れ る 認 知 的 発 達 段 階 に 学 習 者 が 到 達 し て い な い 状 況 を 改 善 す る た め に 1980 年 代 に 英 国 で 開 発 さ れ た 5 ）_{。CASE が 対 象 と し て} 想 定 す る 学 校 段 階 は ，初 等 教 育 後 半 か ら 中 等 教 育 前 半 で あ る 。日 本 に は 1990 年 に 初 め て 紹 介 さ れ 6 ）_{（ 栗 田 ,1990）， 2005 年 に CASE プ ロ ジ}

25 ェ ク ト の 授 業 方 法 論 を 参 考 に し た 教 材 の 開 発 7）_{（ 浅 海 ,1995），2008 年} に 京 都 府 の 中 学 校 や 高 等 学 校 で の 実 践 報 告 8 ）_{（ 高 橋 ,岩 間 ,笠 ,岡 本 ,谷 口 ,} 中 山 ,鍵 山 ,浅 海 ,2008）を は じ め ，岡 山 県 の 中 学 校・高 等 学 校 9）_{な ど で} 実 践 が 行 わ れ て い る 。2014 年 に は ，ア イ ル ラ ン ド で プ ラ イ マ リ ス ク ー ル 最 終 年 と セ カ ン ダ リ ス ク ー ル １ 年 の ２ 年 間 を 対 象 に 11 校 （ n=675） で の 実 践 研 究 が 行 わ れ ， 認 知 発 達 段 階 の 有 意 な 変 化 が 確 認 さ れ た 2）_。 2016 年 に は STEM の 能 力 を 高 め る 取 り 組 み と し て ， 西 オ ー ス ト ラ リ ア の ハ イ ス ク ー ル ７ 校 （ n=654） で 研 究 プ ロ ジ ェ ク ト が 行 わ れ ， コ ン ト ロ ー ル 群 と 比 較 し ， 認 知 発 達 段 階 や ICSEA（ Index of Community Socio-Educational Advantage） の 有 意 な 上 昇 が 報 告 さ れ た （ Oliver & Venville， 2016） 10 ）_{。 ま た ， Oliver（ 2016） ら は CASE を 用 い た 教 員}

研 修 の 有 効 性 を 指 摘 し 10） _{（ Oliver & Venville，2016），日 本 で も 理 科}

教 員 研 修 プ ロ グ ラ ム の 開 発 研 究 に お い て CASE が 用 い ら れ ，そ の 有 効 性 が 報 告 さ れ た（ 谷 口 ,2010） 11）_{。ま た ，フ ィ ン ラ ン ド （ Aunio et al.，} 2005） 3） _{，中 国 （ Hu et al.，2011）} 12） _{，ア イ ル ラ ン ド （ McCormack} et al.， 2014） 2 ）_{で も CASE を 用 い た 実 証 的 研 究 が 行 わ れ ， そ の 有 効} 性 が 示 さ れ た 。 一 方 で ， CASE に は 批 判 も あ る 。 CASE の 基 礎 理 論 と な っ て い る ピ ア ジ ェ の 認 知 発 達 理 論 の と お り に 児 童 生 徒 は 発 達 を 遂 げ る と は 限 ら な い ，２ 年 間 に わ た る CASE の 実 践 の 結 果 に は ，そ の 他 の 教 育 活 動 に よ る 影 響 が 含 ま れ る 等 の 指 摘 で あ る 13 ）_{。ま た ，CASE の 基 礎 理 論 の 背} 景 と な っ て い る「 一 般 的 な 処 理 能 力 」に 疑 問 を 呈 す る 指 摘 や ，CASE が ね ら っ た 認 知 能 力 と テ ス ト に よ り 測 定 さ れ た 認 知 能 力 は 同 じ で は な い と の 指 摘 も あ る （ Jones & Gott,1998）13）_。

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第３節 CASE の基礎理論

CASE の 学 習 活 動 は ， レ ッ ス ン 毎 に あ る ス キ ー マ （ Schema theory） を 題 材 と し て 取 り 上 げ る 。 ス キ ー マ は ， CASE の 活 動 に お い て 扱 う 認 知 的 困 難 さ を 伴 う あ る 思 考 様 式 の こ と で あ る 。 例 え ば ， 変 数 の 制 御 ， 比 と 比 例 ，平 衡 ，相 関 ，蓋 然 性 等 の 形 式 的 思 考 を 必 要 と す る も の が あ げ ら れ る 。 ま た ， CASE の 学 習 活 動 は 次 の ５ つ の 柱 を 基 礎 理 論 と し て 組 み 立 て ら れ 14）_{， こ れ ら の 関 係 を 図 示 す る と 図 1-1 の よ う に な る 。} 図 1-1 CASE の ５ つ の 柱 及 び ス キ ー マ の 関 係 15） （ 1） 具 体 的 準 備 （ Concrete preparation） 子 ど も 達 に 提 示 す る 問 題 が 設 定 さ れ る 状 況 や ，専 門 用 語 の 説 明 ，器 具 の 使 い 方 な ど に つ い て 準 備 す る 学 習 活 動 の 段 階 の こ と で あ る 。こ の 目 的 は 子 ど も 達 が 遭 遇 す る 困 難 が 用 語 や 状 況 に よ る も の で な い よ う に す る た め で あ る 。具 体 的 準 備 を 行 う こ と に よ っ て ，子 ど も 達 が 知 的 困 難 さ に の み 遭 遇 す る よ う に 用 意 す る 。 （ 2） 認 知 的 葛 藤 （ Cognitive conflict） 子 ど も が 自 分 で は 容 易 に 解 決 す る こ と の で き な い 問 題 に 遭 遇 す る と

27 き に 起 こ る 状 況 の こ と で あ る 。こ こ で い う 葛 藤 と は ，「既 存 の 知 識 体 系 で は 理 解 で き な い 環 境 か ら の 入 力 （ こ れ を 問 題 と 表 現 す る こ と に す る ）」と「 既 存 の 知 識 体 系 」と の 対 立 を 意 味 し て い る 。そ し て ，子 ど も は そ の 対 立 を 解 消 す る た め に ，既 存 の 知 識 体 系 で の 解 釈 を 一 旦 否 定 し ， 新 し い 問 題 を 理 解 で き る 知 識 体 系 を 再 構 築 し よ う と す る 。 こ の と き ， そ の 問 題 は 大 人 や よ り 能 力 の 高 い 友 人 に よ る 慎 重 に 組 み 立 て ら れ た 助 け に よ っ て 解 決 さ れ た り ，そ の 問 題 の 性 質 に つ い て の 理 解 を 深 め た り す る 。 （ 3） 社 会 的 構 築 （ Social construction） 他 人 に 話 し か け ，他 人 と 議 論 し ，他 の 人 ど う し の 話 に 耳 を 傾 け る と い っ た 社 会 的 相 互 作 用 を 通 じ て ，徐 々 に 理 解 を 構 築 し て い く こ と で あ る 。ソ ビ エ ト の 心 理 学 者 ヴ ィ ゴ ツ キ ー は ，知 識 の 構 築 に は 他 人 へ の 働 き か け が 不 可 欠 で あ る と い う 事 実 を 強 く 意 識 し て い た こ と に 基 づ く も の で あ る 。 （ 4） メ タ 認 知 （ Metacognition） 本 質 的 に は 「 自 分 自 身 の 思 考 に つ い て 思 考 す る こ と 」 を 意 味 す る 。 CASE で は ， 子 ど も た ち が あ る 問 題 を 解 決 す る に あ た り ， そ の 問 題 の 何 が 困 難 で あ る の か を 見 出 し た り ，そ の 問 題 を ど の よ う に 推 理 す る の か を 考 え た り ，問 題 の 解 決 の た め に ど ん な 助 け が 必 要 な の か を 考 え た り す る た め に ，時 間 を か け て 熟 考 す る こ と が 求 め ら れ て い る 。そ の 際 に は ，子 ど も 達 の 取 り 組 み 方 が よ り メ タ 認 知 的 に な る よ う に 働 き か け る こ と が 要 求 さ れ て い る 。 し か し ，メ タ 認 知 は そ も そ も 形 式 的 操 作 期 に 達 し て 初 め て 本 格 的 に 行 え る も の で あ る 。そ こ で ，CASE で は ，メ タ 認 知 の 概 念 を 拡 張 し て ， そ の よ う な 取 り 組 み 方 に よ っ て 生 ま れ る メ タ 認 知 に ま で 到 達 し な い 「 熟 考 す る 作 業 」，す な わ ち ，「メ タ 認 知 し よ う と し て 考 え る こ と 」も

28 含 め て メ タ 認 知 と 総 称 す る 。 （ 5） ブ リ ッ ジ ン グ （ Bridging） CASE の 活 動 の 中 で 用 い た あ る 特 定 の 状 況 で の 思 考 様 式 を そ の 他 の カ リ キ ュ ラ ム 要 素 に お け る 状 況 に 関 連 づ け た り ， 現 実 生 活 に お け る 様 々 な 経 験 に 結 び つ け た り す る こ と で あ る 。 こ の 学 習 活 動 に よ り ， CASE の 中 で 得 た 思 考 様 式 を 抽 象 化 し て ， 一 般 的 な 思 考 ツ ー ル と し て 用 い る こ と が で き る よ う に す る 。 こ れ ら ５ つ の 柱 は ，ピ ア ジ ェ の 理 論 と ヴ ィ ゴ ツ キ ー や フ ォ イ ヤ ー シ ュ タ イ ン の 理 論 を 背 景 と し て い る 。そ れ ぞ れ の 柱 と 各 理 論 と の 関 係 を Shayer（ 1999）は 表 1-1 の よ う に 整 理 し た 16）_{。さ ら に ，こ れ ら の 中 で} CASE の 中 心 的 役 割 を 担 う 柱 は 認 知 的 葛 藤 ， 社 会 的 構 築 ， メ タ 認 知 で あ る と さ れ ，教 員 研 修 プ ロ グ ラ ム で も 重 要 視 さ れ た（ Adey，2004）17 ）_。 表 1-1 CASE の 基 礎 理 論 （ Shayer,1999） 18） CASE の 柱 ピ ア ジ ェ ヴ ィ ゴ ツ キ ー ／ フ ォ イ ヤ ー シ ュ タ イ ン ス キ ー マ ✔ 具 体 的 準 備 ✔ ✔ 認 知 的 葛 藤 ✔ メ タ 認 知 ✔ 社 会 的 構 築 ✔ ✔ ブ リ ッ ジ ン グ ✔

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第４節 構成主義の授業デザイン

構 成 主 義 は 長 い 歴 史 を も つ が ，こ こ で は 教 育 の 文 脈 に お け る 構 成 主 義 に つ い て 考 察 す る こ と と し た い 。構 成 主 義 は ，知 る こ と は 自 分 の 中 に 意 味 を 構 成 す る こ と で あ る と す る 考 え 方 で あ る 。ピ ア ジ ェ の 理 論 を 見 直 し ，学 習 を 人 間 の 知 識 が ス キ ー マ と い う か た ま り に 取 り 込 ま れ て 修 正 さ れ た ス キ ー マ を 形 成 し て い く 過 程 で あ る と 捉 え る 心 理 学 的 構 成 主 義 と ，ヴ ィ ゴ ツ キ ー の 最 近 接 領 域 説 を も と に ，知 識 は 他 者 と の 交 流 に よ り 社 会 的 に 構 成 さ れ る と 捉 え る 社 会 的 構 成 主 義 が あ る 。い ず れ も ，客 観 的 に 捉 え ら れ る 知 識 を 身 に つ け る プ ロ セ ス と し て 学 習 を 捉 え る の で は な く ，学 習 者 が 各 自 異 な る 意 味 を 自 ら 構 成 し て い く プ ロ セ ス と し て 学 習 を 捉 え て い る （ 鈴 木 ， 2005）19）_。 中 村（ 2006）は ，主 体 に 重 き を お く 心 理 学 的 構 成 主 義 と ，共 同 体 に 重 き を お く 社 会 的 構 成 主 義 は ，行 為 や 活 動 を 分 析 単 位 と し て 捉 え 直 す と き ，共 同 体 に お け る 学 習 活 動 に 積 極 的 に 関 わ る 学 習 者 に お い て 両 者 は 統 合 さ れ る と し た 20）_{。即 ち ，構 成 主 義 は 教 師 中 心 の 教 え る 授 業 で は} な く ， 学 習 者 中 心 の 学 ぶ 授 業 を 志 向 し て い る と 考 え ら れ る 。

Taylor ， Fraser ， Fisher （ 1997 ） は ， The Constructivist Learning Environment Survey （ CLES） を も と に 個 人・ク ラ ス の 両 面 か ら 因 子 分 析 を 行 い ，理 科 や 数 学 の 授 業 に お け る 構 成 主 義 に よ る 学 習 環 境 に は ， 個 人・ク ラ ス に 共 通 す る 次 の 五 つ の 鍵 と な る 要 素 が 存 在 す る こ と を 示 し ，こ れ を 構 成 主 義 の 学 習 環 境 を 測 定 す る 尺 度（ CLES Scales）と し た 21）_。 （ 1）「 個 人 的 関 連 性 」（ Personal Relevance） 探 究 の 過 程 に お い て 個 人 が も つ 過 去 の 経 験 や 知 識 を 想 起 し ，そ れ を 関 連 づ け て 考 え た 意 見 を 述 べ た か

30 （ 2）「 科 学 の 不 確 実 性 」（ Uncertainty of Science） 探 究 の 目 的 や 仮 説 ，既 存 の 科 学 的 知 識 な ど は 不 確 実 性 を も っ て い る と 考 え ， そ れ を 更 新 す る 意 見 を 述 べ た か （ 3）「 批 判 的 な 意 見 」（ Critical Voice） 教 師 が 設 定 し た 学 習 内 容 や 実 験 の 方 法 な ど に 生 徒 が 疑 問 を も ち ， 質 問 な ど で 批 判 的 な 意 見 を 述 べ た か （ 4）「 共 有 さ れ た 調 整 」（ Shared Control） 例 え ば 探 究 の 方 法 や 仮 説 の 設 定 な ど ，学 習 活 動 の 計 画 や 評 価 の 基 準 を 調 整 す る 意 見 を 述 べ た か （ 5）「 話 し 合 い 」（ Student Negotiation） 他 者 と 異 な る 考 え が あ る と き に ，話 し 合 い に 参 加 し て ，そ の 修 正 や 同 意 を 求 め る 意 見 を 述 べ た か こ の Taylor ら の 示 し た 構 成 主 義 の 鍵 と な る 五 要 素 は ，個 人・ク ラ ス の 両 面 か ら 因 子 分 析 を 行 っ た 結 果 で あ る こ と か ら ，心 理 学 的 構 成 主 義 と 社 会 的 構 成 主 義 の 双 方 に 共 通 す る ，構 成 主 義 の 学 習 環 境 に 必 要 と さ れ て い る も の を 示 し て い る と い え よ う 。従 っ て ，本 章 で は 構 成 主 義 の 授 業 デ ザ イ ン の 考 察 に お い て ，こ の 構 成 主 義 の 鍵 と な る 五 要 素 を 参 照 す る こ と と し た い 。

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第５節 CASE の柱と構成主義の鍵となる五要素

CASE で は ， 学 習 を 行 う 前 に 学 習 者 が も っ て い た 「 ス キ ー マ 」 に 認 知 的 な 困 難 さ の あ る 学 習 で 得 た 知 識 を 取 り 込 ん で「 ス キ ー マ 」を 再 構 成 す る こ と を 求 め る 。こ の と き ，個 人 が も つ 過 去 の 経 験 や 知 識 を 想 起 し て 関 連 づ け る 思 考 を 行 う「 個 人 的 関 連 性 」の 要 素 が 作 用 し ，科 学 的 な 知 識 や 概 念 は 不 確 実 で 更 新 さ れ る も の で あ る と 捉 え る「 科 学 の 不 確 実 性 」の 要 素 や ，他 者 と の 話 し 合 い に よ っ て 意 見 の 修 正 や 同 意 を 得 る 学 習 活 動 を 行 う 「 話 し 合 い 」 の 要 素 も 併 せ て 作 用 す る と 考 え ら れ る 。 CASE で 行 う 「 具 体 的 準 備 」 で は ， 学 習 活 動 に 必 要 と な る 知 識 や 作 業 手 順 の 確 認 を 行 う が ，こ の と き 学 習 者 が 予 め も っ て い る 知 識 や 経 験 を 想 起 さ せ ，「個 人 的 関 連 性 」の 要 素 が 作 用 す る こ と に な る と 考 え ら れ る 。 CASE が 授 業 の 中 で 学 習 者 に 遭 遇 さ せ る「 認 知 的 葛 藤 」は ，「個 人 的 関 連 性 」の 要 素 を 作 用 さ せ ，学 習 者 が 予 め も っ て い た ス キ ー マ の 枠 組 み で は 理 解 で き な い 知 識 を 取 り 込 も う と し て ス キ ー マ の 拡 張 を 行 う 学 習 活 動 で あ る 。こ の 活 動 は「 認 知 的 葛 藤 」か ら 生 み 出 さ れ る「 批 判 的 な 意 見 」を 受 け ，生 徒 や 教 師 が「 話 し 合 い 」に よ り ク ラ ス 全 体 が 納 得 す る 状 態 を 創 出 し よ う と す る「 共 有 さ れ た 調 整 」が 行 わ れ る 過 程 で あ る と い え る 。こ の と き ，科 学 的 な 知 識 は 更 新 さ れ「 科 学 の 不 確 実 性 」 が 作 用 す る と 考 え ら れ る 。 「 メ タ 認 知 」は CASE の 授 業 の 中 で ，「認 知 的 葛 藤 」を 解 決 す る た め に ，そ の 問 題 の 何 が 困 難 で あ る の か を 見 出 し た り ，そ の 問 題 を ど の よ う に 推 理 す る の か を 考 え た り ，問 題 の 解 決 の た め に ど ん な 助 け が 必 要 な の か を 考 え た り す る た め に ，時 間 を か け て 熟 考 す る 活 動 を 行 う と き に 作 用 す る 。従 っ て ，「認 知 的 な 葛 藤 」の 解 決 の た め の 活 動 で 作 用 す る

32 要 素 が 同 様 に 機 能 す る と 考 え ら れ る 。 「 社 会 的 構 築 」 で は ， 他 人 と の 議 論 な ど の 社 会 的 相 互 作 用 を 行 い ， 徐 々 に 理 解 を 構 築 し て い く 。こ の と き ，過 去 の 経 験 や 知 識 を 想 起 し て 関 連 づ け る 思 考 を 行 い ，他 人 の 考 え と 異 な る 場 合 に 批 判 的 な 意 見 を 述 べ ，話 し 合 い を 通 し て 徐 々 に ク ラ ス 全 体 で の 合 意 を 構 築 し よ う と 調 整 を 行 う 。 こ の 過 程 を 通 し て 知 識 の 変 化 を 経 験 す る と 考 え ら れ る 。 「 ブ リ ッ ジ ン グ 」 で は ， CASE の 中 で 得 た 思 考 様 式 を 抽 象 化 し て ， 一 般 的 な 思 考 ツ ー ル と し て 用 い る こ と が で き る よ う に す る た め ，現 実 生 活 に お け る 様 々 な 経 験 に 結 び つ け る 活 動 を 行 う 。こ の と き「 話 し 合 い 」 と 「 個 人 的 関 連 性 」 の 要 素 が 作 用 す る と 考 え ら れ る 。 こ れ ら の こ と か ら ， CASE の ５ つ の 柱 と 構 成 主 義 の 鍵 と な る 五 要 素 の 関 連 は 表 1-2 の よ う に 整 理 す る こ と が で き る 。 従 っ て ， CASE の 授 業 で は 構 成 主 義 の 鍵 と な る 五 要 素 が 機 能 す る と 考 え ら れ る 。 表 1-2 CASE の 柱 と 構 成 主 義 の 要 素 の 関 連 構 成 主 義 個 人 的 関 連 性 科 学 の 不 確 実 性 批 判 的 な 意 見 共 有 さ れ た 調 整 話 し 合 い C A S E 具 体 的 準 備 ✔ 認 知 的 葛 藤 ✔ ✔ ✔ ✔ ✔ メ タ 認 知 ✔ ✔ ✔ ✔ ✔ 社 会 的 構 築 ✔ ✔ ✔ ✔ ✔ ブ リ ッ ジ ン グ ✔ ✔

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次 に ， CASE の レ ッ ス ン に お け る 教 師 用 ガ イ ド の 記 述 内 容 と 構 成 主 義 の 要 素 の 関 係 に 注 目 す る 。Thinking Science 3rd Edition に は 全 部 で 30 レ ッ ス ン が 用 意 さ れ て い る 。 こ こ で は ，「 変 数 の 制 御 （ control of variables）」 の ス キ ー マ を 扱 う ７ つ の レ ッ ス ン の 中 で ５ 回 目 に あ た る Lesson5，「 反 比 例 性（ inverse proportions）」 の ス キ ー マ を 扱 う ３ つ の レ ッ ス ン の 中 で １ 回 目 に あ た る Lesson10，「モ デ ル 化（ formal models）」 の ス キ ー マ を 扱 う ３ つ の レ ッ ス ン の 中 で ３ 回 目 に あ た る Lesson25 を サ ン プ ル と し て 取 り 上 げ る 。

表 1-3 は Thinking Science 3rd Edition の Lesson５ に お け る 教 師 用 ガ イ ド の 内 容 を 分 析 し た も の で あ る 。 表 1-3 CASE の Lesson５ に お け る 教 師 用 ガ イ ド の 記 述 内 容 と 構 成 主 義 の 要 素 の 関 係 22） 教 師 用 ガ イ ド の 該 当 項 目 教 師 用 ガ イ ド の 記 述 内 容 関 連 す る 構 成 主 義 の 要 素 概 観 思 考 練 習 問 題 ４ 及 び ５ は ， 子 ど も た ち の 誤 概 念 に 挑 ん で 認 知 的 葛 藤 を 生 む 。子 ど も た ち は ， 速 さ や 衝 撃 の 強 さ に 注 目 し が ち で あ る が ， い ず れ も 複 合 的 な 変 数 で 直 接 測 定 で き な い 。 こ の 年 齢 で は ，こ ど も た ち は「 公 正 さ 」を 何 か の 補 償 や 平 等 な 分 配 と 関 係 が あ る と 考 え が ち で あ る 。 個 人 的 関 連 性 授 業 プ ラ ン １ 諸 変 数 ，例 え ば ，転 が り 球 の 大 き さ ，重 さ ，色 ， 材 質（ 目 標 球 に つ い て も 同 じ ），さ ら に ，放 す 科 学 の 不 確 実 性