山下 修一

中学校2年生3クラス(95人)を対象にして,水池・パチンコバネモデルとコア知識を用いた16時間の『電流と回路』の授業を展開し,2つの電熱線を並列・直列につないだ場合の発熱量をうまく説明できるようになったのか,交通流モデルからの脱却を支援できたのかを検討した。事後調査の結果,同校の中学校3年生(120人)や同一市内学力上位校の中学校2年生(95人)と比較すると,モデルとコア知識を用いて発熱課題・明るさ課題にうまく回答し,平均値も有意に高くなっていた。また,57%の生徒が交通流モデルから脱却しており,本研究で開発した授業の有効性が示された。

本研究では,高等学校で物理Iを選択した理科系大学生31名と選択しなかった文科系大学生130名,「光の性質」を学んだ直後の中学校1年生43名を対象にして,まず,どの程度凸レンズを通る光の作図がきるのか,作図の意味がわかっているのかについて調査した。そして,作図について解説した読み物を通じて,どの程度作図の意味がわかるようになり,獲得した知識を用いて発展的な課題に回答できるようになったのかについても調査した。その結果,凸レンズを通る光の作図については,解説を読む前でも,理科系学生(実像:97%,虚像:90%)・中学生(実像:81%,虚像:70%)は,2本以上の光路を描いて正しい作図ができていた。作図の意味については,解説を読む前には理科系学生・文科系学生ともに,作図はできても意味まではわかっていないという傾向が見られた。解説を読んだ後には,文科系学生でも実像(96%)・虚像(95%)についての作図ができるようになり,作図ができて意味もわかるという状態になっていた。また,凸レンズを半分隠した場合の実像の作図には,理科系学生84%・文科系学生65%が正答でき,顕微鏡の見え方を問う課題についても,文科系学生でも40%が十分な説明をするようになっていた。中学生の場合には,解説を読み進めながら新たな知識を獲得するのが困難で,発展的課題にはうまく回答できなかった。

本研究は,中学生第3学年『水溶液とイオン』でより充実した説明活動の開発をめざした。電解質水溶液と2種類の金属の関係を探る課題1から課題4について考察する場面で,自分の考えをまとめる際に物質と対話する形式で考えをまとめる「対話法」を用いて記述した対話法クラス23名と,一般的な文章で記述した一般クラス22名でどのような説明活動が展開されたのかを探った。その結果,「対話法」を用いた効果として以下のような点が明らかになり,「対話法」が説明活動を充実させるのに有効な手立てであることが明らかになった。(1)対話法クラスでは「何で?」という問いかけを自ら作りだし,根拠を明確に記述することができた。(2)対話法クラスでは,結論と根拠を区別して考えをまとめることができ,他者に説明する際にも根拠を明確にして順序立てて分かりやすく説明することができた。(3)一般的な文章で書かせた課題4についても,対話法クラスでは課題1から課題3での他者を意識して考えをまとめた経験や自分の考えを振り返りチェックした経験が生かされ,課題に応じた結論を導き出すことができてた。(4)事前・事後アンケート結果から,対話法クラスの方が「自分の考えを説明できた」「自分の考えを分かってもらうことができた」と実感できるような説明になっていたことが示された。

理科授業視察のチャンスを得た日本・イギリス(2010/10/31〜2010/11/6)・韓国(2010/11/23〜2010/11/26)・シンガポール(2011/2/13〜2010/2/17)のIWBの利用状況を鑑み,理科が得意でない教員の授業をIWBで支援するための示唆を得た。

理科授業視察のチャンスを得た日本・イギリス(2010/10/31〜2010/11/6)・韓国(2010/11/23〜2010/11/26)・シンガポール(2011/2/13〜2010/2/17)のIWBの利用状況を鑑み,理科が得意でない教員の授業をIWBで支援するための示唆を得た。

平成20年告示の学習指導要領に対応した小・中学校理料全単元をつなぐコア知識一覧表を作成し,中学校1年『物質の状態変化』の授業で活用したところ,直接教えられなくても粒子モデルの使用率が増加し,「粒子の運動」が『物質の状態変化』とつながっていると認識され,事後の発展的課題では60%以上の生徒が粒子モデルを使って説明するようになっていたことが示された.

本研究では,粒子モデルを用いて5年『もののとけ方』を学んだ児童が,6年『水よう液の性質』の一部でも粒子モデルで溶解について学ぶ効果を検討した。粒子モデルを用いて『もののとけ方』と『水よう液の性質』を学習させた一貫モデル群25名,『もののとけ方』のみ粒子モデルを用いた5年モデル群46名,粒子モデルを用いなかった通常授業群62名,計133名の6年生を対象にして,『水よう液の性質』の学習前後で調査を実施した。その結果,事前の段階では質量保存の理解について群間に有意な差はなかったが,容器がへこむ理由については,通常授業群よりも一貫モデル群・5年モデル群の方がよく説明できるようになっていた。発展的課題については,一貫モデル群で容器がつぶれた印象にとらわれず,学んだ知識を活用して回答していた児童が多く見られた。

既に成果をあげた学習内容関連図の知見を生かして,新学習指導要領に対応した小・中学校理科全単元をつなぐコア知識関連図を開発し,AO判関連図を用いた説明やB5判パーソナル関連図を用いた学習で試行しながら改善を重ねている.

The purpose of this study was to investigate how interaction with teaching assistants facilitated students' science learning. The study was based on research carried out in a public junior high school in Noda city. Findings are as follows: 1. The roles of teaching assistants were found to be mainly urging those students falling behind to move forward, demonstrating science experiments together with the teachers, teaching individually, and supporting students' learning with their expertise. 2. The effects of the teaching assistants were found to be facilitating the learning environment, increasing students' motivation, and making the preparation of experiments easier.

粒子モデルを用いて5年『もののとけ方』を学んだ児童が,6年『水よう液の性質』の一部でも粒子モデルで溶解について学ぶ効果を検討した。粒子モデルを用いて『もののとけ方』と『水よう液の性質』を学習させた一貫モデル群25名,『もののとけ方』のみ粒子モデルを用いた5年モデル群46名,粒子モデルを用いなかった通常授業群62名,計133名の6年生を対象にして,『水よう液の性質』の学習前後で調査を実施した。その結果,事前の段階では質量保存の理解について群間に有意な差はなかったが,容器がへこむ理由については,通常授業群よりも一貫モデル群・5年モデル群の方がよく説明できるようになっていた。発展的課題については,一貫モデル群で容器がつぶれた印象にとらわれず,学んだ知識を活用して回答していた児童が多く見られた。

A校の理科指導助手と授業者へのインタビュー・授業観察・アンケートから,2006年度の試行直後と1年後の様子を比較したところ,助手の役割として, 「後方の生徒を前方へ移動するように促す役割」「協同での演示」「個別支援」「専門や経験を生かした支援」が確認され,助手の効果については,「授業や掲示物が充実する」「生徒の興味・関心や観察・実験の技能が高まる」「観察・実験の準備や後片付けの負担が軽くなって回数も増える」といった効果が認められていた.

A校の理科指導助手と授業者へのインタビュー・授業観察・アンケートから,2006年度の試行直後と1年後の様子を比較したところ,助手の役割として, 「後方の生徒を前方へ移動するように促す役割」「協同での演示」「個別支援」「専門や経験を生かした支援」が確認され,助手の効果については,「授業や掲示物が充実する」「生徒の興味・関心や観察・実験の技能が高まる」「観察・実験の準備や後片付けの負担が軽くなって回数も増える」といった効果が認められていた.

本研究では,可能性を秘めながらも導入が難しいとされている中等学校理科教育において,構成されたグループコミュニケーション活動の課題を整理した。その結果,以下の5点が明らかになった。(1)グループサイズについては,3名から5名が適切であると示唆されているが,検証された事例が限られている(2)グループ編成については,多くの研究で能力や性による異質グルーピングが支持されているが,成績上位者と男子についての知見が分かれている(3)取り組ませる課題については,決まった解決策がない真正な課題に取り組ませることが重要であるが,従来はその重要性があまり指摘されなかった(4)コミュニケーション活動の方法については,「役割分担」「書記的方法」「質問例提示」などの導入が試みられているが,役割や決められた言い回しを乗り越えることが重要であるという指摘もある(5)コミュニケーション活動の効果については,「学習内容の理解が促されたか」「議論に関する知識・スキルが獲得されたか」「メタ認知的知識が獲得されたか」について検討することが考えられるが,コミュニケーション活動により学習内容の理解やメタ認知獲得が促進されたことを示すのは難しい

千葉県長期研修生の研究報告書の特徴を探るために,過去20年間の資料を5年ごとに4ブロックに分けて分析した。その際に,千葉県教育研究集会(理科)の研究レポート,学会誌である理科教育学研究と比較した。長期研修生研修報告はタイトル・仮説の記述・研究方法,千葉県教育研究集会での研究レポートはタイトルと仮説の記述,理科教育学研究はタイトルについて,データベース化して比較分析した。その結果,長期研修生研修報告の特徴として以下の4点が明らかになった。(1)タイトル末表現は,1986-1990年度では「教材化」と「検討」が多く用いられていたが,2001-2005年度には「在り方」が増加して57.1%のタイトルに用いられていた(2)タイトルに含まれるキーワードは,1986-1990年度では「調査」が多く含まれていたが,2001-2005年度には「学習」が増加して75.0%のタイトルに含まれていた(3)仮説については,千葉県教育研究集会での研究レポートには1987年度当初から記述があったが,長期研修生研修報告には1994年度から記述されるようになった(4)研究方法については,事前・事後調査によって授業を検証しているものが,1986-1990年度から2001-2005年度にかけて増加していた

小学校第5学年の単元「もののとけ方」において，食塩が水に溶ける現象について児童にも受け入れやすい説明が必要であると考えた。そこで，基本となる考え方を「食塩が水に溶けている状態とは，水の中に食塩が目に見えないくらい小さな粒の状態で存在していることである」とし，一貫した説明を促した。その結果，5か月後の遅延調査でも，94.3%児童が食塩が水に溶けている状態を説明できた。そして，約80％の児童が食塩を水に溶かした時の質量保存の考え方を理解し，72.9%がその理由を説明できた。しかし，食塩水の濃さについては，均一であることを約50%の児童しか理解していなかった。

新学習指導要領の「水溶液とイオン」の内容を先取りして導入し，「手づくり乾電池」を中心とした「水溶液とイオン」の授業を展開して，中学生にも乾電池の構造や仕組みについて説明できるようにさせたいと考えた．まず，試行授業受講予定の中学生と化学Ⅰを履修した理学部学生を対象にして事前調査を実施し，乾電池の構造についてどの程度知識を有しているのかを把握し，授業開発への示唆を得た．次に，調査から得られた示唆を踏まえて，「手づくり乾電池」を取り入れた授業を開発し，中学生を対象にして試行した．その結果，乾電池の構造について「亜鉛が－極」「化学変化」などを用いて説明できるようになり，状況が異なる電池の仕組みについても学んだ知識を生かして回答するようになる効果が，事例を通じて示された．

中学校3年生48名を対象にして,男女2名ずつの4名1班を組み,5時間の酸化還元学習に酸素との化合のしやすさを示す「化合力」を用いて,一貫して説明することを促した。そして,様々な酸化還元の事象に対して「化合力」を適用して説明できるようになるのかを探った。その結果,事後調査で未習課題「だたら製鉄」の説明にも「化合力」を適用し,2ヶ月後の遅延調査では「化合力」を用いた説明の割合が増加(事後44%→遅延60%)した。さらに,一貫して説明している群(29名)と非一貫群(19名)を比較し,一貫群では2ヶ月後でも「課題に対する説明の正答率」や「理解が深化したという認識」が保たれていたことを明らかにした。

千葉県長期研修生・千葉県教育研究集会(理科)の研究動向を探るために,過去20年間の資料を5年ごとに4つのブロックに分けて分析した。その際に理科教育学研究との比較を通して,特徴を明らかにした。長期研修生研修報告は報告書の全内容,千葉県教育研究集会での研究レポートはタイトルと仮説の記述について,理科教育学研究はタイトルについて,データベース化して比較分析した。その結果,以下の5点について明らかになった。(1)タイトル末表現については,「研究」よりも気軽な表現として用いられている「在り方」が増加傾向にあり,「教材化」「検討」はほとんどみられなくなった(2)タイトルに含まれるキーワードについては,指導要領の影響で「学習」は増加傾向にあったが,「指導」は減少していた(3)仮説については,千葉県教育研究集会での研究レポートには1987年度から記述があったが,長期研修生研修報告には1994年度から導入された。1994年度には長期研修のシステムに変化があり,書式も従来の2段粗から段組無に変更されていた(4)研究方法については,1986-1990年度ごろは「教材開発」や「実態調査」の記述が詳しく,2001-2005年度になると,教育委員会での授業重視の指導により「検証授業」の様子が詳しく描かれていた(5)長期研修生研修報告の文献については,学会関連の雑誌は難しく身近でないと受け止められて,ほとんど引用されていなかったこれらの点を踏まえて,現職教員の実践研究の指導にあたることが大切になると示唆された。

The purpose of this study was to develop new communication activities that focused on metacognitive development, and to make clear how these activities impact on student understanding, achievement, communication, motivation and participation. Eighteen undergraduate students at a public university were divided into six groups of three each. Students learned about "Inertia" in groups by using a worksheet and utilizing role exchanges, such as explainer, questioner, and checker. Students' contributions to group activities were transcribed and classified into13categories and were compared before and after the activities. The understanding gained through the activities by each group was evaluated by using a pre-test and a post-test. As a result of this research, the following three points became clear : 1) There were significant differences between the pre-test score and the post-test score, and almost all students understood what the most important point of this topic was. However, effective group communication did not always lead to correct answers. 2) During and after the activities, there was a significant increase in the level and quality of students' communication. Moreover, students realized the importance of reflection on their activities, leading to the conclusion that the activities promoted the development of metacognition. 3) There were significant increases in students' motivation and participation between before and after the activities. This result is subject to a similar qualification as in 1) above : improvement in motivation and participation did not always foster objectivity in communication.

本研究では, 慣性を例にして物理学習観が実験や解説への興味・関心, 事後テストにどのように影響しているのかを共分散構造分析でモデル化した。その結果, 「実験への興味」が「解説への関心」に強く影響し, 「事後テストの成績」にも影響していた。また, 解き方よりも答えを重視したり, 公式を丸暗記したりする「過程無視」という学習観が, 「実験への興味」に負の影響を及ぼしていることが明らかになった。これらのことから, 従来から取り組まれてきた実験開発に加えて, 「過程無視」のような物理学習観を見直させることにより, 物理学習への興味・関心を引き, 成績も改善させる可能性があることを示唆した。

本研究では, コミュニケーション改善のための知見を得るために, メンバーの発言による負の影響をどのようにしたら乗り越えられるのかについて検討した。負の影響を乗り越えたメンバーの発言に着目し, 共通に見られる事柄を抽出した結果, 要因の一つとしてメタ認知的思考の利用が明らかになった。メタ認知開発に焦点を当てることでコミュニケーション活動を改善できる可能性があることを示唆し, 大学生を対象にして試行した。

The purpose of this paper is to examine what differences occur, if any, between students' communications in two kinds of groups: unstructured ones and ones in which students are taught to use the jigsaw method and become expert in it. Junior high school students studying the topic of volcanoes (over a period of six weeks) were divided into two groups. One was taught to use the jigsaw method (in five groups of four students) and a second group of twenty students was divided into five unstructured discussion groups, again of four students each. After the students had finished studying volcanoes, they were asked to discuss two samples of rocks, one collected from near their school and the other collected from near the Sakurajima volcano in Kyushu. The students' utterances were transcribed and classified into eight categories by the two authors. Also the understanding gained by each group was evaluated by using, before and after, a test and a cognitive map. As a result of this research, the following four points became clear: 1) There was no significant difference on the post-test of understanding of the topic of volcanoes between the jigsaw method groups (62.5 [18.3]) and the unstructured discussion groups (64.8 [18.2]), (t [38] =-0.39, n. s.). 2) In groups which had previously used the jigsaw method, there were increases in the number of different correct classifications of rocks and mountains on the cognitive map. 3) In groups which had used the jigsaw method, it was possible for members to correct others' opinions with confidence and to have the opportunity to notice their own mistakes, while explaining the reasons. 4) In the unstructured group, students' opinions were easily controlled by the dominant opinion and three-fifths of the groups went along with a wrong opinion without checking for any problems that position might involve.

The purpose of this study is to make clear why it is difficult for students to make correct judgments in pairs, and how the difficulties can be overcome. 142 undergraduate students at a public university in Japan were divided into four kinds of groups: heterogeneous groups of four (Het-Fours), heterogeneous groups of two (Het-Pairs), homogeneous groups of two High Achievement students (Hom-Pairs-HAs), homogeneous groups of two Low Achievement students (Hom-Pairs-LAs). These groups were determined with reference to pre-test scores. The students observed the Breathing Earth program on the computer-screen, and were asked to discuss in these groups where earthquakes occurred. The students' utterances were transcribed and classified into eight categories by three experienced secondary school science teachers. The understanding gained through their discussions by each group was evaluated by using a pre-test, a post-test and survey questions. As a result of this research, the following three points became clear: 1) There were significant differences between the Het-Fours, Hom-Pairs and Het-Pairs on the post-test 1 score and the survey question 8:1, which asked whether the communications in the group had been fruitful. These results lead to the conclusion that the communications in Het-Fours seemed more fruitful to the participants, and were more fruitful in terms of learning. 2) It was more difficult to make correct judgments in the Het-Pairs because LAs were a slowing influence on HAs, and many students tend to prefer to agree with each other rather than discuss their own ideas. So the students often focused on understanding each other and not on learning content. 3) One of the students was able to overcome difficulties in a pair by using a metacognitive thinking method.