中学校の早い段階に「原子，分子，イオン」の概念を導入するための実践的研究

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物質の微視的概念である粒子概念（すなわち「物質はすべて目に見えない小さな粒（原子，分子，イオン）でできている．」という概念）は，物質を理解する上で最も根本的な要素であり，現代の自然科学および科学技術の礎となっている．物質のマクロ的な事象（物質の分類，状態，性質，反応など）を科学的に説明するには，粒子概念が不可欠となる．よって，小・中学校における物質学習のカリキュラムを考える際に，粒子概念の位置づけは大変重要な問題であるといえる．粒子概念をどの時期に導入するか，どのように取り扱うかによって，物質学習の中味が大きく変わる．例えば，小・中学校の理科教育では児童・生徒が，主体的に実験を行い，その結果を整理したり比較したりすることから新たな事実や法則性を見出すような活動が重視されている．この活動は，考える根拠になる科学的知識を持たない学習者にとっては実験事実としての知識の集積の段階である．実験事実に内在している科学のしくみ，すなわち“なぜそうなるのか？” の疑問，を対象に学習を構成するには，物質学習に関していえば粒子概念が必要となる．よって，粒子概念の導入前後では学習の質に大きな違いが生じることとなる．粒子概念の位置づけを考えた際に最も重要なことの1つは，粒子概念は物質学習における種々の場面で“活用する概念” だということである．最終的には，学習者が学校教育を終えるまでに獲得した教育内容が適切であるかが問われる．物質学習においては学習者が粒子概念を物質の種々の現象の説明に使えるものとして定着することが重要なポイントとなる．このことが，物質学習で獲得したことが最終的に単なる知識の集積に留まるか，科学的な思考と理解を伴うものとなるかの分岐点となる．粒子概念の扱いはそれだけの影響力を持っているといえる．我々は上記の視点から，中学生・高校生を対象として，小学校で学習する物質の基本的な現象（空気と水の圧縮性の違い）について粒子概念を用いて科学的に説明できるようになっているのか？を問う調査を行った1）．その結果，中学生と高校生の正答率はいずれも非常に低く，粒子概念と種々のマクロな現象を繰り返し学習してきた高校生においても，粒子概念が現象の説明に使えるものとしては定着していないとの結果を得た．また，2006年1，2月に文部科学省・国立教育政策研究所が実施した理科学力テスト「特定課題調査」の結果が2007年11月に公表された2）．対象は小学5年生と中学2年生である．物質学習に関わる「食塩水の質量保存に関する基本的内容の設問」についての正答率は，小学5年生で57％，中学2年生で54％と低い値であった．この結果は中学生の正答率が小学生を下回ったこともあり，マスコミ等でも注目を集めた．多くの中学生が小学校で学んだ質量保存の考えを深めることができていない理由には，中学生においても粒子概念を用いた本質的な理解が確立していないことが挙げられる．これらの調査結果は，近年の物質学習カリキュラムに対する重大な問題提起であり，カリキュラムの再構築の必要性を強く感じる．そこで我々は前報において，粒子概念を基軸にした新たな物質学習カリキュラム構想を提案した1）．このカリキュラムでは，物質に関わる種々の現象の科学的な理解を深め，生徒の科学的な思考力を育成するために，粒子概念を早期に導入する考えに立っている．ここでカリキュラム案が実現可能かどうかの大きなポイントは，早期に粒子概念を導入する場面の学習が成り立つかどうかである．そこで本報では我々のカリキュラム案の粒子概念の取り扱いを小・中学校の学習指導要領における取り扱いと比較した上で，カリキュラム案のポイントとなる場面として，中学1年での原子・分子・イオンの導入場面を取り上げ，授業実践とその評価を行った．
2010-02-26

中学校の早い段階に「原子，分子，イオン」の概念を導入するための実践的研究

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