高校生にみられる小・中学校理科学習の実態と問題点

理学部物理系大学生にみる
小・中・高等学校での
理科学習の実態と問題点
理科教育学研究 Vol.51 No.1 2010
著者：川村康文，中村保裕，井上徳也
川村研究室 B4 1208002 青柳和宏
１．はじめに
・理科離れ・物理離れが問題となって久しいが、
未だに解決が難しい問題である。
・様々な解決策が講じられてきているが、十分な
成果が見えてこない
１．はじめに
これまで川村らは、
・高校生を調査対象にした小・中学校の理科学習の実態調査
・高校生を調査対象にした高校物理の実態調査
・教員養成の学生を対象にした小・中学校理科の実態調査
を行ったが、理科系大学生のみを対象にした調査は行なって
おらず、理学部物理系の学生のみを対象とした調査も行なって
いない。
⇨東京都の私立大学に通う理学部物理系学科大学生を対象に、
理科・物理学習の実態と問題点を調査した。
１．はじめに
○分析方法・・・好嫌度について
調査対象者に理科の学習項目を示し、その項目に対し、
好き嫌いを「とても好き」（５）から「とても嫌い」（１）の５段階
で評価させ、その項目の平均値から３を引いたものを２で割った
ものを好嫌度とする。
好き嫌い：
１
２
３
４
５
-1
-0.5
０
0.5
１
好嫌度：
１．はじめに
「どちらともいえない」を中心にして、その項目が好きに
傾いているか、嫌いに傾いているかをみることができる。
ここでは、好嫌度が＋０．４以上の学習項目をよく好まれて
いる学習項目とし、－０．４以下の学習項目をひどく嫌われて
いる学習項目とする。
○分析方法・・・自信度について
それぞれの学習項目に対して自信が持てたかどうかを
５段階で評価させ、好嫌度と同様に分析する。
２．調査対象者
・東京都の私立（大学）に通う理学部物理系大学生
・小学校で平成元年度改訂の学習指導要領、
中学校で平成元年度改訂の学習指導要領、
高校で平成１１年度告示（15年度施行）の
学習指導要領で学習した学生
・男子96名、女子13名、計109名
３．調査方法と時期
・質問紙調査法
・2009年4月、学生が受講する授業の初回
４．分析方法
・尺度として好嫌度と自信度を用いる。
・男女比は等しくないが、今回の調査において
女子学生の回答を得られたことを重視し、理学部
物理学系の女子大生のデータとして提示する。
４．分析方法
出典：ｅ－Ｓｔａｔ（http://www.e-stat.go.jp/SG1/estat/List.do?bid=000001015830&cycode=0）
図１平成２０年度関係学科別学生数の一部
５．結果
５－１生活科および小学校理科における好嫌度
調査項目は、調査対象者が小学校時代に学習し
た学習指導要領から、物理・化学・生物・地学のそ
れぞれの領域に偏ることなくまんべんなく選び出し
た１８項目に、生活科６項目を加えた２４項目とする。
５．結果
５－１生活科および小学校理科における好嫌度
図２小学校理科の好嫌度（男子）
５．結果
５－１生活科および小学校理科における好嫌度
図３小学校理科の好嫌度（女子）
５．結果
５－１生活科および小学校理科における好嫌度
概括：好嫌度がプラスを示す項目が多い
好嫌度平均（生活科を含む）
・男子：＋０．３２
・女子：＋０．３６
好嫌度平均（生活科を含まない）
・男子：＋０．３３
・女子：＋０．３３
この時点では男女ともに理科学習を好んでいること
がわかる。
５．結果
５－１生活科および小学校理科における好嫌度
共通して高くないもの
・７．昆虫のからだのつくり（男子+0.12，女子-0.04）
・１４．受粉と結実（男子+0.05，女子+0.19 ）
→男女ともに生物領域を好んでいない
男子のみ高くないもの
・２１．人体（+0.18）
・２３．人の生活と人間環境（+0.16）
→１７（天気の変化），２１，２３で男女の好嫌度に差がある
５．結果
５－１生活科および小学校理科における好嫌度
生活科については2006年の調査と同様、好意的な結果
・１．学校探検をしよう（男子+0.48，女子+0.50）
・２．花を育てよう（男子+0.21，女子+0.50）
・３．生き物となかよしになろう（男子+0.28，女子+0.46）
・４．野菜を育てよう（男子+0.32，女子+0.50）
・５．街を探検しよう（男子+0.44，女子+0.35）
+0.40以上の項目が多かった。
５．結果
５－２中学校理科における好嫌度
調査項目は、調査対象者が中学校時代に学習した
学習指導要領から、物理・化学・生物・地学のそれぞれ
の領域からまんべんなく選び出した21項目とした。
５．結果
５－２中学校理科における好嫌度
図４中学校理科の好嫌度（男子）
５．結果
５－２中学校理科における好嫌度
図５中学校理科の好嫌度（女子）
５．結果
５－２中学校理科における好嫌度
概括：小学校と同様にプラスを示す項目が多い
好嫌度平均
・男子：＋０．25
・女子：＋０．30
中学校理科の学習内容の全般については好まれ
ていることがわかる
５．結果
５－２中学校理科における好嫌度
男女ともに+0.40以上の項目
・５．光と音（男子+0.41，女子+0.46）
・７．惑星と太陽系（男子+0.42，女子+0.54）
男子のみ+0.40以上の項目
・６．力（+0.45）
女子のみ+0.40以上の項目
・１．植物の種類（+0.46）
・２．光合成（+0.46）
・１１．オームの法則（+0.46）
５．結果
５－２中学校理科における好嫌度
男女ともに高くないもの
・１８．科学技術と人間生活（男子+0.19，女子-0.12）
・１９．火山と地震（男子+0.18，女子+0.15）
・２１．自然と人間（男子+0.08，女子-0.08）
→特に女子は１８と２１を嫌っていることがわかる
男子のみ高くないもの
・１．植物の種類（+0.07）
・１０．動物の生活と体のつくり（+0.14）
・１５．生物と細胞（+0.15）
・２０．地層の形成（+0.07）
女子のみ高くないもの
・１７．仕事とエネルギー（+0.19）
５．結果
５－２中学校理科における好嫌度
男女差
・１８．科学技術と人間生活（男子+0.19，女子-0.12）
→男子が0.31高い
・１．植物の種類（男子+0.07，女子+0.46）
→女子が0.39高い
・１０．動物の生活と体のつくり（男子+0.14，女子+0.38）
・１５．生物と細胞（男子+0.15，女子+0.35）
・２０．地層の形成（男子+0.07，女子+0.31）
５．結果
５－２中学校理科における好嫌度
以上より、それぞれの領域について、
・物理領域は+0.40以上を示す項目があり、好まれている
・化学領域は好まれている傾向が見られる
・生物領域は、女子でよく好まれている項目があるが、
男子では十分に好まれているわけではない
・地学領域では、男女間に好嫌度の差が見られる
項目がある
ということがわかる。
５．結果
５－３高等学校物理における好嫌度
調査項目は、調査対象者が高等学校時代に学習した
学習指導要領から、高等学校理科の物理領域である力
学，熱，波動，電磁気学，原子物理学からまんべんなく
選び出した２４項目とした。ここでは理科全般ではなく物
理の領域のみに注目した。
５．結果
５－３高等学校物理における好嫌度
図６高等学校物理の好嫌度（男子）
５．結果
５－３高等学校物理における好嫌度
図７高等学校物理の好嫌度（女子）
５．結果
５－３力学分野好嫌度
+0.40以上の項目
・男子・・・2項目
・女子・・・5項目
男女ともに+0.40以上
・８．運動エネルギーと位置エネルギー（男子+0.61，女子+0.62）
男子のみ+0.40以上
・７．運動の法則（+0.57）
女子のみ
・１１．運動量と力積（+0.50）
・１２．円運動（+0.46）
・１３．単振動（+0.54）
・１４．万有引力（+0.46）
５．結果
５－３－１力学分野の好嫌度
・最も高いのは、
８．運動エネルギーと位置エネルギー（男子+0.61，女子+0.62）
・男子の平均は+0.41、女子の平均は+0.49
・男女ともに学習をよく好んでいる
５．結果
５－３－２熱学分野の好嫌度
・男子の平均は+0.18、女子の平均は+0.18
５．結果
５－３－３波動分野の好嫌度
・男子の平均は+0.16、女子の平均は+0.19
→男女ともにやや好んでいる
・女子の
５．音波の共鳴（+0.42）
は特に好まれている。
５．結果
５－３－４電磁気学分野の好嫌度
・男子の平均は+0.21、女子の平均は+0.03
→女子は十分好んでいない，女子より男子が好んでいる傾向
・男子で+0.30を超えたもの
１０．電気とエネルギー（+0.33）
１５．電荷と電界（+0.31）
１６．電流による磁界（+0.31）
・男子でも以下の項目は十分好かれていない
３．交流と電波（+0.07）
１８．電磁波（+0.06）
・女子は、以下の項目で負となった
２．モーターと発電機（-0.19）
３．交流と電波（-0.19）
５．結果
５－３－５原子物理学分野の好嫌度
・男子の平均は+0.03、女子の平均は+0.18
→男女ともに十分高いとは言えない
男子より女子が好んでいる傾向
・女子は
２２．粒子性と波動性（+0.31）
がやや高く、負の値を示した項目はない。
・男子は正の値を示した5項目はあまり高くなく、
２４．素粒子（-0.01）
は負の値を示した。
５．結果
５－４高等学校物理における自信度
図８高等学校物理の自信度（男子）
５．結果
５－４高等学校物理における自信度
図９高等学校物理の自信度（女子）
５．結果
５－４高校物理における自信度
男子の平均は+0.15、女子の平均は-0.01
男女ともに+0.40以上
・７．運動の法則（男子+0.68，女子+0.54）
・８．運動エネルギーと位置エネルギー（男子+0.71，女子+0.65）
・１２．円運動（男子+0.40，女子+0.46）
男子のみ+0.40以上
・１１．運動量と力積（+0.41）
女子のみ+0.40以上・・・なし
５．結果
５－４－１力学分野の自信度
・男子の平均は+0.45、女子の平均は+0.44
・男女ともに好嫌度だけでなく自信度も高いことがわかる
５．結果
５－４－２熱学分野の自信度
・男子の好嫌度は十分高いわけではない、自信度もあまり高くな
く、男子の平均は+0.11
・女子の平均は-0.06で負の値を示した。
５．結果
５－４－３波動分野の自信度
・男子の平均は+0.23、女子の平均は+0.00
・好嫌度では正だった女子の以下の項目は負の値を示した
４．波動（-0.04）
６．光の回折と干渉（-0.08）
・女子は好嫌度に対して自信度が大きく下回る項目があった。
５．音波の共鳴（好嫌度+0.42，自信度+0.12）
５．結果
５－４－４電磁気学分野の自信度
・男子の平均は+0.17、女子の平均は-0.13
・男子は、好嫌度は正だが、自信度は正・負にばらついた
３．交流と電波（-0.03）
１０．電気とエネルギー（+0.35）
・女子は、好嫌度が負であった項目は、
２．モーターと発電機（-0.46）
３．交流と電波（-0.46）
と、自身が持てなかったことがわかった。
５．結果
５－４－５原子物理学分野の自信度
・男子の平均は-0.29、女子の平均は-0.38
→男女ともに低い、すべての項目で負の値
・特に女子は
２０．原子と電子（-0.46）
２１．固体の性質と電子（-0.46）
となり、極めて自信を持てなかったことがわかった。
６．考察
６－１．小・中学校の理科において
・理学部物理系大学生は小・中学校時代から理科学習を好んで
いたことがわかった。
・物理領域は男女ともに好んでいたのに対し、生物領域では男
子の値が低かった。
→小・中学校時代の理科分野でどの領域が好きだったかに
よって、その後どの分野を学習したいかが決まってくることを示唆
・小・中の理科授業における好嫌度が理科の科目選択に影響を
及ぼす？
→生物系の学生ではどうなるのかを調べてみる必要がある。
６．考察
６－１．小・中学校の理科において
・調査対象者は小学校時代は物理領域が好きだった
→高校で物理を学ぶ・大学で物理を専攻するには、中学校時
代に物理に興味をもつことが必要かもしれない。
・中学校で物理に対する強い興味・関心を喚起することができ、
高い学習効果が発揮されるような授業が行われることが重要。
６．考察
６－２．高等学校の物理において
・概して好嫌度の高いものは自信度も高く、好嫌度の低い項目は
自信度も低い。
→好んでいる項目は、進んで学習するため定着しやすい
・好嫌度が負を示すような物理授業は改善されなければならない
が、好嫌度が正であるから良いというわけではない。
→原子物理学分野では好嫌度に対して自信度が極端に低い
・物理Ⅰの力学では自信をつけさせることに成功しているが、
物理Ⅱの原子物理学の学習は困難な状態であることが示唆さ
れる。
６．考察
６－２．高等学校の物理において
・高校生の物理学習への興味・関心を高め、自信をもたせるよう
な授業が行われないと、一層高校生の物理離れに拍車がかかる
ことが懸念される。
・新設される物理基礎は、文系を希望する高校生も受ける可能性
がある。
その段階では、進路が文系・理系に分けられていない可能性も
あり、高年次に物理を履修する高校生が増える機会がある。また、
そこに物理基礎を学ぶ意味も見えてくるのではないだろうか。
７．おわりに
・調査結果から、大学まで物理を学習するためには、興味・関心
が重要であることがわかった。
→授業改善・指導法や教材の改善が急がれる
・生徒は新しい科学知識を獲得するだけでなく、抽象的な科学概
念を獲得しなければならない。
→簡単に授業で実施でき、生徒が実験から学ぶ科学概念に納
得できるようなタイプの実験（ぷち発明）や、デジタルコンテンツの
活用などを効果的に使う必要がある。
文献
１）川村康文「高校生にみられる小・中学校理科学習の実態と問題点」
物理教育 Vol.44 No.4 pp.393-396 1996
２）川村康文「中学校新教育課程で学んだ高校生の小・中学校理科学習の
実態と問題点」物理教育 Vol.45 No.4 pp.213-217 1997
３）川村康文「理科学習の視点から見た青少年の物理離れの実態」
理科教育 Vol.48 No.12 pp.23-24 1999
４）川村康文・多田恭子「教員養成系学部大学生にみる小・中学校理科学習
の実態と問題点」物理教育 Vol.54 No.2 pp.116-120 2006
５）文部科学省：学校基本調査（指定統計第13号）－平成20年度－高等
教育機関統計表一覧、大学・大学院－「関係学科別学生数」
http://www.e-stat.go.jp/SG1/estat/List.do?bid=000001015830
&cycode=0
（政府統計の総合窓口（ｅ－Ｓｔａｔ））
この論文を読んで考えたこと
・好嫌度や自信度の傾向は、過去の論文とあまり変わっ
ていない印象
・高等学校物理の自信度が、先に進むにつれ、どんどん
下がっている。
→内容の難易度？理解が追いつかない？
・生物系や化学系の学生の結果と比較できればより
有意義になりそう。
この論文を読んで考えたこと
どんな授業をしたいか
・理科・物理に興味を持てるような話を盛り込む
・ぷち発明を取り入れる

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