科学的理解を確かなものにする理科授業の方略としての言語的活動 遠西研究室 鈴木晃一 【要約】 本研究では,理科の授業を言語的な活動としてみなし,とくに授業の小単元のまとめに焦点を当 て,２つの実践を行った。その方略が生徒の学びに有効かどうかを明らかにすることが目的である。 実践１では,知識のネットワークを明確にするコンセプトマップをツールとして使用し,それを 文章化させることによって,学びを確かなものにさせようとした。その結果,コンセプトマップで 文章の意味的構造をとらえさせ,文章化させることで知識を「血肉化」させることができ,文章と マップを相互に見て学びを確認させる活動が理解の促進に有効であることが分かった。 実践２では,コンセプトマップを話し合いによって作成させ,知識の再確認や関係性を明確にさ せた。その上で,それを文章化させることで,学びを確かなものにさせようとした。その結果,話し 合いによるマップ作成が,学びの確認につながり,文章化に活かされることが分かった。 １ はじめに 中央教育審議会の答申にて,各教科で言語活 動の充実を図ること１）が明記されている。そ の意図するところには,生徒たちの思考力・判 断力・表現力を育成することにある。 ところで,理科の授業では,“科学的な思考 力・判断力・表現力”を育成するが,その実体 は何であろうか。また,そもそも“科学”とは 一体どのようなものであろうか。 遠西２）は,「科学とは何かに対する考えが異 なれば,科学的な見方や考え方に対する捉えが 異なり,授業者の考えが異なれば授業に対する 考え方・指導法も異なる」ことを指摘している。 したがって,そのことをまず明らかにする必要 がある。 その上で,科学に対する見方に基づき,また, 理科の授業のあり方を考慮した授業方略を実 践し,考察した。その方略が,生徒の学びに有効 かどうかを明らかにすることが目的である。 ２ 研究の背景 ２.１ 言語的活動としてみる理科の授業 “科学的な思考”とは何か,以下の３人の考え を参考にしたい。まず,ソシュール３)は「単語 によって世界という一つの集合の一部が切り 分けられる」とし,単語（ことば）によって世 界について認識することができると述べてい る。そして,ウィトゲンシュタイン４）は「思 考は有意味なる文のことである」「文だけが意 味をもつ。そして文の脈絡内でのみ名辞は意義 をもつ。」と述べ,思考とは文をつくると同時に, 意味を生成することであるとしている。そして, 遠西５）は,理科の授業を「科学のことばとその 使い方を学ぶ」ものとしてとらえている。 したがって,科学的な思考・判断・表現とは, “理科のことばをあれやこれやと組み合わせ, 生徒の頭の中や外に文をつくること”と言い換 えることができる。そして,文のつくる場面と して,例えば「書くこと」「読むこと」「話すこ と」「聞くこと」6）などの活動が考えられる。 以上からも,そもそも理科の授業は言語的活 動であり,また,観察や実験の役割としては,つ くられた文の確証にしかないと考えられる。 ところで,遠西７）は,科学的思考とは「科学 知識からの理論負荷的思考である」 「科学の『こ とば』を科学の文脈で使うこと」と述べており, それには科学の知識・ことばをもっていること が必須である。したがって,理科の授業では, 生徒の科学知識の獲得・理解が要求される。 ２.２ 「科学」のとらえ “科学”に対しては,以下の２人の考えを参考 にしたい。遠西８）は,自然科学を「世界がどの ようになっているかの説明」であるとし, ウィ トゲンシュタイン９）は,「真なる文の総体が全 自然科学である」と述べていることから,科学 は「世界を説明する文章」であると言える。 さらに,遠西 10）は,自然科学の文について 「世 界は一つの連続体であるから相互に矛盾して はならず,また,隣接し直接的に関係し合う記 述は調和的関係になくてはならず,これらの文 が連なった文章は調和的な内部構造をもたな ければならない。」と述べており,つまり,科学 の文章は,文と文がネットワーク状になった調 和的な構造になっている特徴がある。 その構造を明確にする１つの方法が,コンセ プトマップ 11）であり,その有効性を示す研究 12） は多くあることが分かっている。 ２.３ まとめ活動の意義 以下の２人の考えを参考に,“まとめ活動の 意義”を考える。遠西 13）は,各授業で学習され た科学のことばを使った「文は授業ごとに独立 しているのではなく,相互の関連のなかで最終 的な意味が決定される。だから,単元のまとめ では文の全体が文章になることが重要である。」 と述べている。また,東井 14）は,授業での終末 について「ほんとうの『終末』というのは,ど の子もどの子も,子どもひとりひとりが『なる ほど』と心からうなずいて,その時間の仕事を 完全に血肉化するということだ」と述べている。 つまり,“まとめ活動の意義”は,今まで学習 した文をつなぎ合わせ,文章にすることで最終 的な意味を生成し,その内容を「血肉化」する ことにあると言える。したがって,まとめは生 徒の学びにとって重要であると考えたい。 ３ 実践１「文章化を意識した理科授業-イオ ン・イオン結合-」 ３.１ 実践１の目的 理科の学習を“理科のことばを用いる言語的 な活動”としてとらえ,特に小単元のまとめで の言語活動の充実を図る授業実践を行った。 そして,学習した知識のネットワーク構造を 明確にするために,本実践でもコンセプトマッ プをツールとして用いている。ただし,それを 教師が作成し,ただ生徒に見せることが学習内 容を「血肉化」させることにつながるのだろう か。それを生徒は自身の知識として認めるのだ ろうかと問題意識をもった。 そのために,生徒には,コンセプトマップだ けにとどまらず,それを文章化させることで学 びを確かなものにさせようとした。したがって, その授業方略が,どのような効果をもつのかを 明らかにすることが実践１の目的である。 ３.２ 実践１の概要と方略 ３.２.１ 実践１の概要 時期：2013 年 5 月～6 月 対象：愛知教育大学附属高等学校 1 年生 39 名 内容：高等学校第 1 学年 化学基礎 小単元 「イオン（3 時間） 」 「イオン結合（2 時間） 」 調査方法：質問紙法 イオン学習後に,「文章化の学習への役立ち」, イオン結合学習後に,「文章化で分かること」 などを調査している。 ３.２.２ 実践１の方略 図 1.実践 1 の授業構造 単元構成については,図１に示す通りである。 学習１では,生徒らに学習キーワード（授業 で学習すべき科学のことば）を使わせ,各授業 の終わりに授業の学びを文で表現させた。学習 ２では,小単元終わりに学習した文をつなげて コンセプトマップを作成した。学習３では,生 徒にコンセプトマップを見せて,それを文章に 表現させている。ただし,これは時間の関係上, 宿題にしている。そして,学習４では,教師と生 徒が作成した代表的な文章を示し,比較させて いる。方略については,彦坂 15）の研究を参考に した。 ３.３ 結果と考察 (１)具体的な文章化例 この生徒は,陽イオンについて,他の知識と 関係づけて説明をしている(図２)。文章として 表現することで,文どうしの関係性や１つひと つの文の意味を再確認することができたので はないかと考えられる。この生徒の意見では, 「非常に深い復習ができたと思っています。 頭に入ったと思います。(m01)」 ②メタ認知をさせる文章化 コンセプトマップの文章化は,メタ認知をさ せるためにも有効であると考えられる。 「自分がどこがわかっていないのか 見直すきっかけになりました(f34)」 と述べて,自身の知識のありようを再確認し ていることが分かる。文章化をすることによっ て,自身の知識を客観的に判断し,何が分かり, 何が分かっていないかを認識できるのだろう。 とあり,文章化に肯定的回答を示していた。 (３)課題 多くの生徒は文章化に肯定的であったが,課 題は残る。文章化に対して,生徒には, 「自分で文章を書く意味はよく分からない(m14)」 「自分で文章をするのは難しかった(f22)」 と,どうして文章にするのかという意味の欠 如,書くことの困難性も見られた。 陽イオンから説明すると、原子が電荷を帯びてイオン になる時、正電荷を帯びたイオンを陽イオンといいま す。なぜ正電荷を帯びるかというと原子が電子を放出す るからです。この時に必要なエネルギーをイオン化エネ ルギーといいます。陽イオンには Li＋や Ca２＋などがあ ります。また、金属元素は陽イオンになりやすいです。 （m01）。 図２.コンセプトマップの文章化例（イオン） (２)コンセプトマップの文章化の意見 ①理解をうながす文章化 コンセプトマップの文章化は, 生徒らの理 解を促進させることができると考えられる。イ オンの文章化後の質問紙の回答には, 「コンセプトマップだけだとただ見ただけで おしまいになるけど,自分で文章にすること で本当に理解できる(f18)」 「自分のことばで書いてみると記憶に残る(m05)」 「ちゃんと脳に書き込まれた気がします(f26)」 と,活動を通して,コンセプトマップで表され た学習内容のさらなる理解をし,自身の知識と して「血肉化」している様子が分かる。また, 文章化で何が分かるか,質問した回答には, 「1 つ 1 つの事柄の理解が深まる(m12)」 とあり,１つひとつの文が文章中でどのよう な意味・意義を担っているか理解できている。 文章化には,このことを明確にする役割もある。 ４ 実践２「話し合い,文章化を意識した理科 授業 -金属結合-」 ４.１ 実践２の目的 実践１にて,コンセプトマップの文章化の有 効性を明らかにすることができた。ただし,コ ンセプトマップは主に教師が作成しており,生 徒にとっていまだ受動的であったと思われる。 また,生徒らが学習内容の単文についてある程 度理解していなければ文章を作成することが できない。 以上の問題を解決すべく,実践２では“グル ープでの話し合いによるコンセプトマップの 作成”を取り入れた。生徒どうしの話し合いで, 学習内容にどのような関係性があるのか,さら に学習した文の意味を再確認させることがで きると考えた。 ただし, 話し合いでコンセプトマップを作 成するだけで終わらず,その後文章化をさせた。 これは,東井 16）の「グループ学習なんかで、ワ イワイ磨き合いをやっているときには、なかな かいい磨き合いをやっているようでも、それを もういっぺん個人に引き戻し、ひとりひとりの 歯で噛みなおしてみるという作業をとおさな いと焦点のぼけたものになってしまう。」とい う考えと,実践１の効果を踏まえ,生徒の学び に必要と考えたからである。 したがって, その授業方略が,どのような効 果をもつのかを明らかにすることが実践２の 目的である。 ４.２ 実践２の概要と方略 ４.２.１ 実践２の概要 時期：2013 年 7 月 対象：愛知教育大学附属高等学校 1 年生 40 名 内容：高等学校第 1 学年 化学基礎 小単元「金属結合」 調査方法：質問紙法,グループの学びの際に録 音をした会話 ４.２.２ 実践２の方略 ①グループ 3 のコンセプトマップ 図４.授業におけるコンセプトマップの例 1 生徒らは,学びの文を関係づけるための線を 引くだけでなく,科学のことばに対するイメー ジや具体例,説明を加え,コンセプトマップを 作成していることが分かる（図４） 。 これを作成した生徒らの質問紙の回答には, 「ただ見せられるより自分たちで考えて 作るので忘れない(f28)」 「ノートをもう一度見直して,自ら復習す ることができる(f36)」 のように,コンセプトマップの作成に意味を 見いだしている様子が分かる。また,このグル ープの生徒 f３６の文章の一部を見てみると, まず、金属には 3 つの性質がある。それは、『金属光 沢』『熱伝導性・電気伝導性』 『展性・延性』である。 図３. 実践 2 の授業構造 単元構成については,図３に示す通りである。 学習１は,実践１と同様である。学習２では, コンセプトマップを生徒らに作成させた。その ために,学習キーワードやホワイトボードなど を学習道具として渡し,グループでの話し合い を通して作成させている。学習３では,生徒ら が作成したコンセプトマップを１人ひとりに 文章化させた。 学習４では,教師の作成したコ ンセプトマップと文章例を示し,比較をさせた。 学習２～４は,１時間の授業内で実施している。 (中略) 金属結合によって生じた結晶は、金属結晶と いい、体心立方格子や面心立方格子がある。 と表現していた。文章で「金属の性質」を体 系化して表現しているが,これはコンセプトマ ップでそれらを体系化して表したことが影響 しているのではないかと考えられる。 ところで,f３６は「金属結晶」について文章 で表現しているが,以下のグループでの会話か ら,それが何かイメージできていなかった。 ｆ３６：金属結晶ってなんだっけ？ ｆ２８：金属結晶ってやってないよねー。 ｆ２９：やったよ。これだよ。 ４.３ 結果と考察 (１)具体的なコンセプトマップと文章化例 具体的な生徒らのコンセプトマップとその 文章化例を以下に示す。 ｆ２８：これか！体心立方格子と。 ｆ２９：あの先生の模型のやつだよ。 ｆ３６：あーこの「原子が規則正しく配列した もの」ってことか。体心と面心で。 しかし,コンセプトマップを作成する話し合 いによって,金属結晶が何なのかイメージでき, 文章で表現して学びを深めたといえる。 ②グループ 7 のコンセプトマップ と表現し学びを深めているが,「金属光沢」に ついては表現できていない。話し合いで確かめ られなかったことが影響し,文章として表現す ることに対して自信をもつことができなかっ たと考えられる。 (２)話し合いによるマップ作成への意見 ①理解を促進させる 話し合いによるコンセプトマップの作成は, 生徒らの理解を促進させることができると考 えられる。生徒の質問紙の回答には, 「先生のを見るのも勉強になるけど,自分 たちでつくることでより理解が深まる(f18)」 図５.授業におけるコンセプトマップの例 2 「見て理解もいいと思うけど、作って理解 の方が記憶に残ると思ったからです(f22)」 生徒らは,コンセプトマップ作成に対して 「どういう風に作り上げるかということ で理解と絆が深まる(m05)」 「自分たちでコンセプトマップを作ると 覚えやすい(m13)」 のように,意味を見いだしている。 そして注目すべきは,「自由電子」と「金属 の性質」に新たな関係を見いだし,線を追加し ていることである(図５)。グループの会話で, ｍ１２：そういえば先生が言ってた展性・延性は 自由電子の影響で起きるということ を書いておこうよ。 ｍ０６：自由電子とつながるの？ ｍ１２：たしか展性・延性って自由電子関係あった よね。 「習ったことの関係性がより理解できる ようになる(m04)」 と述べており,活動を通して,生徒はコンセプ トマップを自身の知識として受け入れ,どのよ うなことを学び,どのような関係性があったの か振り返ることができると考えられる。 ②文章化への手助け 話し合いによるコンセプトマップの作成は, その後に行った文章化への手助けになってい ると考えられる。生徒の意見では, 「新しいことがわかって書きやすくなる(m15)」 と述べていることからも,活動を通して,生徒 は自身の知らなかったこと,気がつかなかった ことに気がつくことで,文章化の際に活かすこ とができると考えられる。話し合いの活動の大 きな意義は文章化の手助けにあるだろう。 （中略） ｍ１２：金属光沢と自由電子って関係あるの？ ｍ０６：覚えてないな。 ｍ１１：光の反射率が高いから,うーん,どうだろう。 (３)課題 話し合いや話し合いによるマップ作成につ いて,質問紙からの生徒の意見では, 「違う話などが出てきて集中して取り組 と,「金属光沢」以外には「自由電子」との関 係性に気がついていることが分かる。 また,ｍ１２は図５の文章化として, 金属の特徴である展性・延性・熱伝導性・電気伝導性 は原子間に行き来する自由電子と関係がある。自由に動 く電子があるので、電気や熱が通りやすく、形が変化し てもつながり続けることができるのである。 めないので自分的には必要はない(m14)」 「友達がやってくれたので私は見ている だけでした(f34)」 「分からないから(f35)」 と述べ,学習に集中できないこと,学習への参 加意欲・態度の問題,そして,話し合いを通して 何をやっているのかという理解の欠如などの 課題も見られた。 ５ 考察 （１）言語的活動としてみる理科授業 本実践では、理科の授業を言語的活動として みなし授業を組み立てた。そこで,強調してき たことは「知識を外化する」「知識のネットワ ークを構築する」ことであった。 「知識の外化」については,本研究で採用した のは「文章を書く」「話し合いをする」であっ た。文章を書くことについては,生徒は, 意味を実感した生徒であり,このように考える ことができる生徒を増やす必要があるだろう。 ６ おわりに “科学とは何か”という観点から,理科授業を 言語的な活動としてみなし, まとめの活動に 焦点をあて,授業を構想してきた。多くの生徒 が学びに有効であると肯定的であったが,まだ 課題が見られ,再考していく必要があるだろう。 「頭に書き込むこと(m10)」 「頭にある知識を整理してつなげること (f18)」 ［参考文献・引用文献］ 「ひとつひとつの意味までしっかり理解するこ 1)中央教育審議会： 「幼稚園,小学校,中学校,高等学校及び特 とにつながる(f25)」 と述べ,文章を書くことで, 自身の知識を確 かなものにし、知識どうしを関連付け、１つひ とつの文の意味を全体の文章という構造から 理解させることができるだろう。 また, 話し合いは,学習者が他者の知識と組 み合わせて,自身の知識を構成していく活動で あり,結局,文や文章を組み立てる作業である。 その視点からも学びに重要と考えられる。 「知識のネットワーク構築」については,１つ の手段として,コンセプトマップの作成が有効 と考えられる。それは,知識のネットワーク構 造を明確にし,学んだ知識を１つのかたまりと して理解させることができる。また,文章を書 くこともネットワーク構築に役立つだろう。 本実践の方略のように,学びの単文から文章 への過程で、コンセプトマップをツールとし, 文章の意味的構造をよりよく捉えさせる。それ を文章にすることで「血肉化」させる。そして, 文章とマップを相互に見ながら学びを確認さ せる活動が有効であると言えるだろう。 別支援学校の学習指導要領等の改善について（答申） 」, 2008,p.24. 2)遠西昭寿： 「科学とは何か–科学観と理科教育の方法-」,東 洋館出版社,『理科の教育』,Vol.58,No.5,2009,pp.54-57. 3)町田健： 『ソシュールと言語学 コトバはなぜ通じるのか』, 講談社,2004,pp.26-29. 4)ウィトゲンシュタイン（中平浩司訳）：『論理哲学論考』, ちくま学芸文庫, 2005,p.34. 5)遠西昭寿： 「科学の『ことば』とその使い方の学びとしての 理科授業」,東洋館出版社,『理科の教育』,Vol.58, No.6 ,2009,pp.4-8. 6)文部科学省： 「小学校学習指導要領解説国語科編」,大日本 図書株式会社,2008,p.7. 7)遠西昭寿： 「科学的思考とは科学の文脈において科学の『こ とば』で自らに語ること」,東洋館出版社,『理科の教育』, Vol.54 ,No.7,2005, pp.4-7. 8)遠西昭寿：「理科における言語活動」,東洋館出版社,『 現 代理科教育改革の特色とその具体化』,2010,p.82. 9)前掲書 4) p.55. 10)前掲書 8)pp.83-84. 11)ノバックら（福岡敏行・弓野憲一監訳） ： 『子どもが学ぶ新 しい学習法 (２)まとめ活動のあり方 今まで学んだ文を羅列したものとして覚え ることは有益ではない。その文が最後に文章と なることで,文の意味や必要性を実感できる。 実践２後の質問紙の文章化への意見には, 「ごちゃごちゃになった考えを まとめられる (f26)」 「書きながら覚えられる。つなげていくこと ができる。まとまりで覚えられる。(f32)」 という回答が出されたが,これらはまとめの 概念地図法によるメタ学習』,東洋館出版 社,1992. 12)例えば, 佐野嘉昭・遠西昭寿：「科学的な理解のための 言語的活動充実の理論と方法」,東洋館出版社, 『理科の教育』,Vol.61,No.9,2012 ,pp.25-28. 13)遠西昭寿： 「 『まとめ』の活動とその意義」,農山漁村文化 協会,『初等理科教育』,No.565,2011,pp10-13. 14)東井義雄：『授業技術入門』,明治図書出版,1976,p.56. 15)彦坂訓宏：「知識ネットワークとしての科学を意識した 授業づくり」,愛知教育大学理科教育研究会,2011. 16)前掲書 14）pp.57-58.
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