未来の地学教育を目指して−新しい融合理科の提案

１．はじめに

　現代は，第二次世界大戦後の社会がいろいろな面で変化しつつある時代である．これに合わせて，戦後確立した日本の教育についても，その枠組みについての再検討を迫られている．特に不登校やいじめ等の問題は，学校や学習の内容とは何かということを改めて問い，教育制度の抜本的な見直しを迫るものである．現在，次期および次々期の教育課程の改定に対する議論が盛んに行われているが，ともすれば，それは週５日制による総時間減に伴うリテラシー（読み書き算能力）の絞り込みによる精選などの内容に偏る傾向にある．しかし，教育とは本来「次世代への文化の継承」を行うシステムの一部であるという視点を見失うと，「生きる力」の育成を目指して転換期にある教育の方向性を見失うことになりかねない．現状の体制の維持に固執したり，特に高校理科での単一の教科内での狭いセクショナリズムに基づく主張は，教育のあり方を歪めるものとなる可能性がある（宮下，1995）．

　日本地学教育学会では上記のような認識に基ずき，次期教育課程改訂に対する議論に際しては，理科教育全般についてより広い視野に立つことが必要であることを主張し，理科教育の関係学会に呼びかけを行った．その結果，1995年7月に教科「理科」関連学会協議会（日本化学会，日本科学教育学会，日本生物教育学会，日本物理教育学会，日本理科教育学会および日本地学教育学会）が発足し，教育課程に関する２回のシンポジウムを中心に議論を深めてきた．また，地学教育の関連諸学会にも同様の見地から呼びかけを行い，これによって発足した学校科目「地学」関連学会連絡協議会の場で情報交換が行われてきた．これに対応して，日本地学教育学会内部では，理科活性化検討委員会，およびこれを発展的に分割する方向で生まれた教科課程検討委員会が発足し，対外的な問題に対する学会内部の意見集約やこれについての議論を行ってきた．

　この文章では，こうした議論の過程で得られた教育課程の改訂に対する，これまでの枠組みとは異なった視点から，理科教育についての試案の一部を提示する．特に，総合化理科のあり方については，種々の議論がある（中田ほか編，1997）．この文章では，特に個々の生徒が持つべき自然科学的概念とはどのようなものか，および，それを高校までの学校教育でどのように提示すべきかについての試案を示す．その際，既存の理科教育の体系の精選と時間数の圧縮を目的とした総合化ではなく，個々の生徒がどのような自然科学的概念・知識を持っていれば，「生きる力」となるような問題解決の能力が身に付くかという視点から論じてみたい．個々の生徒が「学ぶに値する」ことは何かということは，理科教育の目標の基礎となるべきものであり，これは理科教育に携わる者が責任を持って選ばなければならない．もとより数名の人間の検討では手に余る課題であり，小論をきっかけとして議論が深まることを期待する．

２．これまでの先行研究

馬場ほか(1994）は，これまで公表されてきている地学分野の目標に関する文献を体系的に検索・分類し，
1)生活に即した実利的な知識・理解を与えること
2)一般的な教養としての地学
3)地学を通して科学的に考える力を養うこと
という大別して３つの目標が掲げられてきていることを示した．同時に，松川・林(1994)は，自然科学・科学技術の体系の中での地学分野の位置づけを検討し，地学独自の目標とは自然界の「構成」とその｢変化」を知ることであると考えた．これを具体化する方法として，高校分野における次期または次々期の教育課程の改定に対する提案の形で，松川・林（1994），林・松川（1996）および松川ほか（1997）が出されている．これらの一連の論文では，高校理科における地学の位置づけは，
　1)物理・化学・生物と並ぶ４教科の１つとして，現状のまま必修とする（松川・林，1994）
　2)従来の理科を科学技術科と自然環境科の２教科に分割し，後者に統合する（林・松川，1996）
　3)従来の理科を総合化して自然科とし，その中核として地学分野を置く（松川ほか，1997）
　4)新しい融合理科（林，1997）
と変化してきた．これらの提案のうち，「自然科」は最終的な到達点として示されており，地学分野の必要性を主張しつつ，週５日制に対応を図るという矛盾した要求に答える点で様々な工夫がなされている．しかし，課程の内容を選定するのに，現在の自然科学・科学技術の分野を総覧し，これに対応するものを学習指導要領から抽出し，総合化する，という方法がとられている．この方法は，現行の授業内容をほとんどそのまま継続できる利点はあるが，反面，これまでの総合化理科または融合化理科と同様に，現場では総時間数が減少した上に，従来の４科目（物理・化学・生物・地学）に解体してしまう危険をはらんでいる．明治時代以来，このような試みは幾度となくなされてきて，このうち最も長く継続したものが「理科Ｉ」であること(永田，1992)を見ると従来の４教科に立脚した総合化は大変難しいことが判る．また，松川・林(1994)では，現在の自然科学の体系が，個々の生徒全員に必要なものであるかどうかという検討はなされていない．自然科学はその発展に伴って情報量が増え，体系も複雑化しているので，この方法では理科の内容がさらに増加し，複雑な体系となることが避けられない．

さらに，既存の自然科学・科学技術の体系や社会的要請に基づいて教育内容を決定する方法を採用すると，それは藤田(1997)のいう「調整問題」に陥る危険性をはらんでいる．「調整問題」は利害や理念の調整を課題とする問題であり，紛争や抗争，集団の目標や方針を決める問題，報酬配分や役割分担を決める問題などが，これに相当するとされている．教育内容に関するものとしては，防災教育に必要であるから地震は必修とすべきである，あるいはエイズを防ぐためには免疫システムについては必修とすべきである，といった要求に対してどのように答えるかということがこれに当たる．教育内容にこのような「調整問題」を持ち込んだ場合，いったい誰が責任をもってこうした問題の公正な「調整」ができるのだろうかという疑問が生じる．また，多様な社会的要請やこれに大きく影響を受けている自然科学・科学技術の体系を全て包括するような教育内容は，膨大なものとなることは避けられない．従って，教育内容の精選は，個々の人間が持つ科学的な概念・知識は何かという点から検討し，その基礎・原理・原則を抽出する方法で行わなければならない．

３．科学教育としての地学

板倉（1966）は，

「『科学の論理にもとづく判断の方が，常識的直感的な判断よりもはるかに有効である』ということを身をもって体験させることができるような，そういう高度の論理を持ったものを教育内容としなくてはならないのです．『そのこと自体についての断片的な知識を持っていればよい』というのでなく，また，『常識的直感的判断で十分間に合う』という知識ではなく，それを知ってはじめて新しい問題が適確に判断できるような，『知が力』であるような，そういう科学の一般的普遍的な概念・論理・法則を教えるのでなければ，仮説実験授業の本来の特色を発揮できないのです」

と述べ，未来の理科教育が知識の羅列に終わらない，自然科学の基礎を学ぶための本格的な科学教育をめざすものにならなければならないと主張した．
近年の発達心理学の研究成果でも，日常生活で獲得される概念的知識は，素朴概念と呼ばれるメンタルモデルに止まることが多く，科学的理論のレベルに到達しないことが指摘されていること(稲垣・波多野，1989)を見ても，「知が力」であるような教育が必要であるとする板倉(1966)の主張は重要性を増している．

ところで，理科という教科で教えるべき内容として，個々の子どもに必要な「科学の一般普遍的な概念・論理・法則」（板倉，1966）とはどのようなものだろうか？ 自然科学に関連した分野に携わっている者は，専門的な知識のみを用いて仕事をしているわけではない．物理学的な概念でいえば，作用・反作用やエネルギー保存といった概念と専門的な知識とを組み合わせてものを考えているはずである．あるいは，自然科学に関連した新聞等の記事を読む場合などでも，基礎知識として必要なものは記事の対象としている専門分野の知識ではなく，基本的な自然科学の概念と類似した現象についての知識を用いて，アナロジーで内容の理解をしているはずである．従って，学校教育で必要な知識とは，基本的な概念や原理・原則と，これを理解するための例として必要な現象・知識について扱えばよいことになる．板倉(1997)は，学校で扱う理科の分野を，自然界の多様性を明らかにする教材，物性＝原子分子の一般的な性質に関する教材，初歩的な力学分野の教材の３つの分野に分け，地学分野は自然界の多様性を明らかにする教材群の中に位置づけた．特に，天文分野や地質学などで室内実験などでの検証が不可能な部分については，模型や映像を用いた「イメージ検証授業」と呼ばれる方法を提唱している(板倉，1997)．

一方，天文教育普及研究会では，1994年から理科離れ問題検討ワーキンググループで，天文分野が学校教育の理科の中でどのような位置づけができるか検討がなされ，理科リテラシーについての試案が作られた(天文教育普及研究会・理科離れ問題検討ワーキンググループ，1997)．右図は，この試案に基づき，個人のが共通してもつ科学的概念の体系を整理したものである．ここでは自然の規則性についての概念を，質・量概念，基礎概念，自然環境についての概念の３つに大別した．それぞれの概念についての要素を，「子どもの中の科学的認識は，科学史が示す科学の発達の過程をたどる」という仮定に基づいて，３つの発達段階に分けた．それぞれの段階は，個々の子どもの発達を年齢や学年のみから判断しないようにするために，それぞれアリストテレス期，ガリレオ期，ニュートン期と呼ぶことにする．例えば，子どもの集団の状態によっては，小学校でもニュートン期の授業ができることもあるだろうし，逆に高校生のグループでもアリストテレス期の授業が必要となることも考えられる．

アリストテレス期は，身のまわりから得られる情報に基づき，「運動しているものには常に力が働いている」，「食べ物を消化すると重さはなくなる」などといった素朴概念が形成される時期である．この時期には，自然が多様であることや自然の規則性が素朴概念とは異なっていることに気づく教材を配置して，科学の概念の基礎をつくることが要請される．

ガリレオ期は，質・量などの半定量的な情報に基づいて自然現象を捕らえ，自然界の法則性について考える時期である．定量的なデータに基づく議論や自然界全体を見渡す視野の構築を目指す教材を配置するとよいだろう．また，目に見えないものに基づいて推論する基礎として，原子論的な概念が重要となる．

ニュートン期は，社会人の基盤としての自然観を確立する時期である．定量的なデータに基づき，一般化された理論を用いて推論する能力が求められる．

地学分野は，このうちの自然環境に関連と大きく関わる．「自然環境」は環境問題を扱う分野ではなく，広く身の回りにあるものを包括する概念で，生物としての内的環境とそれをとりまく外的環境に大別することができる．外的環境の理解のためには，進化・階層構造・物質循環の３つの概念が重要である．特に，地球や宇宙といった通常の生活範囲よりも大きな空間スケールと長い時間スケールでの科学的な発想や思考力を育てる上で，地学分野が果たす役割は大きい．これは今日の環境問題やエネルギー問題が，「大きなスケールでものを考える」発想や思考力が不足していたことから生じていることから見ても，その重要性は否定できないと考えられる．

４．自由化された教育課程

天文教育普及研究会・理科離れ問題検討ワーキンググループ(1997)の試案は，自然科学・科学技術の体系に基づいて策定されている現行の教育課程よりも，個人という統一された視点で総合化されているため，その教育内容は精選されたものとなっている．松川ほか(1997)と同様に，現行の教育内容を切り張りして，それぞれの項目に貼り付けることによっても，教育課程のスリム化は達成できるだろう．しかし，２章で述べたように，この方法をとる限り，教育現場で「理科Ｉ」がその目的に反して解体したのと同様に，それぞれの教員の専門別に分解した教科になることが予想される．それぞれの教員の専門性を生かし，現場の状況に適合した内容の総合化・融合化した理科を作ることはできないものであろうか？

筆者らは，日本の教育システムの中で，受験制度も含めて，教育課程が教材群よりも優先的に決定されている点が，硬直化した対応を生む原因であると考える．決められた教育課程の枠組みの中で，学校現場では教材研究が奨励され，個々の教師は，受験問題および学習指導要領と検定された教科書に基づいて教材を手作りしている．自然科(松川ほか，1997)のような教育課程をいくら作ってみても，束縛条件が変化しただけで，教育課程重視という点では問題の解決には至らないと考えられる．教育内容の充実と精選をいうのであれば，まず，固定された教育課程を組むよりも，効果の高い教材群の抽出とその取捨選択が優先されるべきと考えられる．

本来，より通過率の高い効果の高い教材は，授業者によらず生徒に受け入れられるもののはずである．あるいは，複数の教員により繰り返し授業にかけられてより普遍的な効果を持つものに洗練され，教育界の中で財産として蓄積されていくべきものである．個々の教育現場で鍛え上げられた効果の高い教材群があれば，基本的に質の高い授業は保証される．その場合，教育課程は２次的な意味しか持たないものとなる．学校の地域性や生徒の構成および教員の専門性等の事情によって，どの教材が当該のクラスで効果が高いかということは，当然異なるだろう．教材を選択して，どう組み合わせるかは，一定のルールのもとで授業者に任せることができるだろう．例えば，「ある学年ではガリレオ期の部分に関係する教材を複数履修する」というように定めておき，その中で指定されている複数の教材群の中から，授業者が学校やクラスの実状に合わせて選択するようなシステムが可能であろう．副次的に教育課程の枠が外れることでより自由な教材開発ができるようになり，教材開発が活発になることが期待される．また，｢何をどのような教材で教えるべきか」ということを、個々の教員が自分の責任において主体的に選択することにより，地域性を活かしたり個々の生徒の到達度に合わせた教育現場での柔軟な対応が可能になる．

それでは，効果の高い教材とは，どのようなものであろうか？板倉(1966)は，(その内容が)，科学的な認識が成立するために，必要な順序で配列されたもの」でなければならないと述べ，教科書に変わる授業書と呼ばれる教材の概念を提出している．同様の見地から，最近，磯部ほか(1997)は，「科学的認識が成立するために必要な順序で配列された教材」に対して，「ストーリー」と呼ばれる概念を提出した．ストーリーは，科学全般をつなぐようなストーリー性のある内容で，自然科学の基礎概念を物語の中に出てくる言葉として理解させるようにしたものである．これは第二次世界大戦前に用いられていた尋常科国語読本に近い考え方である．磯部ほか(1997)の提案では，数十個のストーリーを作り，これをＡ質・量概念，Ｂ基礎概念，Ｃ自然環境の３つに区分して，これらのグループから１学年の間に２−３つのストーリーを選んで教えるシステムをとる．１つのストーリーは，従来の理科の区分では複数の分野を融合したものになっていて，１つの流れを持ったものとして構成されている．現状では，小・中・高のどの段階で用いるかは限定せず，それぞれのレベルに合わせて教材開発が成されることを想定している．従来の教科のように，全体を通覧することを前提とした大学基礎過程の教育内容をパラフレーズしたものでは，教科書の１つ１つの章の内容の目標が生徒にとって自分の自然観の形成にどのように役に立つのかがつかみにくい難点があった．ストーリーは，個々の「読み物」として作られているので，教科目標がよりまとまりのあるはっきりとしたものとして提示でき，興味を持続して取り組むことができるものとなるであろう．また，その中の１つの分野（例えば物理分野）のみを「つまみ食い」のように抜き出して授業することはできないから，「理科Ｉ」のように従来型の分野に解体して授業を行うこと不可能である．ただ，高校では，ストーリーの内容は複数用意され，個々の教員の専門性を活かして選択できるようなものが望ましいと考えられる．磯部部ほか（1997）では，このようなストーリーを持った教材の具体的な例として，自然界における原子の循環の教材を示した．この教材は，「ゴミと環境」（吉村・板倉，1992）を元に，自然界全体にわたる時間と空間軸双方の物質循環を学習することを目標とするものである．その内容は，原子についての基礎知識を前提に，地球上での炭素の循環，遺伝子による遺伝情報の伝達，恒星の一生と人間を作る物質の関わりについて扱うものとなっている．子どもは，環境問題の解決には地球上の物質循環を考える必要があることを学び，合わせて自然界ではいろいろなスケールで物質循環が起こっていることを学ぶことができる．

５．まとめ

　この文章では，個々の子どもにとって必要な自然科学の基礎に基づいて理科の内容を整理する試案を示した．これを，小学校から高校までの段階で授業者の責任で内容を取捨選択し，配置することができるような教育課程を作ることができることを示すことができた．このような教育課程を実現するためには，実践により効果の確認されたストーリーを持った教材の開発が必要である．このような教材を用いれば，従来の教科内容に解体することがない新しい総合理科を作ることができるであろう．しかし，このような試みを実現するためには，日本の教育を構造的に大きく変化させる必要があり，次期の教育課程の改訂に全ての研究開発を間に合わせることは難しい．２１世紀の理科教育の方向性を確認した上で，暫定的な改訂を行い，平行して息の長い基礎研究と教材開発を行う必要があると考えられる．

引用文献

馬場勝良・松川正樹・藤井英一・宮下 治・林 慶一，相場博明・坪内秀樹・田中義洋・平山勝美 (1994):地学は学校教育の中でどのように扱われてきたのか−地学教育の目標や理念の歴史−，地学教育，47，21-30．
藤田英典(1997):教育改革−共生時代の学校づくり−，岩波新書，pp.256．
林　慶一・松川正樹 (1996):理科の２教科への分割と必修化．日学選書３「２１世紀を展望する新教育課程編成への提案−理科教育，数学教育，技術教育，情報教育−」財団法人日本学術協力財団，469-489．
磯部�e三・宮下 敦・間々田和彦(1997):総合化理科のカリキュラム作りへの試み，「２１世紀の教育内容」にふさわしいカリキュラムの提案，日本学術協力財団，日学選書９，224-244．
板倉聖宣 (1966):未来の科学教育，国土社，pp.236．
板倉聖宣 (1997):仮説実験授業のＡＢＣ,仮説社,pp128．
稲垣佳世子・波多野誼余夫 (1989):人はいかに学ぶか−日常的認知の世界，中公新書，pp.198．
松川正樹・林　慶一 (1994):地学とはどのような科学か？−地学教育の目標を考えるために−，地学教育，47，3-9.
松川正樹・田中義洋・斉藤　茂・根岸　潔・林　慶一・米澤政弘・山本和彦・藤井英一・坪内秀樹・宮下　治・相場博明・馬場勝良・青野宏美・榊原雄太郎 (1997):自然科（高等学校の総合化理科の新しい教育課程）の試み，地学教育，50，45-53．
宮下　敦　（1995）:理科離れの処方箋は本物か，科学，65,346．
永田英治(1992):理科教育研究入門−科学・理科教科史に新しい発想法を求めて−，あゆみ出版，pp.182.
中田易直・坂元　昂・中野　光・伊達宗行・木村捨雄編（1997）:「２１世紀の教育内容」にふさわしいカリキュラムの提案，日学選書９，日本学術協力財団．
天文教育普及研究会・理科離れ問題検討ワーキンググループ (1997):理科離れ対策−その具体的提案−，天文教育普及研究会,pp79.
吉村七郎，板倉聖宣（1992）:授業書「ゴミと環境」，仮説実験授業研究会