科学教育

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科学教育(かがくきょういく、: science education)は、科学的知見の共有に関係する分野であり、自然科学集団の一部と伝統的にはみなされなかった個人に対する科学的手段である。 科学教育の対象は、一般大衆の範囲内の子供大学生大人が想定されている。科学教育の分野が包含するのは科学的知見と、一部の社会科学教育理論である。標準的な科学教育は、初等教育中等教育全体の、子どもに対する知識の発達への期待に備えている。伝統的には、物理学生命科学地球科学宇宙科学が含まれている。

ここでは主として諸外国の科学教育について扱う。日本学校教育における科学教育については、「理科」および「理科教育」を参照のこと。

歴史的経緯[編集]

中等学校での科学教育は1870年頃にイギリスで始まったが、もっと後になるまで広まることはなかった。その第一歩とは、「科学発展のための英国アカデミー」(BAAS = the British Academy for the Advancement of Science) が1867年レポートを発行したときにできあがったものである[1]BAAS は「純粋科学」の教育と「科学的な心的習慣」の訓練を推進した。当時の新教育運動は、その科学を通した精神訓練の思想を支持した。BAASは中等科学教育における分化した専門準備教育を力説した。こうして、将来の BAAS メンバーの養成が進められていった。

初期の科学教育の発展は、水準の高い教師の不足によって遅れがちであった。その主だった対策の1つは、1870年に初めて設立されたロンドン学校委員会英語版の設立であった。この委員会は、学校のカリキュラムと、訓練された科学教師を各地に供給する養成課程の、手引きについて議論した。この両方に対して、トマス・ヘンリー・ハクスリーの影響は重大であった(詳細は、トマス・ヘンリー・ハクスリー#教育への影響を参照)。また、ジョン・ティンダルも物理科学の教授に影響を与えた[2]

アメリカ合衆国では、科学教育は、1890年代に行われた標準化[3]以前、分散した学科であった。アメリカでの科学カリキュラムの開発は、2つのイデオロギー(市民科学と専門準備教育)間での拡張討論の後に徐々に現れた。フロリダで中等教育および高等教育を担う人物30名による会議の結果、1892年全米教育協会英語版 (NEA) は、講演会、およびアメリカの中等学校で教えられている代表的な科目についての委員会で、科目の内容を指定する権限を持つ「十人委員会」を任命した。この委員会は10人の教育者(すべて男性)で構成され、ハーバード大学チャールズ・W・エリオットが代表を務めた。この委員会では9つの協議委員会が指定され、会合が開かれた(ラテン語ギリシア語英語とその他の言語、数学歴史政治学経済学、その他、科学に関する3分野)。科学に関する協議委員会には、次の3つが指定された。

  1. 物理学・天文学化学
  2. 博物学
  3. 地理学

「十人委員会」で指定された各委員会は、大学、師範学校、および中等学校から選ばれた10人の指導的な専門家で構成された。各委員会は、アメリカ内の違った場所で会合を開いた。委員会の報告は「十人委員会」に提出され、4日間のニューヨークでの会合を経て、包括的な報告書が作成された[4]。1894年には、NEAはこれらの協議委員会の作業結果を公刊した[4]

現状[編集]

アメリカの現状[編集]

多くので、K-12 の指導者は、子ども達にどんな内容を教えるか、厳格な基準と枠組みに従わななければならない。不幸にも、そのことは、教師がしばしば真の「指導」なしに、要素を「講義」することに走る結果となっている。加えて、科学的手法クリティカル・シンキング要素を含む科学の「プロセス」が、しばしば見過ごされた。これらの「偏り」は、複合的な問題を解決するスキルを発達させることなしに、アメリカの統一テストに合格する子どもを生産しうる。大学において、平均的なアメリカの科学教育は K-12 ほど規制されない傾向があるが、実はもっと厳密で、同じ授業時間の中でもっとたくさんの内容を教師と教授によってすりあわせている。

1996年に、米国アカデミーに属する米国科学アカデミーは、全米科学教育スタンダード英語版[5]を制作した。これはオンラインで複数のひな形を無料で見ることができるものである。このコンテンツは、事物や方法論のダイレクト・インストラクション英語版よりも、構成主義の理論にをベースにした探求型科学教育に焦点を当てていて[要出典]、物議を醸し続けている[要出典]

いくつかの研究が、もっと効果的な科学指導のモデルとして提案されている。ワシントン学生習熟度調査英語版のようなスタンダード型評価を含む他のアプローチでは、早い学年での平均的・伝統的な発明経験を強調したものが大学までカバーされなかった上(伝統的には、子どもは実験計画 (designed experiments) よりも案内される)、非常に小さい事実知識のテストでの疑似情報に基づいていた[要検証 ]

全米科学教育スタンダードの8つのカテゴリーは、構成主義的アプローチと、多様性、教育改革運動の隅々まで行き渡る社会正義のテーマを、新しい重点に反映した。これらのカテゴリーは「コンセプトとプロセス」、「探究としての科学」、「物理科学」、「生命科学」、「宇宙および地球科学」、「科学と技術」、「個人的・社会的観点から見た科学」、「科学の歴史と本質」に統合されている[6]

イギリスの現状[編集]

イングランドウェールズでは、たいてい、学校での科学教育は「科学」という一つの教科で14~16歳までに行われ、その後、Aレベルで専門教科(物理・化学・生物)に分かれる。しかしながら、政府は2008年9月以来、「子どもが14歳に達成した段階で、3つの教科に分かれて学ぶ機会を与えるべきである」という希望を表明している[7]

スコットランドでは、科学教育の教科は、スタンダード・グレードの科学関連教科に向けて、13~15歳で化学・物理・生物にわかれる。

2006年9月、「21世紀の科学」として知られている新しい科学教育プログラムがGCSEのオプションとしてイギリスの学校で紹介された。これは、「すべての14~16歳に科学経験へのやりがいとインスピレーションを与える」ように設計されたものである[8]

日本の現状[編集]

日本の学校教育では、小学校3年生から高等学校にかけて「理科」という教科で科学教育が行われる。日本以外の科学教育を参考にしながら科学教育の望むべきあり方を目指してはいるものの、純粋な科学教育とは少し異なった、日本独自の変遷をたどっている[9]

科学教育の研究[編集]

科学教育の実践は、科学の教授・学習に関する調査によって解明され続けている。科学教育の研究は幅広く様々な方法論に依存しており、認知心理学や人類学といった多数の科学の分野から方法論を借用している。科学教育研究は、何を科学で学ぶのかと、どうやって成し遂げるのかを、定義または描写する方向に向いている。

ジョン・ブランスフォード英語版らは、子どもの思考に関する膨大な研究の成果として、3つの重要な研究結果を発表している。

予想
「どうやって勉強について考えるか」より重要な概念には粘り強く注目すべきであって、教師は、もし学習者が自分たちの誤認を他の解釈のために見捨てうるならば、学習者の明確な誤認を明示的に示さなければならない。それゆえ、「どうやって学習者が予想について学ぶか」と、「それをどうやって学習者が日頃の計画に取り入れるか」を、教師が知ることが重要である。
事実としての知識
一つの科学領域を本当に読み解ける人になるためには、学習者は次のことがなければならない[10]
  1. 事実としての知識について深い基礎を持たなければならない。
  2. 概念フレームワークの文脈の中で、事実と概念を理解しなければならない。
  3. 検索と応用を容易にする道筋の中から、知識を系統立てなければならない。
メタ認知
学習者は自らの思考と学習についての思索をめぐらせることから恩恵を受けうる。それらは、学習者の知識と「何を知らないか」ということと、思考方法、結論を評価する道筋から教えられるにちがいない。

脚注[編集]

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  1. ^ Layton, D. (1981). The schooling of science in England, 1854-1939. In R. MacLeod & P.Collins (Eds.), The parliament of science (pp.188–210). Northwood, England: Science Reviews.
  2. ^ Bibby, Cyril 1959. T.H. Huxley: scientist, humanist and educator. Watts, London.
  3. ^ Del Giorno, B.J. (1969). The impact of changing scientific knowledge on science education in th United States since 1850. Science Education, 53, 191-195.
  4. ^ a b National Education Association (1894). Report of the Committee of Ten on Secondary School Studies With The Reports of the Conferences Arranged by The Committee. New York: The American Book Company Read the Book Online
  5. ^ National Research Council 『全米科学教育スタンダード : アメリカ科学教育の未来を展望する』 長洲南海男監修、熊野善介ほか訳、梓出版社2001年ISBN 4-87262-611-7
  6. ^ 全米科学教育スタンダード(梓出版社書籍紹介ページ)
  7. ^ Kim Catcheside (2008年). “'Poor lacking' choice of sciences”. BBC News website. British Broadcasting Corporation. 2008年2月22日閲覧。
  8. ^ Welcome to Twenty First Century Science
  9. ^ 板倉聖宣 『日本理科教育史』 仮説社2009年、増補、16 - 20頁。ISBN 978-4-7735-0212-1
  10. ^ 米国学術研究推進会議編著 『授業を変える : 認知心理学のさらなる挑戦』 森敏昭・秋田喜代美監訳、21世紀の認知心理学を創る会訳、北大路書房2002年ISBN 4-7628-2275-2原文(原題:How People Learn)のURLは こちら

関連項目[編集]

外部リンク[編集]