IEAにおける第3回国際数学・理科教育調査で日本の数学及び理科の到達度は、いずれも 第3順位である。その中で、日本の生徒にとって数学は、日常生活で使われることはない という意識になっていた。理科についても問題解決に日常生活の事柄を使用する頻度が 低くなっていた。
一方、教育課程審議会答申が平成10年7月に行われ、平成10年度末までに学習指導要領 が告示された。今回の改訂で、数学科の目標では多面的にものを見る力や創造性の基礎 を培うことが、理科の目標では探究心を持つことや目的意識をもって観察・実験を行うこ とが、掲げられた。そして、高等学校新設科目として「数学基礎」及び「理科基礎」が設置 され、社会生活や身近な事象の数理的考察をすること及び身近な自然を取扱うことが盛 り込まれた。数学科や理科で日常生活的な自然現象を扱い、観察・実験を強化した授業を 行っていくかが課題となると考えられる。
又、筆者は、数学の学習では色々な数学の解法パターンの指導が大切であると考えて いた。しかし、これは、数学に苦手意識を持っている生徒にとっては苦痛を与えている だけであった。筆者は、生徒全員に課しても興味関心を高められるような教材を考え実 験を行う授業を行った結果、好感度が高いことが分かった。そこで筆者は、観察や実験 を取り入れた数学科や理科の授業は、自然現象や実生活との関連を図った指導が可能で あることと生徒が意欲的に取り組む可能性がある思いを強くし、数学科と理科との関連 についての考察を行ってきた。そこで、自らが数学科と理科の狭間に存在する教育課程 を初めとした根本的な問題点を洗出し、生徒が主体的に学習できるような教材開発を行 う必要性を強くした。本研究は、第一に両教科の統合の可能性、第二に両教科の授業改 善の可能性と発展性の示唆を得ることを研究のねらいとする。
２．本論文の構成
本論文は、序章、終章及び次の3つの章から構成される。
３．研究結果及び考察
本研究を通して、リアルワールドにおける理科実験の特徴として、測定点は常に離散
量なので連続量として関数の工夫が必要であること、一次関数において傾きが負となる
ものは、温度減少や体積圧縮など少ない事例に限られること、時間変化として関数を捉
えるものが多いこと、定義域に限界があり第1象限以外で現れる関数が考えにくいこと、
物体の運動以外の教材では系統性に乏しいことなどの5点が得られた。
次に研究のねらいについて、数学的モデリングと理科教育における「探究の過程」は、 互いに相補的で両教科に関連する教材では有効に利用可能であるが、教材内容によって 数学科独自、又は、理科独自の指導内容もある。よって前者は、両教科の統合を考えな がら指導を行える可能性があるが、あらゆる内容の統合は不可能であると考えられた。 又、後者は、あらゆる数学科の教材が、観察・実験に馴染むものではないが、授業改善の 手段、時間数が削減される現在の学校教育で教材の共有化をする上で有効と考えられた 。更に、指導への示唆として、筆者の図式について考察すると、既存の「数学的モデリン グ」のように、明確に「現実の世界」と「数学の世界」を区分けせず問題解決を図ることは、 数学科と理科の共通領域を設置して行っていくことの意義が充分にある。一方、ある自 然現象の問題が解決した後には、数学科としての学習領域、理科としての学習領域を確 保する必要性もなければならないが、これは図式の最終局面からスタートすれば良い。 又、現行の数学科と理科との教育課程上の不整合性の問題は、教科による区分けが原因 であるが、この図式では共通領域から始まるので、教育課程上の問題は解消されてしま うと考えられる。よって、この図式が筆者のこだわりを解消させたと云える。
４．今後の課題
今後の課題としては、系統性のある教材開発の実施、関数以外の理科教材を利用した
数学科教材の開発、一般の授業に合わせた指導法の開発、認知・評価の問題が掲げられる
。
【主要引用・参考文献】
Blum,W.&Niss,M.(1991)．Applied Mathematical Problem Solving, Modelling,
Applications, and Links to Other Subjects: State, Trend and Issues in
Mathematics Instruction. Educational Studies in Mathematics, 22,37-68.
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