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理科授業におけるルール学習の促進・抑制要因に関する検討-小5「もののとけ方」の授業分析を通して-
蛯名正司,佐藤誠子,工藤与志文
〔キーワード〕もののとけ方,小学5年生,ルール学習,授業分析,アブダクション
本研究は,小学5年理科「もののとけ方」を対象に,授業におけるルール学習の成立条件を検討したものである。研究では,まず,教科杏の問題点を踏まえ,①複数事例の使用,②ルールの典型性が高い事例の優先的使用,③実験操作とルールとの関連づけという3つの方針に基づいた授業プランを作成し,溶解ルールの理解が促進されるかを事後評価課題により検討した(分析1)。さらに,分析lで得られた結果について,授業過程を分析することにより,授業者の教授活動およびその背僚にある授業者の教材解釈が児童の学習活動にいかなる影響を及ぼしたのかを検討した(分析2)。公立小学校5年生(66名)を対象に授業を実施した結果,授業プランの方針①の有効性は確認できたが,方針②及び③の有効性は確認できなかった。これらの結果について授業過程の分析を行ったところ,①の有効性は授業者による複数事例のカテゴリー化とそれによる推論を促す発問に負うところが大きいことが示唆された。他方,有効性が確認されなかった②③については,実験における定塁的な確認の不十分さや,仮説検証のための実験としての側面の弱さが影響を及ぽしていた可能性が示唆された。

佐藤誠子,工藤与志文
〔キーワード〕ルール学習,仮説的判断,定義ルール,大学生
ルールが教えられても課題解決に適用できないというルール学習の困難さについては,多くの先行研究で指摘されているところである。これを本研究では,自身の直観的判断を留保しルールとその操作のみに従って暫定的に判断する「仮説的判断」の不十分さゆえに生じるという学習者の思考過程の問題として捉え,その可能性について検討した。具体的には,四角形の定義ルールによる未知図形(3頂点が一直線上に並んだ特異な四角形)の判断課題をとりあげ,大学生7名を対象に行った討論記録から参加者のルール適用過程について考察した。その結果,経験による反証がなされ得ない定義ルールの場合でも,参加者は,自身の直観的判断を保持するようにルール以外の知識を持ち出しルールによる判断を拒否していたこと,また,ルールによる判断を認めたのは,ルールに直接示されていない情報や自身の知識との整合性が確認されたときであったことが明らかになった。これらの結果から,学習者にとってルールに従った仮説的判断は困難であること,ルールの学習を促すには,ルールが正しいとしたらどのようなことがみられるか検証可能な命題を導出させることが重要になることが示唆された。

伏見陽児
〔キーワード〕ルール学習,事例効果
工藤(2003)は,学習ルールの説明に用いられる事例によって学習成果が異なるという現象(事例効果)の新たな説明を検討し,多くの学習者が教材からルールを抽出できないという事実から,事例効果が「事例にもとづく帰納学習」によって説明できることを示した。本研究は工藤(2003)の研究において残された問題を検討する目的で行ったものである。学習者は,サクランボ事例もしくはスギ事例を使って,「どんな花の花粉でも,身体に入れば入るほど花粉症が引き起こされやすくなる」という花粉症のルールを明示的に教えられた。実験の結果,学習者がルールを抽出できなかった場合だけでなく,ルールを抽出できた場合でも「事例効果」が生じた。事例効果は,「事例にもとづく帰納学習」だけでは説明のつかないことが明らかとなった。

佐藤誠子,工藤与志文
〔キーワード〕ルール学習,属性ルール,カテゴリールール,推論,種子植物のルール学習
本研究は,種子植物の生殖ルール「花が咲く植物にはタネができる」の適用を促す教授法の効果について検討を行うものである。この生殖ルールはカテゴリーの包含関係を表すカテゴリールールとして捉えられるものであるが,学習者にとってルール命題の自発的な変形操作や具体的な予測の導出が困難であることが先行研究により示唆されてきた。そこで本研究では,生殖ルールに加えて「花の形が似ていれば,実やタネの形も似ている」という形ルールを提示することを提案した。形ルールは具体的な花の形と実・タネの形という属性の連合関係を表す属性ルールとして捉えられ,先のような生殖ルールによる処理の困難さを克服させることが期待された。大学生70名を対象に検討を行った結果,形ルールの追加提示は,花からタネ,実から花の存在の推論を促すこと,さらには,生殖ルールの逆操作を自発的に行えなかった者でも実から花の存在を推測する逆向き推論を可能にすることが示された。形ルールを提示する有効性は,アブダクション形式の推論を可能にすること,また,生殖ルールよりも具体性を持つ点で学習者にとって理解しやすく使いやすいルールであることにあると考察された。

宮田佳緒里
〔キーワード〕ルール学習,構成要素,力のつりあい,大学生
力学分野の問題解決の先行研究より,学習者が力を正しく認知できないという知見が得られている。これに基づき,本研究では大学生84名を対象に「行為者」と「物体の運動」という構成要素に基づく力の認知が,2力のつりあいルールの事例での2力認知を妨害するかを検討した。その結果,2力非明示問題において,行為者が存在する事例,物体が運動する事例での2力認知率が高かったことから,学習者の力の認知には,事例における行為者の存在及び物体の運動という2要因の関与が示唆された。また,ルールの所有状況と2力認知の有無との間に有意な連関が見られなかったことから,2力のつりあいルール所有者も非所有者と同様に,行為者と物体の運動に基づいて力を認知しており,ルールを適用できる事例が限定的になっていることが明らかになった。以上の知見から,行為者と物体の運動に基づいて力を認知することが,事例における力の認知に制約を与え,結果としてルールの適用が阻害されると推察された。

工藤与志文
〔キーワード〕ルール学習,操作的思考,変数操作,関係操作,抽象度操作
近年,学習者によるルール命題の心的操作がルール学習に影響するという研究報告が増加している。本論文では,操作的思考の生起がルール学習においてきわめて重要であること,そして,これまでの研究において操作的思考が注目されてこなかった理由の1つに,研究者側のルール学習観が限定的であったことが関係していることを論じた。さらに,操作を変数操作,関係操作,抽象度操作の3つに分類する枠組みを提案した。最後に,操作的思考とルール学習に関する最近の研究を概観し,今後の研究の方向性について示唆をおこなった。

佐藤淳
〔キーワード〕授業方略,ルール学習,マトリックス法,「擬似例外」の正事例化
同値のルール(p≡q)の適用を促進する方法のひとつとして,ルールを支持しない命題の妥当性が低いことを,ルール命題と対比的に教示していくマトリックス法が提唱されている。しかし,これまでの研究により,「擬似例外」〈実際にはルールの例外ではないが,学習者が誤って例外と捉えている現象または事例)が具体的に想起された場合は,マトリックス法の効果が減ぜられることも明らかになっている。本研究では,この間題点への対処法の効果が検討された。2つの実験を通して,これまでのマトリックスによるルールの解説に加え,そのマトリックスを利用して「擬似例外」の正事例化(「擬似例外」が,一見例外のように見えても実はルールの正事例となる理由を説明する手続き)を行うことが,ルール命題の適用範囲の拡大をいっそう促進することが示された。そして,この対処法を含むことで,「擬似例外」を正事例と見直す傾向が強まる可能性が示唆され,また「擬似例外」がなお想起されている場合でもマトリックス法の有効性が減じられない可能性もあることが示唆された。

佐藤淳
〔キーワード〕授業方略,ルール学習,マトリックス法,「擬似例外」の想起
提示したルール(p≡q)を課題解決へ促進的に適用させる方略の一つとして,マトリックス法が提唱されている。この方法は,Pと非p×qと非qの4つのセルからなるマトリックスを用いて,ルールの不支持命題(pで非q,非pでq)の妥当性を減じ,事象pとqとの間の緊密な共変関係を認識させることで,ルール命題の信頼感と有用感を高め・課題への適用を促そうとするものである。本研究では,この方法による学習中に,「擬似例外」(ルールの例外ではないが学習者が誤って例外と認識する現象または事例)が想起されていた場合,マトリックス法の効果が維持されるかどうかを検討して,その有効性を左右する条件の一つを明らかにしようとした。実験の結果から,「擬似例外」が想起された場合は,そうでない場合よりもマトリックス法の効果は減少することが示された。しかし一方で,マトリックス法を用いて「擬似例外」を正事例化すれば,「擬似例外」の想起の有無に関わらずその効果が維持される可能性があるとの示唆を得た。