Research on science classes for developing higher-order thinking skills based on deep learning

21世紀の教育の成果に対する期待は、統合、分析、評価という高次の思考にますます焦点が当てられている（Osborne, 2013）。そこで、高次思考スキルとしての科学的推論とメタ認知の関係性を現代的視座に基づいて整理し、理科の学びにおいて基盤となる能力を高次思考スキルという観点から具体化・精緻化することを目指した。Schraw & Robinson (2011)によると、高次思考スキルとして、推論スキル、議論スキル、問題解決＆クリティカルシンキング（CT）、メタ認知の４つの要素が挙げられている。これらのスキルは、過去数十年にわたり、科学教育に関する多くの研究で扱われており、相互に関連し、かつ互いに影響し合っている。これらの能力は、問題解決や思考をよりよく実行するために相互に関連して機能すると考えられているが、ある程度の領域特異性もあると考えられており、科学教育の文脈でさらなる実証研究が必要である。そこで、理系という特異な文脈を考慮し、CTが機能する領域として科学的推論に着目し、CTの成否とメタ認知の関係を検討することで、これらのコンピテンシーの関係性を明らかにできるのではないかと考えた。調査の実施においては、一定程度の推論能力及びメタ認知知識を有していると想定される理系大学生を対象とし、科学的推論におけるCT「評価」得点と科学学習におけるメタ認知知識の間にどのような関係が存在するか分析した。分析結果より、科学的推論におけるCT「評価」で高得点であった学生は、「①手順が正確に操作できているか確認する」、「②わからないことをメモする」、「③分類、体系化、整理、理解する」といったメタ認知的知識を用いる傾向があることがわかった。また、本研究課題に関わる基礎的研究及び、教師を対象とした理科の学習指導に関わる調査の実施などについても実施した。

21世紀の教育の成果に対する期待は、統合、分析、評価という高次の思考にますます焦点が当てられている（Osborne, 2013）。そこで、高次思考スキルとしての科学的推論とメタ認知の関係性を現代的視座に基づいて整理し、理科の学びにおいて基盤となる能力を高次思考スキルという観点から具体化・精緻化することを目指した。Schraw & Robinson (2011)によると、高次思考スキルとして、推論スキル、議論スキル、問題解決＆クリティカルシンキング（CT）、メタ認知の４つの要素が挙げられている。これらのスキルは、過去数十年にわたり、科学教育に関する多くの研究で扱われており、相互に関連し、かつ互いに影響し合っている。これらの能力は、問題解決や思考をよりよく実行するために相互に関連して機能すると考えられているが、ある程度の領域特異性もあると考えられており、科学教育の文脈でさらなる実証研究が必要である。そこで、理系という特異な文脈を考慮し、CTが機能する領域として科学的推論に着目し、CTの成否とメタ認知の関係を検討することで、これらのコンピテンシーの関係性を明らかにできるのではないかと考えた。調査の実施においては、一定程度の推論能力及びメタ認知知識を有していると想定される理系大学生を対象とし、科学的推論におけるCT「評価」得点と科学学習におけるメタ認知知識の間にどのような関係が存在するか分析した。分析結果より、科学的推論におけるCT「評価」で高得点であった学生は、「①手順が正確に操作できているか確認する」、「②わからないことをメモする」、「③分類、体系化、整理、理解する」といったメタ認知的知識を用いる傾向があることがわかった。また、本研究課題に関わる基礎的研究及び、教師を対象とした理科の学習指導に関わる調査の実施などについても実施した。