「関数的な見方・考え方」を取り入れた理科授業が「量の関係」の理解に与える効果

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本研究では、比例関係のある事象を扱う中学校の理科授業を各学年から抽出し（第１学年：密度、フックの法則、第２学年：オームの法則、第３学年：物体の運動）、結果の処理と考察の過程において「関数的な見方・考え方」を取り入れた指導法を考案し、それが「量の関係」の理解に与える効果を検証することを目的とした。本研究の２年目(2021年度)は、中学校第１学年理科「フックの法則」において、「関数的な見方・考え方」を働かせ、かつ「理科と数学の教科等横断的な学習の意義」を構成する因子を高める授業方略を組み入れることによる、２量関係について、実験結果の表からグラフを作成して式に表したり、表やグラフ、式を分析・解釈したりする力や、「理科と数学の教科等横断的な学習の意義」に対する意識に及ぼす効果を明らかにすることであった。この目的を達成するために、中学校第１学年の生徒を対象としたフックの法則の理科授業を行い、２量関係の理解の程度を測定する調査問題と、「理科と数学の教科等横断的な学習の意義」に関する質問紙調査を行った。その結果、比例関係にある事物・現象のグラフから比例関係的に考察する考え方と、比例関係を示すグラフの直線から式化する力の育成に効果があることが明らかになった。また、実験群の事前～事後で、４因子（因子２「関数的な見方・考え方」、因子３「理数学習の有用性」、因子４「理科における学習方略」、因子６「数式化・数値化の意識」）に有意な上昇が認められ、「理科と数学の教科等横断的な学習の意義」に対する意識の向上に一定の効果があることが示唆された。本研究の授業方略は、２量関係を理解させ、「理科と数学の教科等横断的な学習の意義」を認識させる上で、一定の効果があることが明らかになった。