(57)【要約】【課題】思考力や想像力、問題解決能力の飛躍的向上を図ることができ、子供たちの学力を驚異的に伸ばすことが可能な学習用教材の提供を目的とする。【解決手段】学習用教材１は、問題用紙２に、複数題の四則演算問題群Ａと、数字列パズル問題Ｂと、計算パズル問題Ｃとが記載されている学習用教材１であって、前記数字列パズル問題Ｂは、升目状に分割された第１行列枠５を備え、第１行列枠５内が複数のグループ７に区画されており、行ルール、列ルール及びグループルールが規定され、解答用升目６ａが設定され、記計算パズル問題Ｃは、升目状の第２行列枠８を備え、所定の三角形１０ａに連なる解答用升目９ａに記入された自然数を計算した数字が予め記載されているものであり、前記数字列パズル問題Ｂ及び／又は計算パズル問題Ｃが難易度に従って複数並べて掲載されてなる構成にしてある【選択図】図１
2010139550.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
問題用紙に、複数題の四則演算問題群Ａと、数字列パズル問題Ｂと、計算パズル問題Ｃとが記載されている学習用教材であって、
前記数字列パズル問題Ｂは、ｍ行ｍ列の升目状に分割された第１行列枠を備え、
ｍ個の升目で１グループとなるよう第１行列枠内が複数のグループに区画されており、
行方向に連なるｍ個の升目の個々には１からｍまでの異なる数字を記載すべき行ルールが規定され、且つ、列方向に連なるｍ個の升目の個々には１からｍまでの異なる数字を記載すべき列ルールが規定され、且つ、各グループを構成する升目の個々には１からｍまでの異なる数字を記載すべきグループルールが規定されているものであり、
第１行列枠内の所定の升目に、１からｍまでの数字のいずれかが予め記載されており、前記所定の升目以外の残りの升目が解答者により数字を記入される解答用升目として設定されているものであり、
前記計算パズル問題Ｃは、ｐ行ｑ列の升目状に分割された第２行列枠を備え、第２行列枠内の所定の升目が解答者により数字を記入される解答用升目として設定されており、解答用升目以外の所定の升目が対角線で２つの三角形に区画され、所定の三角形に、当該所定の三角形と行方向または列方向に連なる解答用升目に正しく記入された自然数を計算して得られる算出数字が、予め記載されているものであり、
前記数字列パズル問題B及び／又は計算パズル問題Cが難易度に従って複数並べて掲載されてなることを特徴とする学習用教材。
【請求項２】
四則演算問題Ａ、数字列パズル問題Ｂ、計算パズル問題Ｃの順に問題用紙に記載されていることを特徴とする請求項１に記載の学習用教材。
【請求項３】
四則演算問題群Ａの解答に要する目標解答時間を記入するための目標時間記入欄及び実際の解答に要した時間を記入するための実時間記入欄が問題用紙に記載されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の学習用教材。
【請求項４】
計算パズル問題Ｃの所定の三角形に記載される算出数字は、当該所定の三角形と行方向または列方向に連なる解答用升目に正しく記入された数字を加算して得られる数字であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の学習用教材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、学習用教材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
時代によって、求められる人材、能力の質は変化するものであるが、現代社会においては、創造性や閃きが求められる人材に必要とされる能力の一つであるといえる。閃きは決してコンピュータから生まれることはありえず、人間だけがこの閃きを生むことができる。
【０００３】
また、現在、教育の在り方が激変しつつあり、教育に従事する者はこのような変化に対応していかなければならない。これに関し、下記特許文献１〜５には、子供たちの学力を向上させるための学習用教材等に関する記載がある。
【０００４】
【特許文献１】特開平８−３３９１５８号公報
【０００５】
【特許文献２】特開平１１−１１９６４５号公報
【０００６】
【特許文献３】特開２００２−１７５００４号公報
【０００７】
【特許文献４】特開平９−１６０４８０号公報
【０００８】
【特許文献５】特開平９−１６０４８１号公報
【０００９】
【特許文献６】特開２００４−２７２１７９号公報
【００１０】
【特許文献７】特開平１０−２０７３３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記各特許文献に記載された教材などでは、実際に思考力や想像力、問題解決能力の飛躍的向上を図ることができず、子供たちの学力を驚異的に伸ばすといったことは困難であった。
【００１２】
本発明は、上記した従来の問題点に鑑みてなされたものであって、思考力や想像力、問題解決能力の飛躍的向上を図ることができ、子供たちの学力を驚異的に伸ばすことが可能な学習用教材の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明に係る学習用教材は、問題用紙に、複数題の四則演算問題群Ａと、数字列パズル問題Ｂと、計算パズル問題Ｃとが記載されている学習用教材であって、前記数字列パズル問題Ｂは、ｍ行ｍ列の升目状に分割された第１行列枠を備え、ｍ個の升目で１グループとなるよう第１行列枠内が複数のグループに区画されており、行方向に連なるｍ個の升目の個々には１からｍまでの異なる数字を記載すべき行ルールが規定され、且つ、列方向に連なるｍ個の升目の個々には１からｍまでの異なる数字を記載すべき列ルールが規定され、且つ、各グループを構成する升目の個々には１からｍまでの異なる数字を記載すべきグループルールが規定されているものであり、第１行列枠内の所定の升目に、１からｍまでの数字のいずれかが予め記載されており、前記所定の升目以外の残りの升目が解答者により数字を記入される解答用升目として設定されているものであり、前記計算パズル問題Ｃは、ｐ行ｑ列の升目状に分割された第２行列枠を備え、第２行列枠内の所定の升目が解答者により数字を記入される解答用升目として設定されており、解答用升目以外の所定の升目が対角線で２つの三角形に区画され、所定の三角形に、当該所定の三角形と行方向または列方向に連なる解答用升目に正しく記入された自然数を計算して得られる算出数字が、予め記載されているものであり、前記数字列パズル問題Ｂ及び／又は計算パズル問題Ｃが難易度に従って複数並べて掲載されてなる構成にしてある。
【００１４】
また、前記構成において、四則演算問題Ａ、数字列パズル問題Ｂ、計算パズル問題Ｃの順に問題用紙に記載されているものである。
【００１５】
そして、前記した各構成において、四則演算問題群Ａの解答に要する目標解答時間を記入するための目標時間記入欄及び実際の解答に要した時間を記入するための実時間記入欄が問題用紙に記載されているものである。
【００１６】
更に、前記した各構成において、計算パズル問題Ｃの所定の三角形に記載される算出数字は、当該所定の三角形と行方向または列方向に連なる解答用升目に正しく記入された数字を加算して得られる数字であるものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る学習用教材によれば、問題用紙に、複数題の四則演算問題群Ａと、数字列パズル問題Ｂと、計算パズル問題Ｃとが記載されている学習用教材であって、前記数字列パズル問題Ｂは、升目状に分割された第１行列枠を備え、第１行列枠内が複数のグループに区画されており、行ルール、列ルール及びグループルールが規定されているものであり、数字を記入される解答用升目が設定されているものであり、記計算パズル問題Ｃは、升目状の第２行列枠を備え、所定の三角形と行方向または列方向に連なる解答用升目に正しく記入された自然数を計算して得られる算出数字が、予め記載されているものであり、前記数字列パズル問題Ｂ及び／又は計算パズル問題Ｃが難易度に従って複数並べて掲載されてなる構成にしてあるので、思考力や想像力、問題解決能力の飛躍的向上を図ることができ、子供たちの学力を驚異的に伸ばすことが可能な学習用教材の提供を目的とする。
【００１８】
また、四則演算問題Ａ、数字列パズル問題Ｂ、計算パズル問題Ｃの順に問題用紙に記載されている場合は、数字列パズル問題Ｂ及び計算パズル問題Ｃの解答を思考する前に四則演算問題Ａを解くことで、解答者に深い思考への準備をさせることができ、学習用教材による効果をより向上させることができる。
【００１９】
そして、四則演算問題群Ａの解答に要する目標解答時間を記入するための目標時間記入欄及び実際の解答に要した時間を記入するための実時間記入欄が問題用紙に記載されている場合は、解答者自身に目標とする時間を記載させることができるので、解答者に目標解答時間を自分で決めさせ、他人から指示され強制されるのではなく自己の判断で自発的行動をとらせることができる。
【００２０】
更に、前記した各構成において、計算パズル問題Ｃの所定の三角形に記載される算出数字は、当該所定の三角形と行方向または列方向に連なる解答用升目に正しく記入された数字を加算して得られる数字である場合は、問題作成が容易で解答のルールを単純にできるので、高い学習効果を上げることができる。
ことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の最良の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、以下に述べる実施形態は本発明を具体化した一例に過ぎず、本発明の技術的範囲を限定するものでない。ここに、図１は本発明の一実施形態に係る学習用教材の表面図、図２は前記学習用教材の裏面図である。
各図において、この実施形態に係る学習用教材１は、問題用紙２に、複数題の四則演算問題群Ａと、数字列パズル問題Ｂと、計算パズル問題Ｃとが記載されている。
【００２２】
本実施形態においては、図１に示す問題用紙２の表面に四則演算問題群Ａが記載され、図２に示す問題用紙２の裏面に数字列パズル問題Ｂ及び計算パズル問題Ｃがそれぞれ４問ずつ並べて記載され、更に、問題用紙２裏面の上段に数字列パズル問題Ｂが４問、下段に計算パズル問題Ｃが４問記載されている。しかし、四則演算問題群Ａ、数字列パズル問題Ｂ、計算パズル問題Ｃの記載方法はこれに限定されるものでなく、例えば、各問題を３枚の問題用紙にそれぞれ記載するなど他の方法でもよく、数字列パズル問題Ｂ及び計算パズル問題Ｃは１〜３問のいずれかまたは５問以上を問題用紙２に記載してもよい。
【００２３】
図１，２に示すように四則演算問題群Ａ、数字列パズル問題Ｂ、計算パズル問題Ｃを記載することで、四則演算問題群Ａ、数字列パズル問題Ｂ、計算パズル問題Ｃの順に解答者に解答させるよう自然に促すことができ、よって、後述するように学習用教材１の効果が非常に向上することとなる。
【００２４】
四則演算問題群Ａは、図１に示すように、加算、減算、乗算及び除算からなる四則演算問題を複数記載してなるものである。四則演算問題の問題数は特に限定されないが、２５問〜２００問程度であることが好ましく、更に、５０問〜１５０問程度であることがより好ましい。四則演算問題の問題数が２５問より少ない場合には、後述するように、解答者の脳の働きを深い思考へと導入させ、後に数字列パズル問題Ｂ及び計算パズル問題Ｃを解答者に解答させるためにその準備として行わせるには幾分不十分であり、２００問より多い問題数である場合には、問題数が過多となり、後に解答させるべき数字列パズル問題Ｂ及び計算パズル問題Ｃに解答者に取り組ませる前に、その後集中力を継続させられなくなる可能性がある。
【００２５】
四則演算問題群Ａの加算、減算、乗算及び除算の各問題の記載順序は特に限定されず、加算、減算、乗算及び除算の順に規則的に繰り返して記載してもよいが、図１に示すように、加算、減算、乗算及び除算をランダムに混在させて記載することが好ましい。このように加算、減算、乗算及び除算をランダムに混在させて記載することで、解答者に思考の迅速な切り替えを訓練させることができる。
【００２６】
四則演算問題群Ａで扱う数字の大きさは特に限定されないが、例えば２桁の整数といった比較的小さい数字とすることが好ましく、更に、扱う数字の大きさを２０までの自然数とし、各四則演算問題の解答が自然数となるとよう予め調整しておくことがより好ましい。これにより、四則演算問題を比較的簡単なものとすることができ、解答者は容易に正解を得ることができる。この結果、解答者は多量の正解を繰り返すことで自分に自信を持つとともに、自分ができることへの自己暗示をかけることができる。
【００２７】
１枚の問題用紙２に記載された四則演算問題Ａの解答に要する時間として想定されるのは、特に限定されないが、例えば、３０秒〜５分程度が好ましく、更に１分〜３分程度で全問解答できる程度とすることがより好ましい。３０秒より短い場合には上記した理由と同様に、後に数字列パズル問題Ｂ及び計算パズル問題Ｃを解答者に解答させるためにその準備として行うのには不十分であり、５分より長い場合には問題数が過多となり、その後集中力を継続させられなくなるからである。
【００２８】
四則演算問題群Ａの記載された問題用紙２には、四則演算問題群Ａの解答に要する時間として、解答者自信が目標に決定した時間を記入するための目標時間記入欄３と、実際に解答に要した時間を記入するための実時間記入欄４とが記載されている。
【００２９】
図３は、数字列パズル問題Ｂを拡大して示す。数字列パズル問題Ｂは、ｍ行ｍ列の升目状に分割された第１行列枠５を備えており、第１行列枠５内はｍ個の升目６で１グループとなるよう区画ラインＬによりｍ個のグループ７に区画されている。
【００３０】
第１行列枠５を構成する行及び列の数ｍは特に限定されないが、４，６，８，９等である場合には、区画ラインＬによりグループ７を正方形又は長方形に区画できるので、問題のルールを単純にすることができて好ましい。図４（ａ），（Ｂ），（Ｃ）に、行及び列の数ｍがそれぞれ４，６，９である例を示している。図４（ａ），（Ｃ）ではグループを正方形に区画しており、同図（Ｂ）ではグループを長方形に区画している。
【００３１】
数字列パズル問題Ｂは、行ルール、列ルール及びグループルールが規定されている。行ルールとは、行方向に連なるｍ個の升目６の個々に１からｍまでの異なる数字を記載すべきであるというものであり、列ルールとは、列方向に連なるｍ個の升目６の個々に１からｍまでの異なる数字を記載すべきであるというものである。そして、グループルールとは、各グループを構成する升目６の個々には１からｍまでの異なる数字を記載すべきであるというものである。
【００３２】
更に、数字列パズル問題Ｂの第１行列枠５内の所定の升目６ａには、１からｍまでの数字のいずれかが予め記載されており、前記所定の升目６ａ以外の残りの升目が解答者により数字を記入される解答用升目６Ｂとして設定されている。
【００３３】
かかる数字列パズル問題Ｂを作成する際は、図５（ａ）に示すように、まず、第１行列枠５内の升目６を予め数字を記載しておく升目６ａと、解答用升目６ｂとに適当に振り分け、図５（ｂ）に示すように、例えば、解答用升目６ｂのうちの一つである３行１列の解答用升目６ｂを選択し、１〜ｍのうちいずれかの数字として例えば「２」を記入する。次に、図５（ｃ）に示すように、３行１列の解答用升目６ｂに「２」を解答者に解答させるために、例えば、一点鎖線で示した４行に属する升目６のうち、予め数字を記載しておく升目６ａであって、且つ、３行１列の升目６ｂを含むグループ７以外の他のグループ７に属する升目６は図５（ｃ）で黒丸で示す４行４列の升目６ａと、白丸で示す４行５列のどちらかである。このうち、例えば、４行４列の升目６ａを選択した場合には、図５（ｄ）に示すように、４行４列の升目６ａに「２」を記入する。
【００３４】
同様に、行ルール、列ルール及びグループルールに従うよう他の全ての升目６ａ，６ｂに１〜ｍの数字を記入した後、解答用升目６ｂに記載した数字のみを全て削除することで、数字列パズルＢが作成可能である。
【００３５】
数字列パズル問題Ｂは、一枚の問題用紙２に難易度に従って複数セット並べて掲載されている。即ち、例えば、図２に示す問題用紙２では、左端の第１行列枠の数字列パズル問題Ｂが他の３問より若干易しい問題であり、右方に進むに従って左隣に記載された数字列パズル問題Ｂよりほんの僅かずつ難しくなっている。
【００３６】
数字列パズル問題Ｂの難易度は、第１行列枠５の行及び列を構成する升目６の数ｍが小さいほど難易度の低い問題となり、大きいほど難易度が高くなる。また、第１行列枠５内に予め数字が記載されている升目６ａの数が多いほど難易度が低く、逆に少ないほど難易度が高くなる。
【００３７】
図４に示す数字列パズル問題Ｂは各々難易度が異なっている。第１行列枠５の行及び列を構成する升目６の数ｍは、図４（ａ）では４、同図（Ｂ）では６、同図（Ｃ）では９となっており、ｍの数字が大きくなるに従って難易度が高くなっている。また、図４（ａ）と（ｄ）とは第１行列枠５の行及び列を構成する升目６の数ｍが４で同一であるが、同図（ａ）では第１行列枠５内に予め記載されている升目６ａの数が６であり、解答者により数字を記入される解答用升目６Ｂが１０であるのに対し、同図（ｄ）では、第１行列枠５内に予め記載されている升目６ａの数が５であり、解答用升目６Ｂが１１であるため、同図（ｄ）の方が難易度が高くなっている。
【００３８】
更に、第１行列枠５の行及び列を構成する升目６の数ｍ、及び第１行列枠５内に予め記載されている升目６ａの数の双方の条件が同一である場合には、難易度の決定を数字列パズル問題Ｂの問題作成者等が、実際に完成後の数字列パズル問題Ｂについて解答を試み、主観的判断により行うといった方法により調整をする。
【００３９】
数字列パズル問題Ｂは、難易度の低いものから非常に高いものまで僅かずつ異なる問題を大量に作成することが好ましいが、問題作成能力を考慮すると、１０００〜５０００種類程度、より好ましくは２０００〜４０００種類程度とするのが現実的である。そして、作成した難易度の僅かずつ異なる数字列パズル問題Ｂを複数セットまとめ、難易度に従って並べて問題用紙２に記載する。
【００４０】
１回の数字列パズル問題Ｂの解答に費やす時間としては、特に限定されないが、例えば、２０分〜９０分程度が好ましく、更に３０分〜４０分程度で全問正解できる程度とすることがより好ましい。２０分より短い場合には上記した理由と同様に、解答者に忍耐力、自制心を身につけさせるのには短すぎるからである。また、解答者の集中力の継続する限り数字列パズル問題Ｂに取り組ませることが好ましいのであるが、余り長すぎると、例えば夕刻から開始した学習時間が深夜にまで及ぶので問題が生じる。
【００４１】
図６に計算パズル問題Ｃを拡大して示す。計算パズル問題Ｃは、ｐ行ｑ列の複数の升目９からなる第２行列枠８を備えている。計算パズル問題Ｃは第２行列枠８内の所定の升目９が解答者により数字を記入される解答用升目９ａとして設定されており、解答用升目９ａ以外の所定の升目９Ｂが対角線で２つの三角形１０に区画されている。そして、解答用升目９ａ及び対角線で三角形１０に区画された升目９Ｂを除いた残りの升目９Ｃが何も記載されないため塗りつぶされている。
【００４２】
対角線で２つの三角形１０に区画された升目９Ｂのうちの所定の三角形１０ａには、当該所定の三角形１０ａと行方向または列方向に連なる解答用升目９ａに正しく記入された自然数を計算して得られる算出数字が、予め記載されている。対角線で２つの三角形１０に区画された升目９Ｂのうちの所定の三角形１０ａを除いた数字の記載されていない三角形１０Ｂは何も記載されないため塗りつぶされている。
【００４３】
計算パズル問題Ｃの所定の三角形１０ａに予め記載される数字は、当該所定の三角形１０と行方向または列方向に連なる解答用升目９ａに正しく記入された自然数を加算、減算、乗算、除算のいずれの計算により得られる数字であってもよいが、加算して得られる数字であることが好ましい。減算、乗算及び除算である場合には、計算パズル問題Ｃが非常に難易度の高いものとなり、解答及び問題作成が困難となるわりに学習効果が余りみられないのに対し、加算であれば問題作成が容易で解答のルールも単純なため高い学習効果を上げることができる。
【００４４】
かかる計算パズル問題Ｃを作成する際は、まず、第２行列枠８内の升目９を解答用升目９ａと、対角線で２つの三角形１０に区画する升目９ｂと、そして、何も記載されないため塗りつぶされる升目９ｃとのいずれか適当に振り分けた後、所定の三角形１０と行方向または列方向に連なる解答用升目９ａに異なる自然数を適当に記力し、この所定の三角形１０と行方向または列方向に連なる解答用升目９ａに記入された自然数を計算して得られる数字を当該所定の三角形１０に記入する。
【００４５】
このようにして、全ての解答用升目９ａに適当な自然数を記入した後、所定の三角形１０と行方向または列方向に連なる解答用升目９ａに記入された自然数を計算して得られる数字を当該所定の三角形１０ａに記入する。そして、解答用升目９ａに記載した自然数のみを全て削除することで、計算パズル問題Ｃが作成可能である。
【００４６】
計算パズル問題Ｃは、上記した数字列パズル問題Ｂと同様に、一枚の問題用紙２に難易度に従って複数並べて掲載されている。即ち、例えば、図２に示す問題用紙２では、左端の第２行列枠の数字列パズル問題Ｂが他の３問より若干易しい問題であり、右方に進むに従って左隣に記載された数字列パズル問題Ｂよりほんの僅かずつ難しくなっている。
【００４７】
計算パズル問題Ｃの難易度は、第２行列枠８の行を構成する升目９の数ｐ又は列を構成する升目９の数ｑが小さいほど難易度の低い問題となり、大きいほど難易度が高くなる。また、第２行列枠８内の升目９のうち、対角線で区画され、予め数字が記載されている三角形１０と行方向または列方向に連なる解答用升目９ａの数が少ない程難易度が低く、逆に多いほど難易度が高くなる。
【００４８】
図７に、難易度の異なる３種類の計算パズル問題Ｃを示している。図７（ａ）は第２行列枠８が７行７列に分割され、同図（Ｂ）は第２行列枠８が８行８列に分割され、同図（Ｃ）では第２行列枠８が８行１０列に分割されている。このように、第２行列枠８を行方向又は列方向に分割する数ｐ，ｑが大きくなるに従って難易度が高くなっている。
【００４９】
また、例えば図６において、５行７列目の升目Ｓを解答用升目９ａとした場合と、塗りつぶした升目９Ｃとした場合とを比較すると、塗りつぶした升目９Ｃである場合には４行７列の予め「４」の数字が記載されている三角形Ｔについて列方向に連なる５行７列の解答用升目Ｕの数が１個となり解答用升目Ｕに記入する数字が「４」に確定する。これに対し、５行７列目の升目Ｓを解答用升目９ａとした場合には、４行７列の予め「４」の数字が記載されている三角形Ｔについて列方向に連なる５行７列の解答用升目Ｕ及び６行７列の解答用升目Ｓの数が２個となり解答用升目Ｕ，Ｓに記入する数字が「４」に確定しない。よって、予め数字が記載されている三角形Ｔと列方向に連なる解答用升目Ｕ，Ｓの数が少ない程難易度が低く、逆に多いほど難易度が高くなる。
【００５０】
更に、第２行列枠８を行方向又は列方向に分割する升目の数ｐ，ｑが同一で、且つ、第２行列枠８内の升目９のうち、対角線で区画され、予め数字が記載されている三角形１０の数が同一である場合には、数字列パズル問題Ｂと同様、計算パズル問題Ｃの難易度の決定を問題作成者等が、実際に完成後の計算パズル問題Ｃについて解答を試み、主観的判断により行うといった方法により調整を行う。
【００５１】
計算パズル問題Ｃの難易度の種類は、数字列パズル問題Ｂと同様に難易度の低いものから非常に高いものまで大量にあることが好ましいが、現実的には１０００〜５０００種類程度、より好ましくは２０００〜４０００種類程度であると考える。
【００５２】
１回の数字列パズル問題Ｃの解答に費やす時間としては、特に限定されないが、例えば、２０分〜９０分程度が好ましく、更に４０分〜７０分程度で全問解答できる程度とすることがより好ましい。２０分より短い場合には閃き、直感力を鍛えるためには短すぎ、８０分より、また、数字列パズル問題Ｂと同様に、解答者の集中力の継続する限り計算パズル問題Ｃに取り組ませることが好ましいのであるが、余り長すぎると、例えば、学習場所からの子供たちの帰宅時間が深夜になってしまう。
【００５３】
引続き、本実施形態に係る学習用教材１の使用方法につき、以下に説明する。
学習用教材１を用いて学習を行う方法は、特に限定されず、一度に複数の問題用紙２を連続して長時間かけ解答させるといった方法でもよいが、週に１回乃至２回程度、問題用紙を１枚乃至２枚程度について２時間〜３時間程度かけて学習者に解答させるといった方法により行うことが好ましい。
【００５４】
週に１回乃至２回程度とすることで、子供たちに定期的に繰り返し同種の思考訓練を行わせることができ、これを長期間継続して行うことで自信、達成感、忍耐力、自制心、判断力、決断力を養わせることができる。また、１回の学習で問題用紙を１枚乃至３枚程度について２〜３時間かけて学習者に解答させることで、実際上、子供たちが放課後学習に取り組める制限時間内に終了できる。
【００５５】
問題の解答順序は、まず、四則演算問題郡Ａを短時間で解答させ、次に、数字列パズル問題Ｂ、そして、計算パズル問題Ｃの順に解答させることが好ましい。また、解答者には、学習指導者から各問題の解答、ヒント、考え方等をほとんど教えないことが好ましく、更に、全く教えないことがより好ましい。問題に関し学習指導者からヒント等を教えないことにより、解答者は問題を解けないことに対し苛立ちを覚え、解答者の脳がチリチリするような状態となる。
【００５６】
脳科学では、このような解答者が問題を解けないことに対し苛立ちを覚え、解答者の脳がチリチリするような状態を「チリチリ現象」と定義している。そして、一生懸命考えていた問題の解答がやっとわかった瞬間に解答者は「これだ！」「わかった！」という強い感情を抱くことなり、何だか満たさせたような気分になって喜びを感じる。脳科学ではこのような解答者の「これだ！」「わかった！」「やった！」「できた！」というような強いうれしさの感情や、何だか満たさせたような状態を「アハ体験」と定義している。
【００５７】
更に、脳科学の研究においては、平常時とこの「アハ体験」をした時とを比較すると、人間の脳については明確に異なる反応を示すことが明らかとなっている。「アハ体験」に要する時間は約０．１秒という非常に短い時間であるが、この間解答者には驚くほど集中的な神経細胞の活動が脳内で生じ、「嬉しいこと」（報酬）を表現する脳内の神経伝達物質であるドーパミンがタイミングよく放出されている。この神経細胞の一斉活動とドーパミンの放出こそが「アハ体験」の「わかった！」という感覚の正体であり、これはまさしく閃きの瞬間のメカニズムそのものである。
【００５８】
即ち、脳科学においてドーパミンは神経伝達物質のひとつであり、「快感」を生み出す脳内物質として知られており、このドーパミンの分泌量が多ければ多いほど、人間は大きな快感・喜びを感じることが解明されている。そして、脳科学では、人間の脳はドーパミンが分泌されたとき、どんな行動をとったかを克明に記憶し、ことある毎にその快感を再現しようとするとされており、もっと効率的にドーパミンを分泌させるため、つまり快感を得るために、人間の脳内では神経細胞（ニューロン）が繋ぎ変わり、新しいシナプス（神経回路網）が生まれるとされている。そのため、快感を生み出す行動が次第に癖になり、同じ快感が得られる行動を２回、３回と繰り替えし続けていくたびに、その行動が上達していくのであることが判明している。
【００５９】
特に、数字列パズルＢ及び／又は計算パズルＣを解答する際に試行錯誤を経ることで解答者の脳内に強固なシナプスが形成され、やがて一つの行動に練達していくとされる。脳科学ではこのように、試行錯誤を経ることで解答者の脳内に強固なシナプスが形成され、やがて一つの行動に練達していくことを「強化学習」と定義している。解答者の脳を活かし、学力を飛躍的に向上させるには、学習用教材１を繰り返し解答することで「強化学習」のサイクルを回すことが重要である。
【００６０】
加えて、脳科学では、人間が閃くことと、学習することとは密接に結びついていると考えられており、例えば、数というものを最初に理解したとき、或いは文字というものを最初に認識したとき、誰もがその瞬間に閃いていると考えられている。「あ、そうか！」と分かった瞬間が閃きであり、その瞬間の閃いた感じをたいていの人は忘れてしまうが、誰もが学習を通じて無数の閃きを繰り返してきているのである。
【００６１】
現代の脳科学には、「一発学習」と呼ばれる概念があり、この「一発学習」というのは、一度それを理解すると絶対忘れないような脳内回路の繋ぎかえであるとされる。なぞなぞやパズル、いわゆる「アハピクチャー」と呼ばれる絵等の答え等が、一度分かってしまえばもうそれを忘れることはなく、そのようなものを「一発学習」と定義している。
【００６２】
脳科学においては、「認知的学習」つまり言葉で表すことの出来る学習は、特に閃きを必要とし、これに対し、スポーツなどの運動学習は別の脳の働きを必要とするとされる。体をどうやって動かせばよいかを学ぶのは小脳が関与する「手続き記憶」であり、これと「認知的学習」のメカニズムとは異なり、「認知的学習」には基本的に小さい閃きが不可欠である。
【００６３】
一般に、学習というと、知識をいかに頭に詰め込むかが勝負であると勘違いする人も多いが、脳科学では学習とは外の情報をそのまま取り入れることではなく、どんな学習でも能動的に気付く、つまり閃くというプロセスを経ないと定着しないとされている。詰め込み教育が往々にして飛躍的学力向上の効果を期待できない理由はこのためであり、解答者が自分で「気付く」「閃く」というプロセスを通した方が、学力の向上にとって非常に効率よく解答者の創造性を高めることができるのである。
【００６４】
また、解答者が、判らない問題をじっくり考えている間は、脳がよく使われている状態で、易しい問題を簡単に解答する際には得られない脳の活性化が実現されている。実際のところあることを考え続けるその過程は苦しいこともあるかもしれない。しかし、簡単には解答できない問題について解答を閃いた際には、解答者の脳において多量のドーパミンが放出され、解答者は大きな喜びを感じるのである。
【００６５】
人間が快楽を感じるとき脳のなかでは大脳辺縁系にある感情のシステムが活性化しており、とりわけドーパミンを中心とする脳にとってうれしいことを処理するシステムである報酬系において、神経伝達物質が放出される。脳科学の最近の研究によれば、閃きの瞬間、この報酬系が活性化することが証明されている。つまり、閃きはとても気持ちのいいことなのである。
【００６６】
上述したように、解答者の脳でドーパミンが多く放出され、快感を得ると、人間は同じ快感を得ようと再び同じ行動をとりたくなる。そして、再び判らない問題に挑戦し、じっくり思考することで解答できるようになり、この結果、思考力や想像力、問題解決能力がどんどん向上していく。また、問題に正解できたとき、学習指導者等から褒められることで再度ドーパミンが放出され快感を得る。そして、再び判らない問題に挑戦するという状態を繰り返すこととなり、子供たちの思考力、想像力、問題解決能力を驚異的に伸ばすことが可能となる。
【００６７】
従って、「チリチリ現象」により解答者は忍耐力、自制心を養え、更に必要な機会を見極める判断力、決断力を身につけることができ、その後解答を閃いた際に「アハ体験」をすることで自信、達成感、満足感を得ることができ、自己の能力を飛躍的に向上させることができる。
【００６８】
加えて、本実施形態に係る学習用教材１は、数字列パズル問題Ｂ及び／又は計算パズル問題Ｃが難易度に従って複数セット並べて掲載されているので、解答者のレベルに応じ、僅かに難易度の高い複数の数字列パズル問題Ｂ及び／又は計算パズル問題Ｃを順に解答者に解答させていくことができる。
【００６９】
このように、脳科学では、偶有性のバランスがとれた問題に挑戦しているときは、脳の活性化が常に実現されている状態とすることができるとされ、解答者に適正な難易度の問題に挑戦させ、解答させることで大量のドーパミンを放出させることができることとなる。そして、解答者は思考スピードが飛躍的に速まるとともに、解答者の集中力が高められ、数字列パズル問題Ｂを解答するために継続して集中できる時間が飛躍的に長くなっていく。
【００７０】
数字列パズル問題Ｂ、計算パズル問題Ｃの前に四則演算問題群Ａを解答して準備を整えることにより、その後の数字列パズル問題Ｂ、計算パズル問題Ｃにおいて集中力を高めることができる。また、四則演算問題群Ａでは、問題を複数回正解するという具体的体験をすることとなり、これにより集中力が高まり、後に挑戦する数字列パズル問題Ｂ及び計算パズル問題Ｃの解答の際、解答者に実際の能力以上の能力を発揮させることができる。
【００７１】
四則演算問題群Ａの記載された問題用紙２には、四則演算問題群Ａの解答者自信が目標とする時間を記入するための目標時間記入欄３と、実際に解答に要した時間を記入するための実時間記入欄４とが記載されているので、解答者に目標解答時間を自分で決めさせ、自分で記入させるよう促すことができ、他人から指示され、強制されるのではなく自己の判断で自発的行動をとらせることができる。
【００７２】
この結果、解答者には記入した目標解答時間内に解答しようとする意欲が芽生えるので、他人に強制的にやらされる場合よりも四則演算問題群Ａに集中させ、全力で取り組ませることができる。そして、実時間記入欄４に実際にかかった時間を記入させることで目標とした解答時間と実際に解答に要した時間とを容易に比較させることができ、目標が達成できたのかどうか視覚的に確認することができる。
【００７３】
そして、多量の問題を短時間のうちに解くことで、解答者に周囲の雑音など無視して夢中にさせることができ、非常に高い集中力を身につけさせることができる。加えて、解答者が、自発的に又は学習指導者からの指導によって、目標時間を少しずつ短くしていった場合には、解答者の脳が活性化するよう常に負荷をかけていくことができる。
【００７４】
数字列パズル問題Ｂ及び／又は数字列パズル問題Ｃを正解した者には「天才」の掛け声を掛けてあげ、解答者と目を合わせて褒め、嬉しいという感情を盛り上げてあげることが好ましい。褒めることで解答者の脳でドーパミンが多量に放出され、自信、プライド、やる気や喜び等を最大限に高めさせることができ、子供の目を輝かせることができる。
【００７５】
また、数字列パズル問題Ｂ及び／又は数字列パズル問題Ｃの解答が間違っていた場合であっても、問題用紙２に×印等の誤りであることの印をつけないことが好ましい。そして、何度でもやり直しを許可することが好ましい。これにより、正解できるまで何度でも問題に挑戦させ、諦めないことの重要性を意識させることができ、正解できたときには達成感を味合わせることができる。
【００７６】
クロスワードパズル等の文字列パズルに比較して、数字列パズル問題Ｂや計算パズル問題Ｃ等のように数字を扱うパズル問題を学習用教材１に用いることにより、解答者の脳への刺激を与えることができ、解答者はもっと問題を解いてみたい気持ちにさせることができる。
【００７７】
本実施形態に係る学習用教材１を通常の新たな知識を習得していく学習と組み合わせることによって、子供たちの学力を驚異的に伸ばすことが可能となる。
【００７８】
学習用教材１を定期的に繰り返し解答した結果、小学３年生の子供が略４時間の連続して学習用教材１に問題なく取り組むことができた。この子が略４時間集中している間に本人にとっては、時間が経過しないように感じたと感想を述べている。また、学習用教材１を通常の新たな知識を習得していく学習と組み合わせた結果、約９０％の解答者において成績向上がみられ、このうち、３ヶ月よりやや短い程度の学習用教材１への取り組みで偏差値が１９も上昇した子供も存在した。更に、学習用教材１を６ヶ月〜２年の間、定期的に繰り返し解答した解答者の私立中学の合格率は１００％であった。
【００７９】
このような驚異的な学力向上に加え、学習用教材１は、思考力、想像力を養うことができるので、心の安定や人間力の向上にも役立たせることができる。
【実施例】
【００８０】
小学１年生〜中学３年生の子供２７人に対し、１週間に１回、一回あたり９０分間として９週間に亘り、問題用紙の表面に１００問の四則演算問題群Ａ、裏面上段に４問の数字列パズル問題Ｂ、裏面下段に４問の数字列パズル問題Ｃを掲載した学習用教材を１〜２枚解答させ、追加的に簡単な知識を問う問題を別の問題用紙に１〜２問掲載し解答させた。学習用教材１の解答は、四則演算問題群Ａ、数字列パズル問題Ｂ及び計算パズル問題Ｃの順に行うよう支持し、解答に費やす時間を、四則演算問題群Ａは約３〜５分、数字列パズル問題Ｂは３０分〜４０分、計算パズル問題Ｃは約４０〜５０分、簡単な知識を問う問題を９０分うちの学習用教材解答後の残りの時間を当てた。尚、９０分の間に休憩時間は設けず、継続して学習させた。
【００８１】
上記条件で学習用教材に取り組んだ全解答者がそれぞれの小学校で受けたテストの点数について、学習用教材に取り組む前の学年と学習用教材に取り組んだ学年と比較を行った。結果を図８に示す。図８より、全解答者の１５％が全学年に比べ、得点がとても上がっており、５０％が少し上がっていた。よって、全体の６５％が小学校で受けたテストの得点について得点が上がっていることがわかった。これに対し、テストの得点が下がった者はいないという結果が得られた。
【００８２】
図８に示すグラフで点数がとても上がった及び少し上がったと回答した者について、どの科目の得点が上がったのか複式解答により集計した。結果を図９に示す。図９より、算数の点数が上がったが５７％であり、次いで国語の点数が上がったが３３％であった。
【００８３】
上記解答者のそれぞれの小学校で受けたテストの点数についての学習用教材に取り組む前の学年と学習用教材に取り組んだ学年との比較において、得点が何点変化したのかの集計を行った。結果を図１０に示す。図１０より、２０点以上点数が上がった者が１１％もおり、１５〜２０点点数が上がった者が６％、５〜１０点上がった者が３３％いることが分かった。
【００８４】
上記全解答者について、学習用教材に取り組む前と後とで実感していることを複数回答可能として集計した。結果を図１１に示す。図１１より、「集中力がついた。」「よく考えるようになった。」「丁寧に問題を読むようになった。」「小さなミスをしなくなった。」等について多数者が実感していることが分かった。図１１の「その他」に含まれる実感は、「テストで１００点が多くなった。」「長時間勉強していられるようになった。」「５年生になってから算数のテストが連続して１００点である。」「計算が速くなったと人から言われる。」「将棋が上手くなったと言われる。」「学校でクラスのほとんどが解くことができなかった算数の問題を正解して褒められた。」「余り怒らなくなり、我慢できるようになった。」「６年生になってからのテストは全て１００点である。」等の回答が得られた。
【００８５】
上記条件で学習用教材に取り組んだ５人の子供が４月〜１２月の間にそれぞれ複数回学習塾において受けたテストの得点及び偏差値を図１２（ａ）〜（ｅ）に示す。これらより、いずれの子供の驚異的に偏差値が上がっていることが分かる。
【００８６】
本実施例において追加的に簡単な知識を問う問題は、ごく簡単な内容のものであり、これによる解答者の学力向上の影響はほとんどないと考えられる。ただし、自分の子に何らかの知識を習得させるよう指導してもらいたい願う保護者に対しては、かかる簡単な知識を問う問題を解答させることで保護者に対する説得力があると考える。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明の一実施形態に係る学習用教材の表面図である。
【図２】前記学習用教材の裏面図である。
【図３】前記学習用教材の数字列パズル問題Ｂの拡大図である。
【図４】前記学習用教材の数字列パズル問題Ｂの難易度を比較した図である。
【図５】前記学習用教材の数字列パズル問題Ｂの作製方法を示す図である。
【図６】前記学習用教材の計算パズル問題Ｃの拡大図である。
【図７】前記学習用教材の計算パズル問題Ｃの難易度を比較した図である。
【図８】前記学習用教材に取り組んだ者のテストの点数の変化を示す図である。
【図９】前記学習用教材に取り組んだ者の教科別のテストの点数変化を示す図である。
【図１０】前記学習用教材に取り組んだ者のテストの点数変化を示す図である。
【図１１】前記学習用教材に取り組んだ者の学習後の実感を示す図である。
【図１２】前記学習用教材に取り組んだ者の個別の得点及び偏差値の変化を示す図である。
【符号の説明】
【００８８】
１    学習用教材
２    問題用紙
３    目標時間記入欄
４    実時間記入欄
５    第１行列枠
６    数字列パズル問題Ｂの升目
６ａ  数字列パズル問題Ｂの解答用升目
７    グループ
８    第２行列枠
９，Ｓ，Ｔ，Ｕ    計算パズル問題Ｃの升目
９ａ  計算パズル問題Ｃの解答用升目
１０  三角形
Ａ  四則演算問題群
Ｂ  数字列パズル問題
Ｃ  計算パズル問題
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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