理系学生の高校での理科学習の実態と大学への接続
大久保敦，三上 真人(山口大学）

山口大学工学部機械工学科では1年次前期に開講される学科共通科目「基礎物理学I」の最初の授業において，「物理基礎力テスト」と「数学基礎力テスト」を実施している。2002年度にアドミッションセンターと共同で,特に高校から大学入学初年度にかけての理科や数学の学習状況を把握することを目的として，基礎力テストと連動したアンケート調査を実施した。本稿では自然科学や理科の授業に対する意識，自然科学や理科の授業に対する意識，高校の物理授業の内容，および物理基礎力テストの解答自己分析についての結果を紹介するとともに，これらの結果を基に理系高校生の大学への接続について考察を行った。
2．調査方法1．はじめに

山口大学工学部では,1999年に工学部全教

調査は平成14年度工学部機械工学科1年官に意識調査を行ったところ，学生の意欲欠生（留学生1名を除く）83名を対象とし，全如，あるいは基礎知識不足や学力の個人差拡員から回答を得た。まず，基礎物理学Iの第大などを多くの教官が感じ，また指導上支障1回授業（平成14年4月11日）で次に示すをきたしていることが判明した。これを受け物理基礎力テストおよび数学基礎力テストをて，工学部各学科では入学者受け入れの改善実施した。

を開始した。機械工学科でも対策を講ずるに【物理基礎力テスト10分】

当たり，ほとんどの教官が学生の入学時の状①運動の三法則，②簡単な運動方程式,③

況を全く把握していない反省から，学生の入つり合い，④作用反作用，⑤バネの特性

学時の高校物理と数学の基礎的な知識や理解⑥フックの法則，⑦静止摩擦，⑧動摩擦，がどの程度であるかを把握し講義に反映させ⑨力学的エネルギー保存則 ⑩保存力の理ること，および受講に必要な基礎知識を学生解に認識させるために，1年次前期に開講されI数学基礎力テスト15分】

る学科共通科目「基礎物理学I」の最初の授①行列の和・積・逆行列，②極限 ③導関業において，次章に示す内容の「物理基礎力数，④不定積分，⑤定積分，⑥置換積分，テスト」と「数学基礎力テスト」を実施した。

⑦部分定積分，⑧微分式

その後2001年度まで,これらの基礎テスト，その後，第2回授業（4月18日）でテス

中間テスト，期末テスト，あるいは課題やレトの解答結果について解説を行ったのち，アポートの内容分析などから，入学時の状況やンケート方式で調査を行った。調査項目は次その後の変化を把握し，入学後の対応を改善の通りである。

①基礎力テスト物理の各解答結果に対するしてきた｡2002年度にはアドミッションセン
ターと共同で，特に高校から大学入学初年度

自己分析（各10問）②基礎力テスト数学の各解答結果に対するにかけての状況を把握するために，基礎力テストと連動したアンケート調査を実施した。

自己分析（各8問）③入試の自己評価,大学の志望順位,大学・本稿ではこのうち特に理科学習に絞って報告

学部・学科の選択理由，満足度，将来のを行う。

－43－

大学入試研究ジャーナル第14号

高校物理IBおよび物理Ⅱの5つの段階に分進路など（9項目）

けて，それぞれ理科や物理の授業をどのよう③自然科学に対する意識，小学校低学年，同高学年，および中学校での理科の授業に思ったかを質問した。その結果「おもしろに対する意識（4項目）

い」と「内容によってはおもしろい」を合わ⑤高校で履修した理科の各科目についてせた回答は，小学校低学年から中学校までほ（履修単位数，授業の感想，履修理由，ぼ80％と高い割合で一定であるが，高校物理授業の方法，実験実習の実施状況の5項

IBでは約70% ,さらに物理Ⅱでは約59%目）へと減少した。一方，はっきり「おもしろくない」とする回答は小学校～中学校を通して⑥高校で行った力学実験の実施項目および数％,高校で増加し物理Ⅱでは13％となるが，物理に対する意識（2項目）⑦小学校低学年，同高学年および中学校でここで「普通」と「おもしろくない」を合わの算数・数学の授業に対する意識（3項

せた回答に注目すると,高校物理IBで3割，目）

物理Ⅱでは4割の学生が少なくとも「おもしろい」と感じていない。

⑧高校で履修した数学の各科目について以上をまとめると，理系学部であっても自（履修単位数，授業の感想，履修理由の3

然科学に「興味がない」が2割項目）

また学部教育の基礎となる物理に「興味がない」と回答
3．調査結果した学生が，少数であるが入学していること

3.1自然科学や理科の授業に対する意識がわかった。理科の授業については，一般に3.1.1自然科学に対する興味（図1）

言われるように小学校高学年での理科離れは「自然科学についてどのように思います

見られず，中学まで多くの学生が理科の授業か」の質問に対して「小学校から今まで興味を「おもしろい」と感じている。一方，高校がある」と「今のみ興味があるjを合わせるの物理ではその割合が下がり，特に物理Ⅱでと，70％の学生が自然科学に興味が現在あるは4割の学生が「おもしろい」と感じていなと回答している。一方，「小学校の時のみ」といことが半|｣明した。

「小学校から今までない」とを合わせた23％

3.2自然科学や理科の授業に対する意識の学生が理系学部でありながら自然科学に現3.2.1理科の履修科目在興味がないと回答している。

普通科出身者では，物理未履修者1名を除

3.1.2物理に対する興味（図2）くと，高校での理科の履修科目は物理IB･「物理についてどのように思いますか」のⅡと化学IB･Ⅱの組合せを基本としている。

質問に対して「興味があり計算問題も得意」

このことは，次の履修分野が2分野のものがと「興味があるが計算問題は不得意」を合わ圧倒的に多いことに関係する。

せた物理に興味を持つ学生は，自然科学の3.2.2理科の履修分野と科目（図4）70％より増えて89％にのぼる。一方，計算の全体として77％の学生が2分野(一名を除

得意・不得意を問わず，物理に興味を持たな

き全て物理・化学)，19.4％が3分野で，4分い学生が6％存在することも半|｣明した。

野以上は3.6％であった。出身学科別では，

3-1 3

普通科は2分野61名(73.5%),

小中学校理科および高校物理の授業

3分野14名（16.9％)，4分野以上2名（2 4％）であに対する意識（図3）るのに対し，理数科・総合学科では2分野の小学校低学年（1年生～3年生）理科，同者はなく，3分野が3名と4分野以上が2名高学年（4年生～6年生)理科，中学校理科，－44－

理系学生の高校での理科学習の実態と大学への接続

7％

蕊17=翻迩く忽鰯

正41％

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マ､亀遜 …
69％

6％

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国今のみある■ずっとない口興味あり･計算得意
圏興味あり,計算不得意
画興味なし･計算得意■興味なし･計算不得意
回勉強していないので不明画その他

国その他

図1

図2 物理についてどのように思うか(n=83)

自然科学に対する興味(n=83)

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０６

高校物理ロ(70人）

０５

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０４

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０３

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小学高学年理科
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Bおもしろい g内容によっておもしろい ロ普通 ■おもしろくない 画その他

図3、

図4 高校での理科履修分野の状況(n=8 3)

理科の授業に対する意識(n=8 3)

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物理、(71人）

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実験番号

ロ教科書に忠実 ■受験対策中心 回実験実習中心 画その他

図7

高校物理科目の選択理由

０60％

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0％

100％

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物理Ⅱ(74人）｜’80％

ロ先生が好き０’60％B受験科目で必要高校での物理単位修得の状況(n=8 3)’

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内、普通科ロ理数科 ■エ集科

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物理1日76人）■実施 画未実施

図8

高校物理の授業内容－45－

高校物理力学分野実験別実施率(n=7 9)

大学入試研究ジャーナル第14号

それぞれ存在する。また，工業科では2名と3．3．3実験。実習の実態（図8）も2分野のみであった。

前述のように実験・実習中心の授業は，ほ3 2．3物理の履修単位数（図5）

とんど行われていない実態が浮かび上がって物理IBと物理Ⅱを標準単位で履修するときたが，実際に授業の中で実験がどの程度実合計6単位になる。未履修者1名を除くと，施されているかを，力学の内容に絞って教科

物理の合計履修単位は6単位未満1名，6単書に掲載されている物理実験を9項目（1重位11名，6単位以上70名となり，多くの学心の測定,2摩擦係数の測定,3乗物や落体の校で標準単位数を超え単位増（最大4単位増運動の観察や測定，4記録タイマーやストロの合計10単位）していることが判明した。

ボ装置や力学台車を用いた運動の三法則の測6単位以下というのは，工業高校出身者で物定，5衝突。分裂の実験，6反発係数の実験，理IB4単位のみの履修である。

7斜面。輪軸等による仕事の原理についての以上をまとめると，機械工学科に入学した

実験8単振り子の運動測定，9弾性衝突の実

学生の高校での理科の履修状況は，物理・化験，10その他）選び，それぞれ実施・未実施学の2分野のみを標準単位数より多い単位数で学習している者が圧倒的に多い。また物理を質問した。実験番号1，2，3，5，6，7，9
は実施率20％台を超えなかった。唯一，実施を全く履修していない者は1名のみである。

率60％を超えた実験番号4は,運動の三法則

工業高校出身者2名は共に物理IBを履修し，を力学台車などで測定する高校物理では非常

うち1名は物理Ⅱまで履修している。物理にに一般的な実験である。しかし，この実施率関しては履修･未履修の問題は非常に少なく，履修単位から判断すると，むしろ物理の授業は裏を返すと，理科系の学生にもかかわらず4割近い学生がこのような基本的な実験さえを受ける機会はかなり確保されていると思わも経験していないということを示している。

れる。

理科では興味関心を喚起し，また自然科学

3.3高校の物理授業に対する理解を深めたり，科学的な自然観を3 3 1物理選択の理由（図6）育成するために実験や観察が欠かせない。し科目選択理由に「興味がある」や「先生がかし，前述のように高校での物理授業の時間好きで」などを合わせた，能動的な理由で科数はかなり確保されているにもかかわらず，目選択を行った者は物理IB,Ⅱともに3割

その授業の中身は教科書を中心とした展開で強にとどまり，一方「先生の勧め」「受験科目行われていること。さらに受験対策を中心とで必要｣「コースを選択すると自動的に履修科した授業が行われ，物理Ⅱでは3分の1近く目が決まる」などを合わせた，受動的な理由にのぼること。実験を取り入れた授業が，一で科目選択を行った者は物理IB,Ⅱともに部の学生を除くとあまり行われていないことほぼ6割に達した。などが判明し，本来あるべき理科の授業とは3.3.2授業内容（図7）異なる状況が浮かび上がる。また，科目選択

授業内容が「教科書に忠実」と回答した者

も2分野に限られ，さらに受動的な理由をあが一番多いが,物理IBで66 7%だったのが，げるものが目立ち，受験シフト現象（荒牧・物理Ⅱでは568％へ減少し，その反対に「受山村2002）が顕著に現れていると言えよう。

験対策中心」という回答が物理IBで20.0%

従って以上のことは，中学まで授業を「おもから，物理Ⅱでは32 4％へ増加している。ましろい」と感ずる学生が8割を超えていたのた，「実験･実習中心」という授業は共に1 3％が，高校物理でその割合が減少することと，とわずかであった。

少なからず連動していると考えられる。

－46－

理系学生の商校での理科学習の実態と大学への接続
100％

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一b習って理鯛したが閣辺えた

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一⑧雷っていないが理解でき解答できた

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図10

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物理基礎力テスト問題別自己分析(推薫入学者6名）

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図11

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図12

物理学基礎力テスト問題別自己分析(後期入学者21名）

物理基礎力テスト問題別自己分析(AO入学者7名）

3.4物理基礎力テストの回答自己分析

学習者」は1名のみであるので，「知らない」

3.4.1全体的特徴と「習ったかどうか忘れた」とした学生のほ

テストの正解・不正解では，「既学習者」ととんどは「未定着者」または「未理解者」で「未学習者｣，あるいは｢既学習者｣の中で｢理あると判断される。

解者」と「未理解者｣，さらに「理解者」の中3.4.2選抜方法別特徴（図9～12）

で「定着者」と「未定着者」を判別すること

前期日程入学者では「理解者」は後期日程はなかなか難しい。もちろん回答の内容を分入学者についで多いが，全問題にわたり「習析することにより，これらを間接的に判別すったが理解できなかった」や「知らない」がることはある程度可能である。本調査では回みられることから，数は少ないが｢未理解者」

答内容を自己分析してもらい，直接的な資料の存在が特徴である。後期日程入学者では全を基にこれらを判別することを試みた。その問にわたり「習って理解し回答できた」が他

結果，不正解の中で，「習ったが理解できず」の選抜よりも目立ち，「定着者」が多い。推繭という｢未理解者｣は3～8％であった｡一方，入試（6名）とA○入試（7名）は標本数が「習って理解したが間違えた」と「習って理少なく一人の回答結果が及ぼす影響が大きい

解したが忘れた」を合わせた｢未定着者」は，ので決定的なことは述べることはできないが，おおよそ各問題とも40～60％(問題1では約おおよそ次のような傾向が認められる。推薦80％）と，かなりの割合存在することが判明

入学者は問題により「定着者」「未理解者」のした｡なお,83名中物理を履修していない｢未割合の変化が激しいことから，知識や理解の－47－

大学入試研究ジャーナル第14号

偏りが予想される。その傾向がA○入試入学の指摘があり，調査書評定と入学後の学業成者ではさらに顕著である。

績との関係を一概に論ずるには問題がある。

しかし,物理評定平均3．5以下の学生のうち，4．高校や学生の実態を踏まえた入学者受け中間テストで40点以上の学生が未修得率入れ0％であるのに対し,40点以下では実に45％4.1初期教育における習熟度別クラス編成にのぼることが判明した。入学後2ヶ月目の物理基礎力テストの解答自己分析の結果か中間テストのつまずきが期末テストや，さらら，「未学習者」や「未理解者」は存在するがに後期の連動する科目の期末テストまで影響その割合は少ないことが判明した｡もちろん，を及ぼしている実態が浮かび上がった。これ

これらの学生に対しては，相応の対応を施さらのことから，初年度，特に入学後2ヶ月間なければならいが，注目すべきは「未定着者」の学生動向の把握とそれに基づいた支援体制である。山口大学大学教育センターでも平成作りが必要である。

15年度より理系学生全員に対して数学･理科

4.3補習教育と接続のプレースメントテストを実施し，成績によ調査結果から,機械工学科入学者の高校でり入門クラスの受講者を決定する体制を開始の理科学習は,いろいろな意味で受験の影響したが，このような「未定着者」の中には，を受けていると判断される。高校理科（文部入門コースの受講はかえって学習意欲を殺ぎ省1999）では，知識的な理解だけでなく，科かねない学生も存在するものと予想される。

学的に探求する能力や態度あるいは科学的自従って，可能であれば「未学習者と未理解者然観の育成を目標としている。従って，大学クラス｣，「未定着者クラス｣，「定着者クラス」

で「何を｣，「どのよう」に補うかという事にの3段階に習熟度別クラス分けをし，さらについては，これらの視点も含めて考えること途中の状況によりクラス変更が可能とする対が必要である。以上，対処療法的な対応を述応が必要であろう。実際「未定着者」の入学べてきたが，一部の普通科，理数科および総後の定期試験の素点を追跡すると》ほとんど合学科では，理科3分野以上の履修や実験・の学生は合格点をクリアーしている。なお，実習を重視した授業が展開されていることも選抜方法ごとに傾向が認められることから，事実である。根本的には，高校の授業が受験さらに継続して調査することが必要である。

シフト（荒牧・山村2002）に陥らない大学へ

4.2入学初期の支援体制の必要性の接続の仕組みを，高大間で連携を取りなが基礎物理学Iの評点が基準点（60点）に達ら探ることが必要である。

せず，単位を修得できなかった学生（11名）には次のような特徴が見られた。つまり，入文献学後2ヶ月目に実施された中間テストで既に荒牧草平・山村滋，2002,「多様化政策下におつまずいていること。次に，これらの未修得ける普通科高校教育課程の実証的研究｣『大者のうち1名を除くと，後期に開講される関学入試センター研究紀要』31:11-28．

連科目（工業物理学）の単位を落としている

南一郎・野尻洋一・越田豊2000,「学内成こと。さらに，これら未修得者のうち3名を績と入試成績および高校調査書」『大学除いた者は，高校物理の評定平均が35以下

入試研究ジャーナル』10:41-48‐であった。高校調査書の評定に関しては，最近では南・野尻・越田

文部省，1999,『高等学校学習指導要領』大蔵（2000）の報告にあ省印刷局388

るように，学校ごとに評価基準が異なるなど－48－