小学校総合的な学習の時間を通して育てたい論理的思考力の研究
田布施町立麻郷小学校
教諭
１

研究の意図

２

現在実施されている教育課程の中心的な課

淺

海

範

明

研究の内容

(1) 問題解決能力と論理的思考力の関係

題は、「生きる力」の育成である。その具体策

論理的思考力が問題解決能力を支えているの一つとして総合的な学習の時間が創設されことを示す例には、以下のようなものがある。

た。しかし、総合的な学習の時間に行われて例えば、環境問題の学習で海岸に打ち上げきた問題解決的な学習が、確かな学力の育成

られたごみから環境に対する問題意識をもたに結びついていないとの指摘があった。平成

せ、学習課題を設定させようとする場合、集15 年 12 月に改正のあった学習指導要領では、められたごみを漠然と眺めていただけでは、総合的な学習の時間について、各教科等との適切な課題を設定することはできない。集め

連携も考慮してねらいを明確にし、全体計画

られたごみを、材質や国籍などで種類分けし、を作成するとともに、教師が適切な指導を行その特徴を捉えることで、より具体的な課題＊１。

設定となる。もし児童が、「複数の対象から、総合的な学習の時間が、このような指摘を

共通な属性を見つけ、まとまりとしてとらえ受けるようになった原因の一つは、総合的なる。」という「分類」の論理的思考力を身に付

学習において育てようとしている問題解決能

けていれば、教師の支援に頼ることなく、よ力の内容が十分に解明されておらず、適切なり自発的な課題設定が可能になる。

うことが求められた指導が難しかった点にある。

また、「地域内の危険な場所調べ」の学習で、

これまで、問題解決能力の育成は、自らの交通量調査を行い、異なる場所の交通量を比

興味・関心に基づく課題設定能力や、インタ較しようとする際、調べる時刻や天候などのビューの仕方などの情報収集能力、調査結果

条件が統一されていなければ、いくら正確にを伝える表現力等の「学び方」に着目して指調査を実施したとしても、正しい結論を導く

導が進められてきた。

ことができない。この場面で児童に必要なのしかし、総合的な学習の時間のねらいにあは、時間や車の台数を計測するといった調査

る、「自ら考え」、「よりよく問題を解決する」、の技能だけでなく、「条件統制」という論理的「ものの考え方」、「自己の生き方を考える」

な思考力である。

という言葉が示すように、「考え方」の指導がこれらの論理的思考力を育てることによっ問題解決能力の育成にとって重要である。して、身に付けた学習技能(学び方)は問題解決

かしこの「考え方」の面については、詳細にのために有効に働くようになる。論理的思考

検討されておらず、具体的な育成方法につい力なくして課題設定はできないし、的確な情ても示されていない。

報収集を行うこともできない。逆に、しっか

そこで、本研究では「考え方」の中でも特りした論理的思考力が育っていれば、学習技に「論理的思考力」に焦点化し、これが問題

能を身に付けることで、問題解決能力は急速解決能力を根底で支える重要なものであるとに高まるであろう。これは、パソコンのシス捉え、その具体的な育成方法を検討すること

テムを理解している人が、新しいアプリケーにした。

ションをすぐに活用できるようになるのに似- 15 -

ている。以上のことをモデル化して示したの

うにして調べなくてはいけないのか」というが、図 1 である。

大切な部分に気が付かないまま、活動してしまうからである。

問題解決能力
課題設定力
情報収集力

表現力

論理的思考力は、多くの問題場面で、教師等、より高い思考力をもった者が意図的に働

自己評価力

きかけることによって、学習者の中に生まれコミュニケーション力てくるものである。しかし、このような意図的な働きかけは、総合的な学習の時間に行わ

論理的思考力れている問題解決的な活動の中では困難な場
図１

合が多い。それは多くの問題解決学習が、児問題解決能力と論理的思考力の関係

童の学びをより主体的なものにするという観(2) 問題解決能力の育成

点から、個人やグループで問題解決に取り組問題を解決しようとする意欲は、実感を伴んでいる場合が多く、限られた人数で指導にった理解や、実際に問題解決をしたことによ当たっている教師が、それぞれの課題にきめる達成感などによって高められるので、体験細かく対応しようとすれば、時間的な制約か的な活動に取り組むことは必須である。前にら、先ほど述べたような、調査方法を直接指述べた学習技能（学び方）などは実際に使っ示するような支援になりがちなためである。

てみることで、生きて働く力になる。しかし、したがって図２に示すように、児童の問題

それらの技能を支える論理的思考力は、体験

解決能力をより高次なものにするためには、的な問題解決学習を行ったからといって必ず体験的な問題解決学習の実践を行う一方で、しも育成されるわけではない。例えば先ほど意図的な論理的思考力の育成を行い、その二の交通量調査の場合では、「同じ時刻に調べなつが相互補完的に働きかけるようにすることいとね」とか「同じ天気の日に調べないとね」

が有効である。

のような指示を、教師はしてしまいがちであ(3) 論理的思考力の先行研究る。また、役割分担をして、いくつかのグル

ア

論理的思考力のとらえ方

ープが同時に調査を行うような場合、「条件統「論理的思考力」といえば、一般的には「筋制」を全く意識せずに、調査を行ってしまう

道の通った考え方」という程度の漠然としたことも考えられる。どちらにせよ、このようとらえ方をされている。しかし、「学び方」をな支援は子どもたちの思考力を伸ばすという身に付けさせるのと同様に、論理的思考力と点では有効に働いていない。児童は、調べ方

は具体的にどのような思考なのかということは分かったかもしれないが、「どうしてそのよをはっきりさせておかないと、それを育成す

より高次の問題解決能力
意図的な論理的思考力育成

体験的な問題解決学習の実践
・社会性の習得
・調査研究のた めの技能の習得
・ 実 感 を伴 っ た 理 解・問題解決への意欲の伸長 等

図２

相互補完的
関係

問題解決能力育成のための方略- 16 -

論理的思考力の育成に適した問
題 場 面 を意 図 的 に 仕 組 み 、 実 際の問題解決場 面で援用できるように し て お く。

るための手立ても開発できない。そこで、先ウ行研究を参考にし、論理的思考力について検CASE プロジェクト
前述のピアジェの研究成果等を児童生徒の討した。

思考力の育成に役立てている例として、ロン

これまでに心理学では、思考力をいろいろ

ドン大学キングスカレッジを中心とした組織な側面から詳細に分析して、研究が進められによって行われている CASE プロジェクトがてきた。中でも、一般的に論理的思考力と呼ある。このプロジェクトにおいて開発されたばれているものはその研究の中心であったと「Thinking Science」＊4 という学習プログラいえる。そして以下に示すような領域から捉

ムは、現在イギリスの多くの学校で実践されえられてきた。

ており、その効果が全国統一試験においても・演繹的推論

確認されている＊5。
そして CASE プロジェクトでは、ピアジェのひとつの法則に、いろいろな場面を当てはめて、結果を予想しようとする思考。

研究で示されたいくつかの推論形式を身に付・帰納的推論

けさせることで、児童の認知能力が高まり、それによって論理的思考力が育成できると考多くの具体的な事象から共通した法則性えている（図３）。＊5を見つけようとする思考。
また、これらを用いて思考している自分の思考過程や他者の思考過程における推論の確

論理的思考力かさを吟味しようとする、批判的思考（メタ認知もこれに含まれる）も論理的思考力の一

条件統制

確率

面であると考えられる。
（思考形式の分け方や、モデル化

その名称については、研究者により若干の差

分類異が見られるが、本稿では市川伸一編の「認
知心理学４
イ

思考」

＊2

比例
相関関係

補償や平衡

によった。）

ピアジェの発達段階説
思考力の発達的な側面を研究した代表的

図３

CASEにおける論理的思考力の捉え方なものとして、ピアジェの行った一連の研究があげられる。ピアジェは、論理的思考力のCASE においては、これらの推論形式を育成前提となる“事象の捉え方”には発達段階にするために１回 70 分程度の授業を２年間による特性がある、と考えた。これを「発達段わたって計 30 回行う。従って生徒は、２〜３階説」と言う。大まかに言えば、感覚的な自週間に１度の割合で、推論形式のトレーニン

己中心性に基づく捉え方をする時期（前操作

グ（授業）を受けることになる。この一連の期、2 才〜6，7 才）、具体物の操作による実証授業は以下のような方法論に支えられている。

的な判断ができる時期（具体操作期、6，7 才

・用語法の確立
キーワードを用いて概念を意識づける。

〜11,12 才）、そして仮説、演繹という具体物

・関連づけから離れた思考が可能になる時期（形式操作同じ推論形式を異なった問題場面で用い

期、11,12 才以降）という発達の過程をたどるように仕向ける。

る。そして形式操作期における思考の特徴を良くあらわすものとして、「分類」、「条件統制」、

・認知的葛藤と新しい認知構造の構築
これまでの認識とのずれを経験させ、そ「比例」、「補償や平衡」などの推論形式を提
＊3

案した 。

の事象を説明し得る新たな認知構造を学習- 17 -

者自らが作り上げるようにする。

おそれがある。コンピュータによる個別学

・メタ認知

習プログラムを用意することで、必要なと自分の理解の状態や思考過程について、

きに、必要な児童が自由に学習に取り組む

吟味させる。

ことができる。

(4) 総合的な学習の時間への適用
ア・学習の効率化が図れる。

推論形式と総合的な学習の時間の関わり

プログラムの開発の項で詳しく述べるが、ピアジェや CASE プロジェクトにおいて提推論形式育成のためには、児童が複数の問案された推論形式のうち、小学校における総題場面を経験する必要がある。これらの問合的な学習の時間と関わりが深いと考えられ

題場面を全て具体物を用いて、あるいは実るものについて、その推論形式の特徴と、関地調査によって経験させようとすると、膨わりの例を表１にまとめた。そして本研究は大な時間がかかってしまう。また、児童の

これらの推論形式の中で、「分類」と「条件統意識がねらいとは別の方向へ向いてしまう制」の推論形式の育成を目指すことにした。

といった、学習を阻害する要因もいくつか

イ考えられる。コンピュータの機能を適切にコンピュータ活用のメリット
近年、学校におけるＩＴ環境の整備は著し

使えば、短時間で、しかも現実感を伴ったく進展し、児童がコンピュータを用いて学習

形で問題場面の提示ができ、児童は考えるすることは、特別なことではなくなった。CASE

ことに集中できる。

の方法論を総合的な学習の時間に適用するに以上の点から本研究では、「分類」と「条件当たって、コンピュータを利用することは、統制」の推論形式を育成するためのコンピュ

以下のようなメリットがあると考えられる。

ータプログラムの開発と、その有効性の検証

・時間の制約が少なく、個別に学習できる。

を行うことにした。

総合的な学習においては、体験的な学習

なお、コンピュータによる個別学習には、が重視される。よって、論理的思考力の育

児童がやみくもにプログラムを進め、じっく

成に焦点を当てた活動に多くの時間を割くりと考える時間が確保されないという危惧がことは適切とは言えない。また、総合的なある。そのため、学習をより確実なものにし、学習の時間は個人やグループで学習を進め教員が後でその学習過程を確認できるというることが多く、一斉指導の形で学習に介入観点から、補助プリントに答えを書き込みなすることは子どもたちの学習の妨げになる

がら学習を進めるようなプログラムにした。

表１

推論形式
分

類

条件統制

相関関係
モデル化
比

例

CASE において提案された推論形式（抜粋）と総合的な学習の時間との関わり

特性
対象から特定の属性を抽出し、その共通点や相違点に着目し、関係付けて把握する能力
適切に条件を設定して、現象の原因を明らかにしようとする能力1 対 1 対応だけの因果関係ではなく、複数のサンプ
ルから得られた結果の全体的な傾向を把握して結論付けようとする能力
事象を抽象化して図に表したり、その図を使って考えを進めたりする能力
伴って変わる２つの量の間にある比例関係を認識二する能力- 18 -

総合的な学習の時間との関わりの例
海岸で集めたごみを分類することから、その対策を具体化する。
交通量の調査など、各種の調査を行う際、適切な条件を設定する。
洗剤が生物に与える影響や、肥料が米の収穫量に与える効果を調べる実験などで、客観的な結論を導く。
まとめの段階で事象を図式化し、その関係を簡潔に表現する。
自分の家から出るごみの量から日本全体の家庭ごみの量を推測する。

ウ

プログラム作成の基本的な考え方(ｱ) 図形の分類

プログラムの作成にあたっては、CASE の方法論のうち特に「関連付け」と「用語法の確

図５〜７に「図形」を用いた分類の問題場面を示す(一部省略）。

立」に着目した。この方法論を模式化したのが、図４である。
「条件統制」という推論形式が存在することを児童が理解するためには、

下のつみ木をみて、つぎの□に入ることばをプリントに書いてね。

同じ推論形式を、異なった問題解決場面で経２つのちがった 形 がある 答え

験させる必要がある。図中にあるようないろ
いろな問題解決場面において「条件統制」と３つのちがった 色 がある 答え

いう同一の考え方を使うように仕向ける。そして児童が、「解いている問題は違うけど、や次へり方は同じだ。」という感覚をもったならば、
それは、どの問題場面にも共通する「条件統制」という考え方（推論形式）の存在を意識したということだ。そして問題場面から切り離された、「条件統制」という考え方が独立して意識されると、その後同じ状況の他の場面

形や色のことをでも適用することが可能になる。
意識された推論形式は、特定の言葉（条件これらのつみ木の統制であれば「同じにする」）を与えることで、とくちょう

意識化が促進されるとともに、この考え方を

といいます

次へ

忘れてしまったときに思い出しやすくなる。
実際の問題場面への適用
正しい実験
同じにする

「条件統制」の推論形式
砂糖水の実験
模型自動車の実験

図４

図５

交通量調査

プログラム作成の基本的な考え方

以上「条件統制」の場合で説明したが、「分

どんなかたちをしているかな

類」においても基本的な考え方は同じである。
エ「分類」のプログラムの最初の問題場面

湯沸かしの実験形の名前を二つ言えたら「分類」のプログラム作成

三角形

ここをクリック

四角形
次へ

前項で述べたように「分類」の推論形式を育成するためには複数の問題場面で「分類」を経験させることが必要である。そこで「図形」、「生き物」、「乗り物」の三つの問題場面を含んだプログラムを作成した。

図６- 19 -「形」という属性による分類の場面

いので、表がすぐに現れて、プログラムが自動的に分類を行うようになっている。それを見ることで児童がやり方を理解することをね
答え
図形をクリックすると、なかま分けできるよらっている。
(ｲ) 生き物の分類

赤

黄

青

三
角
形
四
角
形

図７

「分類」の次の問題場面は「生き物」の分類である。そして、これから後の問題場面は、画面上で分類を経験するのではなく、児童がまずプリントに書いてみて、その後にコンピ
ュータが解答を示すという学習形態になって二つの属性を同時に用いる問題場面いる。図８〜11 に「生き物」の分類の場面を示す（一部省略）。

いろいろな生き物「分類」という操作は、まず分類する対象

スタート

次 は 生 き 物 を な か ま 分 け し て み ようの、特定の属性に着目することから始まる。
これをできるだけ抵抗なく児童に導入するた

次へ

めに図５に示すような画面を作成した。ここ

アゲハ チョウ

で、「形」という属性と「色」という属性に着

ダチョウ
ス ズメ

目させ、これを「とくちょう」という言葉でホタル
ペ ン ギン

定義する（用語法の確立）。すぐに答えが確認
トン ボ

できるようにしてあり、児童は答えを見ることで、属性に着目することを理解する。

図８

生き物のなかま分けの問題提示場面

次に図６に示すように抽出した属性によっ

どんななか まが できそ うで すか 。

てなかま分けを行う。初めはやり方を例示す

書いたらここをクリック

プ リン トに 書 い て み ましょう。

ることが目的なので、任意の図形をクリック（れ い ） 体 が 大 き い 生 き も ののなかま

飛ぶ ことができる生 きもの

すると、その図形が表中の正しい位置へ自動

次へ

なかま

飛 ぶ ことが できない 生 きもの なかま的に移動するようにしてある。

鳥のなかま

このような、一つの属性を用いて行うなか

こん虫のなかまア ゲハ チ ョウ

ま分けを「色」という属性についても繰り返ホタル
ダ チ ョウ

このほかにもいろんなして行い、同じ対象でも着目する属性によってなかま分けの仕方が異なってくることを経

キジ

アリ

スズメ

図９

ペンギン

なかまの作り方があるね
トン ボ

アリ

キジ

なかま分けのための属性に着目させる場面

験させる。
次に図７に示すような二つの属性を同時にアゲハチョウ

使った分類についても経験させる。表を与えてその中に該当する図形を入れていくことは

スズメ

ダチョウ

ホタル

ペンギン

トンボ
アリ

キジ

鳥のなかまとこん虫のなかまに分けてみよう。

高次の思考力を必要としないが、どのようなプリントの表に生きものの名前を書いてください。
なかま分けがすんだらここをクリック

表を作らなくてはいけないかを考えるときに

鳥のなかま

次へ

こん虫のなかまは、二つの属性の関係を考慮してそれらを適宜組み合わせなくてはいけないので、より高いレベルの「分類」の能力が要求される。初めから表を作ることができるとは考えられな

図 10- 20 -

飛べるか飛べないかのなかま分けをする場面

アゲハチョウ

ダチョウ

ペンギン

トンボ

スズメ

アリ

どんな のりものをしってるかな？

ホタル

キジ

スタート

次へ

こんな表がかけたかな。この表を使ってプリントになかま分けしよう。
なかま分けがすんだらここをクリック
飛べるなかま飛べないなかまトラック

自転車

足こぎボート

鳥の
なかま

次へ
電車
三りん車

自動車

こん虫の
なかま

オートバイ
ボート
フェリー

図 11

図 12 乗り物のなかま分けの問題提示画面

二つの属性を一度に使う分類の問題場面

図形のときと同じように、分類しようとす

以上のように、このプログラムを行うこと

る対象の、特定の属性に着目させる（図９）。

で、三つの問題場面において、「分類」という「生き物」の題材の場合は、「どんななかまが同じ推論形式を経験することができる。それできそうですか」と問いかけることで、「飛ぶによって、なかま分けする対象はちがっていことができるか、できないか」、「鳥の仲間か、ても、同じ「分類」という考え方（推論形式）

昆虫の仲間か」という属性に着目させることが適用できることが意識されるようになる。

をねらっている。児童は他にも、「大きさ」やオ「条件統制」のプログラム開発「生息場所」などの属性を挙げると考えられ(ｱ) 模型自動車の競争における条件統制

るが、今後の分類の操作は、「飛べるか飛べな図 13 に、条件統制の最初の問題場面を示す。

いか」と「鳥か虫か」という二つの属性を用Aくんの作った車と、Bくんの作った車はどっちが速いか決めようとしています。

いて行う。
「飛べるか飛べないか」（図 10）と「鳥か

Aくんの車

虫か」
（図略）という分類操作を１回ずつ行っ

Ｂくんの車た後、図 11 に示す画面で、二つの属性を一度よーい、に使う操作を行わせる。今回は「図形」の分ドン！

類のときとは異なり、各自がプリントに表をこの決め方は正しくありませんね。
どうしたら正しい決め方になりますか。

書いてみるように指示が出る。
「図形」のとき

プリントに書いて教えてね。

のことを思い出してすぐに描ける児童もいる

プリントに書いたら次へだろうが、「図形」で経験したことが、即座にこの「生き物」の分類に転移して働くとも限

同じところからスタートして、走るきょりを 同じにすると正しく決められますね。

らない。描けなかった場合には、答えを示し、それではやってみましょう。

表をプリントに写すように指示が出る。児童

走るきょりを同じにする

Aくんの車は表を描いた後、その表を用いて分類し、コ

Ｂくんの車

ンピュータによって解答を確認する。
(ｳ) 乗り物の分類

よーい、

ドン！

次に、これと同様の分類の操作を「のりも正しく決めようとするときには、の」のなかま分けによって行う。図 12 はその同じにしなくてはいけないものがあります。

問題提示画面である。
（以下の画面は生き物の次へ

分類と同様であるので省略）

図 13- 21 -

条件統制の導入場面

条件を統制するという考え方は、多くの子さという属性は同じで、ボディーのはばだけ

どもが無意識のうちに経験しているものであが違う２台の模型自動車を選択することが必る。例えばかけっこなどの遊びで、スタート要である。したがって、2 番と 4 番を選択すの位置をそろえるということも「条件統制」

るのが正しい。これまでの問題場面とは答えである。このように日常生活において無意識方が異なるので、初めは 3 台の車から 2 台をに行っている「条件統制」をはっきりと意識

選ぶことからはじめた。提示する車の台数をさせ、ひとつの推論形式として定着させるこ

順次多くして、最後には図 16 に示すように５とがプログラムの意図するところである。図台の中から 2 台を選ぶ問題にまで難易度を高13 に示すように、明らかにスタートする位置

めた。

が異なる競争の不当性を指摘させることで、
けんたくんは

条件統制の必要性に気付かせ、「同じにする」

ボディーのはばをせまくすると、よく走る。
と考えました。

というキーワードを使って意識化させる。そ何番と何番の車を走らせてみたら、たしかめられますか。

してより確実な条件統制へと導いていく。

プリント に○を付けてから、えらんだ方をクリックしてください。

(ｲ) 砂糖の甘さ比べにおける条件統制

２ 番 と ４ 番の車

３ 番 と ４ 番の車「条件統制」の二つ目の問題場面は砂糖の甘さを比較するという問題場面である（図214）。ただ、「なめてみる」という調べ方では、

34「条件統制」を意識する場面が設定できない
ので、砂糖水を作って比べるという場面設定

図 15 模型自動車の実験の問題設定にした。そうすることで、「使う砂糖の量」と「使う水の量」を「同じにする」という形で、ボディーの先をとがらせると、よく走るようになる。

あきらくんは前の問題場面で経験した推論形式との同一性と考えています。
何番と何番の車を走らせてみると、たしかめられますか。

を意識させることができる。

下の組み合わせから、よいものを２つえらんでください。

プリントに○を付けたら、えらんだ組み合わせをクリックしましょう。
２しゅるいのさとうがあります。
どちらのさとうが、よりあまいさとう水を作れるか調べたいのですが、なにを1

同じ にして実験しなくてはいけませんか。 ヒントは、ここをクリック
２つ考えて プリント に書いてください。

１番 と ３番2

１番 と ５番

書いたら次へ

２番 と ３番

とっても

3

あまーい

さとう

すっごく

4

5

４番 と ５番

あまーい

さとう

図 16

もっとも難易度の高い問題提示場面

解答を示す場面や、不適切な選択に助言を
図 14 砂糖の甘さ比べにおける条件統制与える場面では、「タイヤの幅が同じになっていないよ。」というように、これまでと同様、(ｳ) 車の性能を調べる場面における条件統制「同じ」というキーワードを用い、同じ推論「条件統制」の三つ目の問題場面は、模型形式を使っていることを意識させるようにし

自動車の性能に影響を与える属性を調べるとた。

いう問題場面である（図 15）。

(ｴ) 交通量調査における条件統制

ボディーの「はば」という属性の影響を調

四つ目の問題場面は交通量調査を行う際にべたい場合には、ボディーの形やタイヤの太はどのような条件に配慮しなくてはいけない- 22 -

かを問う場面である（図 17）。

学校の前とコンビニの前では、どちらがたくさんの車が通るか決めるためにAくん

学校の前とコンビニの前では、どちらがたくさんの車が通るか決めるためにだれの結果とだれの結果を使って決めたらよいでしょう。
学校の前の道は、はれの日、１分間に３５台通ったよ

４人がべつべつに、１分間に通った車を数えました。
だれの結果とだれの結果を使って決めたらよいでしょう。

Bさん

同じにしなくてはいけないのは何かな

ヒント

学校の前の道ははれの日、１分間に

Aくん

Bさん

コンビニの前の道は、雨の日、１分間に２５台通ったよ
コンビニの前の道はCくん
雨の日、１分間に３５台通ったよ

コンビニの前の道は、はれの日、１分間に３０台通ったよ

３０台通ったよDくん
コンビニの前の道ははれの日、１分間に雨の日、１分間に２５台通ったよCくん

Ａ君とＢさん

学校の前の道は、雨の日、１分間に４０台通ったよ

学校の前の道は

Ａ君とＣ君

Dくん

Ａ君とＢさん４０台通ったよＢさんとＤ君正しい組み合わせを２つえらんで、プリントに○を付けてからクリックしてね。

図 17

Ａ君とＣ君

ＢさんとＤ君

Ｃ君とＤ君

正しい組み合わせを２つえらんで、プリントに○を付けてからクリックしてね。

Ｃ君とＤ君

図 18

交通量調査の問題提示場面

アイコンを用いて問題把握を容易にした
ヒント画面

学校の前とコンビニの前ではどちらが多く同じ調査対象であっても、「何が調べたいかにの自動車が通るか調べたいわけであるから、よってどの条件を統制するのかが異なる」と調査を「条件統制」されたものにするには、いうことを経験させるねらいがある。

調べるときの天候、時間帯、曜日、季節など(ｵ) 特定の言葉による意識付け
最後に、言葉によって推論形式の意識付け

種々の条件をそろえてデータを収集する必要がある。このプログラムでは、「天候」の条件を強化する場面を設定した（図 19）。

を取り上げ、条件統制の考え方を適用させることにした。答え方は前の場面と同じで、適今までにやったことを思い出して、 プリント の

切な二つの調査結果の組み合わせを選ぶといに言葉を入れてください。

うものである。文章量が多いことによる学習
正しく決めるためには、の困難さを軽減するために図 18 に示すよう同じ にしておかなくてはいけないことがある。

なヒント画面を用意した。
アイコンによって条件を表示することによ

プリントに書いたらクリック

り、読解力の影響を受けずに学習が進められる。どちらも晴れたときで比べるというＡとＣ、またはどちらも雨のときに比べるという

図 19 言葉により、推論形式の意識付けを強化す

ＢとＤが条件統制のできた調査結果の組み合る場面

わせである。
この問題場面でも、解答を示す場面や、不これは、推論形式を一つのまとまりとして適切な選択に助言を与える場面では、「同じ」強く意識付けるとともに、忘れてしまったとというキーワードを用いた。

きに呼び出しやすくする効果がある。これまこの問題場面の次には、同じ交通量調査のでの全ての問題場面で使ってきた、「同じにす場面で、確かめたいことが違う問題場面を設る」というキーワードをここでもう一度印象定した。すなわち今度は、「はれの日と雨の日付ける。

では、どちらがたくさん車が通るか。
」という(5) プログラムの有効性の検証
図 20 に示すような流れで、作成したプログ問題にしたのである。これは反復練習による推論形式の確実な定着のためだけではなく、ラムの有効性を検証した。

- 23 -

「分類」のプログラム（第 3 学年対象）
テストを 2 種作成「条件統制」のプログラム（第４学年対象）
テストを 2 種作成

質問紙Ａ「乗り物」
質問紙Ｂ「食べ物」

質問紙Ａ「模型自動車の性能」
質問紙Ｂ「笛の音の高さ」

図 21 に、質問紙Ｂを示す。
設問 1 は、分類対象に共通する、特定の属性を認識できるかを調べる問題である。グループを作るとともに、グループにした理由を質問紙Ａ、Ｂの難易度比較のための調査記述する。さらに二つの属性の重なりを把握してより複雑な分類ができるかを調べるのが事前テスト

コンピュータプログラムの実施

設問２である。コンピュータのプログラムに

解答状況の比較＊質問紙Ａ、Ｂのうち難易度が低い方を使用

あるような、２行２列の表にまとめることを要求しているわけではないが、二つの属性の関係を考慮に入れ、二つの属性を同時に用いて分類するという、より高度な分類の能力が要求される問題である。質問紙Ａは、前に示

事後テスト＊質問紙Ａ、Ｂのうち難易度が高い方を使用したコンピュータプログラムの問題場面と同
じ「乗り物」を用いて、質問紙Ｂと同じ形式

図 20の質問をした。

有効性の検証方法(ｲ)「条件統制」の推論形式に関する質問紙
ア

質問紙Ａ、Ｂの作成

図 22 に「条件統制」の質問紙Ｂを示す。

(ｱ)「分類」の推論形式に関する質問紙

問題場面に直面したときに、「条件統制」と児童に身近な題材として乗り物と食べ物をいう意識が働くかを調査するのが設問１であ選んだ。また、最後の設問で、二つの属性をる。洗剤の性能を比べる実験を計画する場面

同時に使って分類する問題を設定する必要かで、使用する洗剤の量や、使う水の量、洗濯ら、その分類方法にうまく当てはまる乗り物

物の汚れ具合といった条件を統制して実験すや食べ物を選択して用いた。

ることが意識できるかを調べる。
設問 1
なかまにする食べ物の名前を食べ物ののなかま分け

設問 2の中に書いてね。

どうしてなかまにしたのか、その理由を

次の４つの理由をぜんぶいっぺんに使って、ぜんぶの食べ物をなの中に書いてね。

レストランに行くといろんなメニューがありますね。

かま分けすることはできないでしょうか。

下の食べ物をいくつかのなかまに分けたいと思います。

食べ物は１回ずつしか使えません。

同じ食べ物を何回使ってもいいよ。
どのようになかま分けしますか。

あったかい食べ物

分け方はいくつかあります。

日本風の食べ物

スープ

ここを使って自由に書いてみてね。

オムライス

お好み焼き
おでん

おすし
サンドイッチ
スパゲッティー

とうふ
ピザ

ざるそば

図 21

「分類」質問紙Ｂ

食べ物を用いた分類- 24 -

あったかくない食べ物

外国風の食べ物

設問 1

設問 2

年

せんざいのせいのう

設問 3・4

ふ えの音の高さ

組

ＡのせんざいとＢのせんざいはどちらがよごれをよく落くらとすことができるか、よごれたくつしたをせんたくして比べようとしています。

あきらくんは、木や鉄で作られた、長さや太さのちがうふえが５本あります。

「太いふえの方が高い音がするよ。
」

あき子さんは、といっています。

「鉄でできたふえの方が、高い音がするよ。」

あきらくんの考えがあっているか、たしかめたいのですが、ためといっています。

あなたはどのようにして実験しますか。
実験の仕方

ふえを鉄で作ると、ほんとに音が高くなるのかな。？

してよいのは２本だけです。あなたは、どのふえとどのふえをふい

あき 子さん の考えがあっ ているか 、たしか めたいの ですが、 ためてみますか。

してよ いのは２本 だけです 。あなたは 、どの ふえとどの ふえをふ い番のふえとてみますか。
番のふえと正しい結果を出すために気を付けなくてはいけないこと

番のふえ

番のふえ

どうしてその２本をふいてみるのですか

どうしてその２本をふいてみるのですか

は何ですか。

あなたは、太さと、長さと、材料（木でできているか、鉄でできているか）のうち、ふえの音を高くするのに関係があるのはどの理由だと思いますか。一番関係あると思うのを下から一つだけえらん
で、丸を付けてください。
１ 太くする（または細くする）とふえの音を高くすることができる。
２ 長くする（または短くする）とふえの音を高くすることができる。
３ 鉄で作る（または木で作る）とふえの音を高くできる。
それをどうやってたしかめますか。ためしてよいのは２本だけです。

1

図 22

「条件統制」質問紙Ｂ

2

3

4

5

番のふえと

番のふえ

笛の音の高さに関する実験場面の条件統制
年

なべ のせ いの う

設問２以降はプログラムに見られるような組

Ａ の な べ と Ｂ の な べ は ど ち ら が 早 く お ゆ を わ か す こ と ができ るか 調べ よう として いま す。

尋ね方で、条件統制の推論形式が使えるかを

あな たは どの よう にして 実験 しま すか。
実験の 仕方調査する問題である。設問２では正解となる組み合わせは２通りある。１番と４番、または２番と５番を選択することが正答になる。

正 し い 結 果 を 出 す た め に 気 を 付 け な く て は い け な い こ とは何 です か。

そして、その組み合わせを選んだ理由を、「太さや長さが同じだから。
」というように答えな
くてはならない。ただし、採点においては、片方の条件のみを記述した場合でも、条件統制を意識しているということで、正答とした。
設問３は設問２と同じ形式の問題であるが、正解となる組み合わせは一つしかなく、若干

図 23

質問紙Ａの設問１

問題のレベルが高い。設問４は、自分で調べたい属性を設定し、その目的にあった条件統(ｳ) 質問紙Ａ，Ｂの難易度比較のための調査「分類」と「条件統制」についてのテスト制ができるかを調べている。
図 23 は、質問紙Ａの設問１である。なべでをそれぞれ２種類作成したが、この二つのテ

お湯を沸かし、なべの性能を調べる実験場面

ストの難易度を確認するために、二つのテスだが、このとき、使う水の量や、火加減をそ

トを同時に、事前・事後テストを行う集団とろえるといった条件統制が意識できるかを調は別の集団に実施し、その解答状況を比較しべている。質問紙Ａの設問２以降は、プログた。筆者が問題用紙を児童に配付し、問題をラムで用いた模型自動車の性能を調べる問題

読み上げながら適宜解説を加えた。実施方法

場面を使って、質問紙Ｂと同じ形式の質問をは以下に示すとおりで、集計結果を表２、３した。

にまとめた。

- 25 -

・「分類」の推論形式に関するテスト
対象児童 小学校第３学年児童 21 名
実施時間
表２

約 30 分「分類」の質問紙の解答状況

質問紙Ａ

設問１
設問２
作ったなかまの数 理由づけができた数 なかま分け
0 1 2 3 0 1 2 3 ができた
0 1 5 15 1 6 5 9
1

質問紙Ｂ

0

2

6

13

3

3

6

9

1

＊表中の数字は、該当する児童の人数

上記の集計結果から、質問紙Ａの難易度が若干低いことが確認されたので、質問紙Ａを事前テスト、質問紙Ｂを事後テストに用いることにした。
・「条件統制」の推論形式に関するテスト
対象児童 小学校第４学年児童 27 名
実施時間

約 30 分表３「条件統制」の質問紙の解答状況
設問１
設問２
設問３
質問紙Ａ
18
11
6

質問紙Ｂ
18
11
6
＊表中の数字は、正答した児童の人数

設問４
5

図 24

4

両質問紙に、難易度の差がほとんどみられなかったため、使用するプログラムの都合にウプログラムの実施状況

事前、事後テストの結果と考察(ｱ) 「分類」（第 3 学年対象）

より、質問紙Ａを事前テスト、質問紙Ｂを事

表５に事前、事後テストの集計結果を示す。

後テストとして用いることにした。

表５イプログラムの実施
表 4 に示す要領で開発したプログラムを実

施した。
表４

プログラムの実施要領

対象学年（人数） 第３学年（２０人） 第４学年（２６人）
分類
条件統制
推論形式
平均使用時間

３３.９分

２０.６分

実施日

11月14日

11月13日「分類」の事前事後テストの結果

第３学年１組（２0名）における該当者数
設問１
設問２
作ったなかまの数 理由づけができた数 なかま分け
ができた
0
1
2
3
0
1
2
3
事前調査
0
0
2 18 00
3 17
1(10月２９日）

事前調査(１１月１４日）

0

2

4

14

1

2

2

15

14

設問１においてはプログラム使用の効果が見られない。この設問は与えられた対象の単一の属性に着目し、グループを作る問題であ

実施状況を図 24 に写真で示す。

る。これに関しては、プログラムの実施前か

これは第４学年において、「条件統制」のらほぼ全員の児童にその能力があったと考えプログラムを実施している様子であるが、第られる。事後テストの方が、作ったなかまの

３学年の「分類」のプログラムについても、

数、理由付けができた数ともに低い方へ推移

その実施形態は同様である。５〜６人ずつがしているが、これは用いた題材（乗り物か食

各自、コンピュータを操作して学習した。下べ物か）による影響などが考えられる。

の写真は補助プリントに答えを書き込んでいる様子である。

大きな効果が見られたのは設問２においてである。二つの属性の関係を考慮し、その二- 26 -

つの属性を同時に用いてなかま分けができた・条件の統制された組み合わせが、設問２で児童は事前テストにおいては 1 名のみであっは２組あるが、設問３では１組しかない。

たが、事後テストにおいては 14 名（70％）の・太さと、長さが同じで、材質の異なった笛児童ができるようになった。
「分類」の推論形を探すことより、材質と長さが同じで太さ

式の育成をねらったプログラムは、第 3 学年の異なった笛を探す方が難しい。

の児童に対して、高度な分類方法を身に付け「条件を統制する」ということを意識していさせる効果があったといえる。

ても、条件を統制するための方法が見つけに(ｲ) 「条件統制」（第 4 学年対象）

くい場合には、その考え方を生かしきれない

表６に事前、事後テストの集計結果を示す。

ということではないか。推論形式は、問題を解決するときに、考え方を方向付けるのに有

表６「条件統制」の事前事後テストの結果

効な道具となるが、それを使いこなすには、

第４学年１組（２８名）における正答者数
設問１
設問２
設問３
事前調査
16
12
8
(10月２９日）

他の能力、たとえば観察力であるとか、その事後調査（１１月１３日）

21

22

6

設問４

6

問題場面に関する知識といったものが依然必要になるということである。
最も効果の現れた「条件統制」の設問 2 と、

6

設問１は条件統制の必要性に気付くことが「分類」の設問 3 について、正答者数の割合の変化を表したのが図 25 のグラフである。

できるかを調べるものである。プログラムの100

使用後、実験場面において条件統制を意識で

（％）

80

きる児童が増えたといえる。

４年「条件統制」

プログラムによる効果がもっとも顕著に表60れたのは、設問２である。これは、笛の材質

40

３年「分類」が音の高さに影響するかについて調べる実験
20において、適切な 2 本の笛を選択し、その選

0

択の理由を答えるという問題（図 22 参照）で事前テスト

ある。事前テストでは 12 名（42.3％）の児童
しか正答できなかったのに対し、事後テスト

図 25

では 22 名（92.3％）の児童が正答した。プロ

事後テスト

プログラムの使用によって効果が認められた設問の正答者数の割合の変化

グラムの問題場面で身に付けた推論形式を、
この問題場面に適用することができた児童が

３

事前、事後テストの結果から次の２点が明50％いたことになる。
しかし、設問３及び４においては、設問１

まとめと今後の課題

らかになった。

や２に現れたような効果が、確認できなかっ・「分類」および「条件統制」の推論形式は、た。この結果については以下のように考えてコンピュータプログラムによって学習可能いる。

であること。

「条件を統制する」という推論能力は、統・獲得された推論形式は、他の問題場面にお制すべき属性の見つけやすさに影響されるのいても用いることができること。

ではないか。事後テストの設問２と３を比べ

しかしながら、以下のような点から、さらてみると、次のような点で難易度が異なってに研究を進め、論理的思考力の育成を確実ないると考えられる。

ものにしていかなくてはならない。

- 27 -

(1) 実際の問題解決場面への適用についてされているかを確かめる必要がある。またそ本研究では、児童が新しい問題場面に、他の結果によっては、プログラムを繰り返しての問題場面で身に付けた推論形式を適用でき

使用するなどの手立てを講じる必要があろう。

ることが示されたが、それはあくまで、コン

学年が上がるにつれて、より高度な知識が必

ピュータ画面やプリント上の仮想の問題場面

要となる問題場面で同じ推論形式を使うようにおいてである。また、その答え方も、２行な反復学習が有効だと予想される。

２列の表を用いて分類するということや、適(3) トレーニングの適時性について切な実験のための、組み合わせを選ぶという本研究では第３学年と第４学年の児童を対ような、同じ形式によるものだった。推論形

象にプログラムを開発した。これは自分のこ

式を身に付けさせるためには、問題解決場面

れまでの経験および CASE プロジェクトの方を単純化し、その思考パターンを際立たせる法から決定したものであるが、どの時期からことが必要なので、学習プログラムとしては

このようなプログラムによるトレーニングが適切であったと考えている。しかし、実際の有効になるかという実証的な研究は行ってい問題解決場面は、いろいろな要因が複雑に絡ない。総合的な学習の時間が第３学年から導んでくるので、実際の総合的な学習の時間に入されることを考えると、早い時期にこれらおける問題場面において適用できる力であるのトレーニングを行ったほうが、実際の問題のかを、検証する必要がある。

解決に役立つものとなるが、ある年齢に達し(2) 身に付いた推論形式の持続性についてなければこれらの能力は身につかない*6 との今回の学習を通して身に付いた力がどれく報告もある。

らいの期間保持されるかということは、大きまた、教科との連携を考慮してプログラムな問題を含んでいる。
「思考力」というものはの適時性を考えるという視点も重要である。

単なる知識とは違って、事象の捉え方をよりここで身に付けた各種の推論形式が教科の学高度にするものであるから、その力が丸暗記

習（例えば第４学年算数「資料の整理や」第

した知識のように、すぐに消失してしまうよ

５学年の理科「植物の成長」）で用いられるなうであれば、この学習プログラムは単に分類

らば、思考力から見た教科との連携が図れる。

の仕方や条件設定の仕方を覚えさせたに過ぎ教科においてこれらの推論形式が指導されるないということになる。事後テストはプログ

時期も考慮に入れて、プログラムの使用時期

ラム使用の直後に行っているので、一定の時を検討することが必要である。

間が経過した後に、この能力がどの程度保持【引用文献】*1 文部科学省「小学校、中学校、高等学校等の学習指導要領の一部改正について」
平成 15 年 12 月 26 日
*2 市川伸一編 認知心理学４ 「思考」 東京大学出版会 1996
*3 波多野 完治「ピアジェの発達心理学」国土社 1965 p.100-117*4 ADEY, P. & SHAYER, M. & YATES, C. Thinking Science MACMILLAN EDUCATION, 1989
*5 ADEY, P. & SHAYER, M. Really Raising Standard, Routledge, 1994 p.90-112, p54-77*6 SHAYER, M.& ADEY, P. Towards a Science of Science Teaching Heinemann Educational Books, 1981
p.8-10【参考文献】SHAYER, M.& ADEY, P. Thinking Science INSET BP Educational 1995
INHELDER, B. & PIAGET, J. The Growth of Logical Thinking Basic Books, 1958
波多野 完治「ピアジェの認識心理学」国土社 1965

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