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高校生の「宇宙に関する質問」分析
渡會兼也（金沢大学附属高等学校）「名詞-形容動詞語幹」は茶筌での分析結果を１. はじめに本校（金沢大学附属高校）では昨年度まで見て、今回の分析から除外した。また、ひら1 年生で理科総合 B を開講していた 1。その中がな標記と漢字標記で重複しているものは漢で、毎年 1 学期の授業の終わりに生徒に対し字表記に統一し、人間・人・人類は同じ語「人」て「宇宙に関する質問」を 1 つだけ記述してとみなす、などの類義語は統一する作業を行もらい、生徒がどんなことに興味を持っていった（宇宙人、火星人、サイヤ人などを茶筌るのかを調べた。はじめは、単に生徒の興味で処理すると、宇宙と人、に分離してしまうや関心を知るのが目的だったが、4 年分の質ので、手作業で固有名詞として扱った）。最終

問数は 196 にもなり、その質問から高校生の的に抽出した 605 語の出現頻度を表１にまと宇宙に関する興味について何か分かるのではめた。出現頻度 3 以下をカットとしたのは、ないかと考え、分析してみることにした。本

3 語以下の語は非常に稀な名詞である可能性

稿では、生徒からの自由記述の質問を分析しが高いことや、1 文でも同じ語が 3 回出てくた結果について報告したい。

る場合があるため、傾向を調べるための情報としてはあまり意味が無いと考えたからである。

2. 宇宙に関する質問
質問は 2008 年から 2011 年まで毎年 1 学期の終わりに行なった。1 学年 120 人の生徒に

表１

対して、質問があれば書いてほしい、という以下の語は省略。

質問に出た名詞の出現頻度。頻度が 3形で質問を集めている。2008 年から 2011 年

語句

出現頻度の質問数は 58、32、43、63 と年による変動

宇宙

82もあるが毎年の平均は 50 程度である。

ブラックホール

32

自由記述のアンケートなので、分析方法が宇宙人

18問題になる。数も少ないので、こちらで質問

星、地球

17をカテゴリー分けし、それをまとめても良い

ビッグバン13のだが、主観をできるだけ排除するために、先生、前10

ホワイトホール

9果て、外側8人、存在

7

温度、太陽、爆発、物質

6

空間、光、今、本当、

5

形態素分析の手法を用いた[1]。
3. 宇宙への興味：名詞の出現頻度
自由記述のアンケートを集め、形態素分析に用いられる

茶筌[2]を用いて、文章中から名詞だけを抽出した。名詞の中でも、「名詞-非自立-一般：こと、ものなど」「名詞-代名詞-一般：いずれ1など」「名詞-接尾」、その理由は 5 節に述べる。

距離、時間、重力、人間、生物、本、密度

4

まず、宇宙という単語の出現頻度が 82 で天文教育 2013 年 3 月号（Vol.25 No.2）

高校生の「宇宙に関する質問」分析一番多いが、これは本当の質問の前に置かれ－21－る形で使われたケースが多い。

る枕詞のようなものと考えられる。例えば、「果て」は、宇宙の果てに関する質問、果「宇宙には、人類のような生物がいる惑星がてがあるのか、ないのか、有限だけど果てがありますか」という具合である。

ない、というのはどういう意味か、などであ実質的に 1 番多い語は「ブラックホール」である。高校生にとっては、この語の認知度った。これは最初の「宇宙」という単語とセットで出現していた。

は高く、同時に、知りたいという気持ちを掻「爆発」は宇宙についての爆発現象についき立てられる語であることは容易に想像できての質問、「超新星爆発」や「ビッグバン」にる。この後に続く質問は様々で興味に幅があ関連する質問で使われたケースが多い。

る。これについては 4 節でもう少し詳しく述べる。

その他の出現頻度が 5 以下の語については「空間」「光」「重力」「時間」など、それ自体次に出てくるのは「宇宙人」であるが、こを聞く質問もあれば、頻度の高い用語とセッ

れは後に出てくる「存在」という語とセットトで現れている場合もあるため、全体としてになっている。文章としては「宇宙人はいまの傾向はつかめなかった。

すか？」というような「いる」という動詞もこの分析は名詞だけを抽出し、表にまとめ存在と同義となる。宇宙人の存在についてはただけだが、これだけでもどんな質問が多い

メディアを通じた情報も入ってくるため、誰のかという傾向はわかる。例えば、未知の存もが気になるところであろう。

在としての「ブラックホール」や「宇宙人」その次に来るのは「星」であるが、この後に対する疑問と、「ビッグバン前後」や「我々を使った質問は多様であった。この原因としの住む地球」の時間や空間的な構造に対するては、星を「恒星」の意味で使われる場合と疑問があることがわかるだろう。しかし、本「惑星」の意味で使われる場合と両方がある

当にどういった質問が多いのか、同じ語を使ため多く出現する語となる。っても、どういった文脈で使われているかに「地球」という語を使う質問の形態も様々

よって質問のニュアンスが異なる場合も有りであるが、我々の住む地球の未来に関する質うる。そこで次の節では、語と語の関連につ問が 5 つ、地球と比較した他の惑星・地球外いての分析を紹介する。

生命の話を聞く質問が 5 つあった。
「ビッグバン」は、その後に出てくる「前」4. 共起ネットワーク分析という語と連動しており、「 ビッグバンの前に3 節では名詞の出現頻度を調べたが、これは何があったか」という質問が多かった。

らの名詞がその他の語とどのように結びつい「人」は、「人類」や「人間」は宇宙旅行がているかがわかれば、もう少し情報が得られできるようになりますか、などの宇宙と人間るかもしれない。ここでは、語と語のつながとの関係についての質問が多くみられた。

りを可視化するために「共起ネットワーク分「先生」というのは、筆者がどう考えてい析」を行う。これは一文ごとにどういった語るか、という質問や、筆者が宇宙物理の研究と語の関連が強いかを探るための手法で、グをしていた当時の質問が何件かあった。
「本当」は、＊＊という話は本当ですか、ラフ理論をベースにしている（例えば[3]）。
使用したデータは 3 節で使ったものと同じで、とか、本当にｘｘですか、という文脈で使わ解析には KH-Coder ver.2

れ、噂や情報の真偽を問う・あるいは確認すのソフトウェアを使った。これは立命館大学

天文教育 2013 年 3 月号（Vol.25 No.2）[4]というフリー

－22－■ 投稿 ■の樋口氏が作っているソフトウェアで、これ例えば、宇宙やブラックホールという語にを使えばテキストデータに関する様々な分析ついては、「どうなるか」というような時間的と可視化を行うことができる。テキストデーな問い（過去や未来がどうなるか）が多く、タの前処理には茶筌が使われており、ソフトビッグバンの周りには、「どうして」「起こる」ウェア内で自動処理される。KH-Coder はそ「なぜ」「前」といった語が分布し、宇宙のはの他にも、対応分析、多次元尺度構成法や階じまりに対して基本的な疑問が多いことがわ

層的クラスター分析、自己組織化マップなどかる。また、宇宙人や生物の周りには、「 居る」、も扱うことができる。使いこなすにはある程や「存在」といった語が分布し、その存在を度専門的な知識が必要だが、マニュアルも整問うている傾向もわかる。右の「外」「果て」

備されており、誰でも利用できるインターフ「見える」のグループは宇宙の果てに関するェースになっている。

空間的構造（距離や大きさ、構造など）へのKH-Coder の共起ネットワーク分析ツール興味であることがわかる。これらは地学分野によって、高校生の質問に使われた語を可視でも地質や地層、気象とは違った宇宙・天文化したのが図 1 である。文中に 4 回以上出て分野の傾向なのかもしれない。

きた語だけを解析対象にしている。また出現現在の分析は質問数が 200 程度なので、テ数が多い語ほど大きい円で描かれている。宇キストマイニングをする必要性も有効性もそ宙、ブラックホール、ビッグバン、宇宙人なれほど感じない。また、共起ネットワークかどのトピック的な語のまわりにその語についらもそれほど詳細な分析は期待できない。しての興味を表す語が繋がっている。

かし、今後大規模なテキストデータを扱う際には、テキストマイニングの技術が有効になるはずである。
5. 生徒の興味と学校教育
新学習指導要領の「地学基礎」「地学」でもその内容は基本的には旧教育課程と変わらない[5]。3 節で挙がった生徒の興味は「地学」を選択すればブラックホールやビッグバンも学べるためある程度は満たされるであろう。
しかし、生徒だけでなく、多くの人が興味を持っていると思われる、宇宙人や地球外生命体については、現行教科書ではほとんど扱われていない（数研出版、東京書籍の地学基礎には記載なし）。近年は「宇宙生物学（アスト図１

共起ネットワークによる分類。円の大ロバイオロジー）」なる専門領域もでき、地球きさが大きいほど多く出てきた語を表して外の生物に対して科学的なアプローチの手法いる。

も確立している（例えば[6]）。今後はこういった最先端の分野も教科書に載ることになれば、宇宙分野への興味だけでなく、学問の広天文教育 2013 年 3 月号（Vol.25 No.2）

高校生の「宇宙に関する質問」分析

がりを生徒に伝えられるかもしれない 2。

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ないようである。今後は、もっと多くのデー

旧教育課程では、多くの進学校が 1 年次のタを解析することで生徒の興味や天文教育の理科総合 A で化学と物理の基礎を教えるのに方法についてヒントが得られるかもしれない。

対し、本校では理科総合 B を開講していた。
これは、なるべく色々な分野を履修させたい、参考文献という理科教員の思いや、教員の充足数（生[1] 『Excel で学ぶテキストマイニング入門』

徒数に対する教員の数）の関係で 2・3 年の

林俊克

著

オーム社

地学が開講できない事情もあった。理科総合[2] 形態素解析機“茶筌”Ver.2.3.3、 奈良先B（週 2 コマ）は 3 人の教官で担当し、私は端科学技術大学院大学松本研究室のページ

天文と気象分野を担当（週 1 コマ、3 クラス）

http://chasen.naist.jp/hiki/ChaSen/

した。新学習指導要領の改訂に伴い本校では、[3]ウィキペディア

来年度以降は基礎のつく科目 3 科目（物理基(http://ja.wikipedia.org/wiki/) に よ る グ ラ

礎、化学基礎、生物基礎）の選択になり、理フ理論の説明

科総合 B で地学分野を教える機会が断たれた。 [4] KH-coder 樋口耕一氏のウェブページ
進学校の理系ではこういった選択をする高校

http://khc.sourceforge.net/

も多いと聞いている。一方で、文系は選択の[5] 高等学校学習指導要領解説

幅が広がり地学基礎を選択しやすくなり、文数編

理科編

理

平成 21 年 12 月 文部科学省

系の履修者は増える見込みの地域もあるよう[6] P. ウ ル ム シ ュ ナ イ ダ ー 著 ( 須 藤 靖 ら 訳 )である。この辺りの地学履修の状況について(2008)「宇宙生物学入門」, シュプリンガ

は今後の動向を見守っていく必要がある。

ー・ジャパン[7] 杢ら(2011)「わかりやすい広報普及のた
め の 文 章 」 , 天 文 教 育 ， 9 月 号 112 号

6. まとめ本稿では高校生の「宇宙に関する質問」にVol.23 No.5 p28-33

対して簡単な形態素分析を行い、高校生の宇宙に関する質問について、ある程度の傾向をつかめることを示した。つまり、ブラックホールやビッグバンという現象に対して、時間的・空間的な構造に興味があること、宇宙人や地球外生命に対する存在についての興味が高いこともわかった。この傾向は、ある程度予想できたことであるが、可能な限り客観的な方法で結果が得られたことが重要である。
自由記述の感想を形態素に分けて分析する、テキストマイニングの手法は、2011 年 9 月号

渡會 兼也の杢らの記事でも紹介されている[7]。こうい（金沢大学附属高等学校）

った手法は、教育業界ではあまり行われてい2

ちなみに「生物」の教科書は頻繁に内容が更新され、高校で生物を担当する先生は常に最新の情報を仕入れる必要があるそうだ。
天文教育 2013 年 3 月号（Vol.25 No.2）