理科教育の現状と堆積学への期待

松川正樹（東京学芸大学教育学部理科教育学科）

The present Science Education situation and expectations for the Sedimentology
Masaki Matsukawa (Tokyo Gakugei University)

　基礎科学の研究成果が社会に還元されるものの１つとして，学校教育と生涯学習があげられる．
　今，学校では新しく導入された「総合的な学習の時間」を利用した地学活用の動きがある．さらに，理科の授業でも野外での自然観察の実施が一層強く求められている．地質学に関する活用では多くの場合野外活動を抜きにはできない．しかし，現実に野外での自然観察学習を実施するためには，実施場所を見つけること，指導内容（専門性）を選定することや校外へ行くこと（行政上）などの問題を乗り越さなければならない．野外での観察は，実物を直接見て，実物に直接触ることができるので，常に新しい発見の可能性を秘めている．その点においては，児童・生徒を野外調査をする研究者と同じ視点に立たせることになるので，意味のあることであり，積極的に取り組むべきである．しかし，野外での自然観察学習が不可能な場合もある．そのため，新しい発見の可能性を積極的に望めない教室の授業でも，野外に出かけた場合とほぼ同じように本質が理解されるような教材を作成することも考える必要がある．野外での自然観察学習が可能な場合でも不可能な場合でも，指導内容の基となる科学の基礎知識は必要である．ここでは，両方の要求に応えるため，指導内容（専門性）に的を絞り，堆積学への期待を述べる．
　
地学活用が学校教育で期待されるのは？
　「総合的な学習の時間」では，児童・生徒が学校教育の中で，主体的な学習活動を通して問題解決する能力や自己の生き方を考えることが期待されている．そのため，学習のねらいや学習活動として，自然体験，観察・実験，見学や調査などの体験的な学習と問題解決的な学習を積極的に取り入れることが奨励されている（文部省，1999）．例えば，地層や化石を通して自然を理解する学習は，調査や観察を通しての自然体験と問題解決を兼ね備えた代表的な学習活動の１つである．化石は児童・生徒にとっては人気度が高い素材であるので，各自の興味・関心に基づく課題になりやすい．人気の高い化石に伴って地層にも関心が払われる．また，地層や化石に関する興味・関心の程度は個人により大きく異なるためのその学習活動は学年枠を越えることになる．これも「総合的な学習の時間」の趣旨に良く適した学習活動である．
　理科に関して，今年度から小学校と中学校で，来年度から高等学校で改訂される教育課程では，例外的に地質関係の内容の削除は少なく，高等学校では「野外観察と地形・地質」という内容が新たに加わった．
　
堆積学が学校教育で活躍する可能性は高い
　地層から得られる情報は，岩相，堆積構造，粒度，厚さ，層と層の関係，色などである．これらの情報から堆積機構，堆積の継続・中断や堆積環境などが読みとれ，自然の変化の仕方や時間的変遷，地球の歴史が解釈できる．その解釈には，水理学や流体力学などの分野の分野が基礎となっているので，実験による再現や解釈の裏打ちも可能となる．
　小中高校のどの教科書にも地層の写真は掲載されており，児童・生徒は地層を縞模様として捉えている．しかし，ほとんどの学校では野外で地層を観察することなく，写真やビデオを用いて地層のでき方や特徴が説明されるに過ぎず，探究活動の無い，単に教え込みの単元として扱われている．児童・生徒は，観察や実験の操作活動を通して理科に興味や関心を持つ．地層の単元ではこの活動が欠けているために教師や児童・生徒には「面白くない」との印象を与えることとなる．
　松川ほか（2001）は，二枚貝化石の産状観察から過去の海底面の位置を求め，その面が変動して地層ができることを考察するための野外実習の方法を示した．これは，二枚貝化石の生活姿勢と貝殻形態には密接な関係があり，套線湾入の長さを指標にして海底の堆積物中に潜る深度の程度を見積もるものである．その長さの指標と二枚貝化石の産出した層準からその化石となった二枚貝が生活していた時の海底の位置が推定できるので，同層準から異なる長さの指標を持つ二枚貝化石が産出すれば，海底の位置は異なった複数が存在したとの解釈が得られる．海底の堆積物が地層になること，その堆積物は堆積と削剥の繰り返しの累積であるとの結論にたどり着くことができる．生息時の姿勢を保っている二枚貝化石が保存されている地層を見つけることの困難さはあるが，上総層群，下総層群をはじめとする新生代の地層にはしばしば見られる．従って，解析方法の解説書や実習書があれば，現地での指導は可能である．また，教室内でも写真や模式図を用いて物差しを用いて測定したり，既にある測定値の読みとりグラフを用いれば，教師による説明やドライラボ的な実習から始めることはできるのでは無かろうか．
　児童・生徒は，実験・観察の操作活動を好む．従って，この活動を地層の授業の中に導入することで児童・生徒に一段と「面白さ」の印象を与えることができるようになるのだろう．しかし，児童・生徒は，この操作活動では簡単に答が導かれてしまうものや，右のものを左に持っていくとか，単純な操作や比較分類・測定・グラフ化というデータ処理の操作活動は好まない．
　一般的に地学分野では，長い時間や高度な機器を用いて得られた観測や観察データに基づき解釈されたものが多い．特に，中学・高校で扱う内容ではその傾向が強く，生徒自身でデータを得てという操作活動には至らないものが多い．天文，気象や地震の分野はその傾向が顕著である．例えば，ケプラーの法則による惑星の運動や走時曲線による地殻の構造の推定などは程良い複雑さを持っているので，適度な人気のある実習に上げられる．
　従って，地層が児童・生徒に好まれるためには，簡単には答が導かれないような工夫がされた実験・観察・比較分類・測定・グラフ化などの操作活動，さらに程良い複雑さを持ったデータ解釈や推論などの結論に到達するための素材を見つけることができるか否かに掛かっていると言えよう．
　堆積学は，実験堆積学，堆積岩岩石学，束相層序学などの各分野でアプローチして地層を理解しようとしている．それらは，学校で行える実験でデータが得れるものもあれば，高度な機器を用いなければならないものまでさまざまである．その中から，上記の条件を満たす地層に関する素材が提供されれば，理科教育関係者は教材化することが可能である．それは，野外で自然観察学習が実施されればそれに勝ることはないが，例え実施できなくとも本質が理解できる教材を作成することはできるはずである．両方を求めるべきではないだろうか．
　理科離れが進行していると言われているが，児童・生徒は実験・実習や理科が好きであるというデータもある．特に，低学年ほどこの傾向は強い．実験・実習の実施が無く，それらにかわる計算，難しい理屈，抽象化が理科嫌いの増加を加速させているようである．教育課程が変わり学校で地学活用の機会が増加している．この好機が捉えられるか否かは，基礎科学の研究者と理科教育の関係者に掛かっている．

文献
　文部省 (1999)：小学校学習指導要領解説，総則編，東京書籍，42-55.
　松川正樹・新海拓也・林　慶一・三次徳二・馬場勝良（2001）：過去の海底を歩　　　　
　　　　　こう─東京都狛江市の多摩川河床に露出する第四系上総層群に基づいて．　　　　　　　
　　　　　地学教育，54,193-201.