『理科教室』 新生出版 1997.4月号
討論のある授業
名古屋市立富田高校 飯田洋治
１ 討論の成立条件
ある合宿の帰り道、化学のＨ先生にこういわれた。「僕なんか、討論をしようとしても、まず討論になったことがない。僕には無理だな。飯田さんは討論で生徒がああいった、こういったとよくいうが、それって特定の教師にしかない独特のキャラクターじゃないの？」
討論で盛り上がるような授業ができたらと、誰しも思う。しかし、ちょっと自分なりの問題を作ってみたからといって、いつでも期待通りになるとは、とても私には思えない。期待し過ぎると、「せっかく討論しようとして問題を作ったのに議論にもならない。ガッカリだ」ということになってしまう。
私の授業の中でも、毎年のように討論が盛り上がる問題もあれば、ほとんど議論にもならなかった問題も決して少なくない。いくらこちらが討論をさせたいと思っても、いつでも議論できるとは限らないのだ。討論には一定の成立条件が必要である。
２ 自然に議論したくなる問題であるか
問題には明らかに生徒が見ただけで議論したくなる問題と、そうならない問題とがある。議論したくなるような問題だと、何も話し合えといわれたわけでもないのに、隣どうしボソボソと話し合いが始まる。こういう問題だとまず討論は盛り上がる。
つまり、討論が成立するためには、まず自然に議論したくなる問題であるかどうかが問題なのである。
少なくとも、その問題の争点が明確になっていることが必要である。そして、どちらかを判断しようとするとき、「そういえば、こういう経験をしたことがあるけど、そのことから考えるとこうかもしれないな」というように、一定の自分の経験的知識や既に習ったことが反映できるような問題であったり、自分なりの理屈が使えるようなときには、生徒は自然に隣の人に話したくなってしまうのである。つまり、自分の経験にしろ、習ったことにしろ、理由づけにしろ、なんらかの根拠があげやすいものほど、議論が活発になるといえる。
私自身、討論がはずむ問題がそれほど多くあるわけではない。だからこれまで、自分の作った問題すべてに無理やり意見を述べさせることは全くしてこなかった。意見が出ないものは、さっさと打ち切って次へ進んだ。生徒が理由をあげにくい問題も結構含まれていたし、そういう問題は意見を述べたくなるような問題ではなかったわけである。そのことより、隣どうしボソボソと自然に議論が始まる問題を重視してきた。
問題は討論をさせようとすることではなく、討論をしたくなるような問題を作ることにポイントがあるように思う。
３ 間違ってもいいから自由にものがいえる雰囲気がつくられているか
討論は確かにクラスの雰囲気に大きく作用される。いいたいことがあっても、間違っているかもしれない意見をみんなの前でいうなんてなかなかできない。かなり勇気がいる。まわりの人がどう思うかも気になる。変なことを言ってみんなに笑われはしないかなどと思うと、ますます意見がいいにくくなる。
普通の高校生ならまずこう思う。確かにこうした思いを解きほぐすにはずいぶん神経を使う。
「間違ったっていいじゃないか。人間だったら誰でも間違える。ちっとも恥ずかしいことではない。小さな間違いをしないことを気にするあまり、大きな間違いをすることだっていっぱいあるぞ。科学の歴史では正しいと思われていたことが、間違っていたり、間違っていると思われていたことが正しかったりということもいっぱいある。せいぜい授業中ぐらい、大いに間違えた方が、自分もみんなも、よくわかるようになるし、授業もぐっと面白くなるよ。とにかく気楽にしゃべろう」というような話もする。また、自分の意見を文章にできるのも、計算が得意なのも能力の一つだし、自分の思ったことを言えるのも立派な能力の一つだと位置づける。
授業では４〜６人の班をつくるが、あくまでも、これは雑談のように話しやすくするための機能的なものである。教室の座席を適当な人数に分割してまとめるだけで、座席が変われば班も変わる。改まって班長を作ってなどということはしない。「今日の司会者はこの位置の人」と指名するが、司会者はみんなにどんどんしゃべらせるのが仕事である。班の意見が出そろったところで、予想分布を黒板に書いてもらう。それから全体の議論を始める。
要するに、討論には気楽に話せる雰囲気がまず必要である。とにかく討論にたいする最初の抵抗感をいかに解きほぐすかが大切なのはいうまでもない。述べた意見が間違っていても、みんなに笑われるどころか、歓迎されていることがわかると、その生徒はほとんど毎回発言するようになる。
４ 討論に白黒判定のつく実験があるか
自分の立てた予想が本当にあっているかどうか、この実験で判定がつくとしたら、誰だってわくわくしてくる。ドキドキしながら実験を見守るわけだから、予想があっていてもいなくても、まずまちがいなく喚声があがる。議論が盛り上がったものほど実験は感動的になる。
だから、こういう問題ほど、白黒判定がつく実験が有効である。複雑な実験でなく簡単に判定できるものがよい。実はこのような実験は開発するのに本当に苦労する。
中には討論はおきるが、有効な実験ができないものもある。例えば、「地上に降ってくる雨は、大粒と小粒とで、どちらが速いか」というような問題である。いつかはなんらかの実験ができるようになるかもしれないが、今は資料で終わることもある。
５ 議論がはずむ問題と実験の例
次の問題は、毎年、まず間違いなく議論が沸騰する。私の力学の授業冒頭の問題である。
【問題１】
図のように、同じ高さから、異なる斜面Ａ，Ｂにそって、同じビー玉を落とした。
Ｐ点を飛び出すときの速さは、Ａ，Ｂどちらが速いか。
予想
(ア) ＶA＞ＶB
(イ) ＶA＝ＶB
(ウ) ＶA＜ＶB
今年のあるクラスの予想分布は次のようなものであった。黒板に班毎の予想を集計し、討論の過程で予想に変更があればどんどん矢印で変更する。
|
班 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
計 |
|
|
ア |
0 |
3 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
5→ 3 | |
|
イ |
2 |
0 |
4 |
1 |
3 |
2 |
0 |
2 |
1 |
15→17 | |
|
ウ |
3 |
1 |
0 |
5 |
1 |
2 |
4 |
1 |
3 |
20→20 |
討論は毎年いろんな形で展開されるが、ここ数年間の主な意見は次のようである。意見は実に様々であるが、なんらかの理由づけがされているもの、経験をもとにしたものや、習ったことをもとにした意見ばかりである。
Ｂの方が速い(ウ)という意見
・急斜面の方が加速がついて速くなる
・急な方が，エネルギーが大きい
・Ｂの方が、距離が短いので速くなる
・急斜面の方が，摩擦力が少ない
・鉛筆を使って実験したらＢの方が速かった
Ａの方が速い(ア)という意見
・距離が長いと助走がつく
・斜面の長い方が長い時間加速するのでその分速くなる
・自転車で坂道を下る時、ゆるくても長い距離下るとかなり速くなって困ったことがある
・高さが一緒だから、距離が長い分Ａが速い
・斜面が長い分回転が多くなるから速くなる
・確か中学の時教科書にのっていた公式がこうだった。
同じ(イ)という意見
・Ａの方は距離が長いけどゆるい。Ｂの方は距離が短いけど急である。だから同じ速さだ。
・同じ重さだから、落ちるのも一緒。
・高さが同じならエネルギーも同じ
・(ア)と(ウ)の意見がちょうど打ち消しあえば結局同じ速さだ
・摩擦がないと考えたから、同じ力が加わったと考えるとどちらの坂も変わらない。
・振り子の場合、同じ高さから落とせば同じ高さまで上る。高さが同じなら速さは同じ。
・(ア)に反論するが、距離が長い方が速くなるのは同じ傾斜のときだ
・高さが同じだから位置エネルギーも同じだし、運動エネルギーも同じだ。
・(ウ)でないことに気付いた。Ｐへの到達時間がはやい方が速いと勘違いしていた。
実験は＜命中式速度計＞（私はそう呼んでいる）で実験する。図１のように、真ん中に凹みのあるモールを使って斜面を作り、黒板に貼りつける。速さを比較するだけなら実に簡単だ。ものさしの先端にあきビンのフタを吊るすだけでいい。最初、斜面Ｂから落としたビー玉が命中するようにフタをセットしておく。次にＡの斜面から落としても命中するなら同じ速さだということができる。フタを飛び越せばＡの方がはやい、フタの手前にいけばＡの方が遅いと簡単に判定できるわけだ。
さて実験。最初Ｂの玉を命中させておいて、Ａの玉を落とす。みごとに命中！
「ヤッタ！」「どうして？」
賛成派からも、反対派からも、どよめきの声が起きる。「おかしい！やり方が悪い！」の声。数回くりかえすがやっぱり命中。
続いて、次の問題。
【問題２】
今度は図のように、Ａの斜面を点Ｐの高さより、少し下がって上がるようにした。
同じ高さからビー玉を落とした時、Ｐ点を飛び出すときの速さは、Ａ，Ｂどちらが速いか。
予想
(ア) ＶA＞ＶB
(イ) ＶA＝ＶB
(ウ) ＶA＜ＶB
予想分布
(ア)13→11 (イ)21→24 (ウ) 5→ 4
討論
池田：下へ下がる分、距離が長くなる。それだけ分速くなる。(ア)。
川瀬：上へ上がる分があるので、それだけ力が打ち消されて遅くなる。それに摩擦もきいてくるから遅くなる。(ウ)。
天羽：下がった分だけ、上がるから差し引きゼロだ。高さが同じなら今度も同じ速さだ。(イ)。
高橋：下がった分、勢いがついて、水平な部分を飛び越えてしまう。(ア)。
井上：高橋君に反論するが、それなら山奥から下りてきた電車はふっとんでしまうことになってしまうではないか。
高橋：その電車にはブレーキはないのか。
討論はこんなふうに展開される。
問題１のあとなので、同じ速さだという意見はさすがに増える。
さあ実験。またもや命中！またしても、どよめきの声。
じゃ、ジットコースターにしたらどうかということで、次の問題に入る。
【問題３】
それではＡの斜面をビー玉が１回転できるようなジェットコースターにして、Ａ，Ｂ同じ高さから落としたときは、Ｐ点での速さはＡ，Ｂどちらが速いか。
予想
(ア) ＶA＞ＶB
(イ) ＶA＝ＶB
(ウ) ＶA＜ＶB
予想分布
(ア) 7→ 8 (イ)28→27 (ウ) 5→ 5
通常、ここまでくると「高さが同じだから、やっぱり今度も同じ速さだ！」という意見が圧倒的に多くなる。しかし、「グルグル回ると遠心力で加速がつくので速くなる。今度は速さが違うぞ！」という意見が強力だと、かなりの生徒が(ア)になびく年もあった。「ループになると、距離がかなり長くなって、摩擦の影響はもはや無視できない。グルッと回った方が遅くなる」という意見も出てくる。
そこで実験。やっぱり命中！
「やっぱり、そうか！」。
こうして、落下するものの速さは高さだけで決まり、途中の道筋に関係しないことが、討論を通して、一連の実験で明確になってくる。命中するたびに、生徒は、確かに法則があり法則通りのことが起きるのだということに確信をもっていくわけである。
このように、命中式速度計を使えばどっちの意見が正しいか、ピッタリと、しかも感動的に決着がつけられる。
これまで、このような問題の速さを実験で比べることは大変困難だった。記録タイマーが一時期大流行した時もあるが、タイマーではまねができない方法だと思う。
この速度計の威力は次の様な問題にも発揮される。
【問題４】
それでは、Ｐ点での速さをＢの場合の２倍にしたい。Ａの玉をＢの何倍の高さから落とせばよいか。
予想(ア) 1.4倍
(イ) 2倍
(ウ) 4倍
(エ)その他
予想分布 (ア) 0 (イ)22 (ウ)15 (エ) 2 （３倍の高さ）
２倍の速さかどうかは、ものさしを２倍伸ばして、命中するかどうかを調べればいい。
しかし、残念なことにこの問題はほとんど討論が起きない。適当に選択肢を選ぶことはできるが、選ぶ理由が経験的にも、理屈の上からも、あげにくいからだと思う。
６ おわりに
このような討論を含む授業の進め方は、３０年ほど前、仮説実験授業に出会ってからずっと続けてきた。私の経験によれば、最もつまらない分野とされてきた力学の方が，議論が盛り上がる。中でも慣性の法則や、力と運動に関する問題はそうである。討論は常識の論理、（経験の論理）と科学の論理が鋭く対立する問題ほど面白くなるし、概念形成に有効なものだといえよう。詳しくは川勝・三井・飯田共著『学ぶ側からみた力学の再構成』（新生出版）の具体的展開を参照していただけると幸いである。