今、なぜ「原子論的物質観」なのか
〜新教育課程「中学校化学」の展開は〜

はじめに

　　本年度の移行期を経て、いよいよ平成１４年度から新教育課程が本格的にスタートする。そんななか、今、中学生の物質観はどうなっているのだろう。そしてこれから中学校の授業のなかで、どんな「物質観」を育むことをねらいとしていけばいいのだろう。

　これまでの私自身の実践等から考えてみたい。それが、本論のめざすところである。

　

新「学習指導」要領に見る物質観

　いろんな方面から、意見が出てきているこの度の新「学習指導要領」を見ることにする。ここではどのような「物質観」を育もうとしているのであろうか。その内容・順序は納得できるものなのだろうか。

　まず、最初に【１分野の目標】より化学領域に関連するところを見てみる。

(3)　化学的な事物・現象についての観察，実験を行い，観察・実験技能を習得 　　させ，観察，実験の結果を考察して自らの考えを導き出し表現する能力を育 　　てるとともに，身の回りの物質，化学変化と原子，分子，物質と化学反応の 　　利用などについて理解させ，これらの事象に対する科学的な見方や考え方を 　　養う。 (4)　物質やエネルギーに関する事物・現象を調べる活動を通して，日常生活と 　　関連付けて科学的に考える態度を養うとともに，自然を総合的に見ることが 　　できるようにする。

　すっと読み流してしまえば、特別にこれまでと変わったように思えない。しかし、よく見てみると大きな変化があるのである。(3)において、「身の回りの物質」「化学変化と原子、分子」と来て「イオン」がないのである。どう考えても、これは解せぬ変化なのである。「イオン」を高校の学習まで引き延ばすというのである。

　もはや、日常生活なかでも、ごく自然に見聞する「イオン」を義務教育のなかで扱わはないと言うのはどうなんだろう。これで、ほんとうに自然を豊かにとらえる物質観は育むことができるのだろうか。たとえば、環境教育や「総合的な学習の時間」のなかで、川の水質を調査したりしている生徒たちが、「イオン」を知らないなんてことが起こるのである。

もう少し、具体的な内容に踏み込んで見る。

(2)　身の回りの物質 　 身の回りの物質についての観察，実験を通して，固体や液体，気体の性質，物 　 質の状態変化について理解させるとともに，物質の性質や変化の調べ方の基礎 　 を身に付けさせる。 　ア　物質のすがた 　(ア)　身の回りの物質の性質を様々な方法で調べ，物質には密度や電気の通り 　　　やすさ，加熱したときの変化など固有の性質と共通の性質があることを見 　　　いだすとともに，実験器具の操作，記録の仕方などの技能を身に付けるこ 　　　と。 　(イ)　物質の状態変化についての観察，実験を行い，物質は融点や沸点を境に 　　　状態が変化することや沸点の違いによって物質の分離ができることを見い 　　　だすこと。また，状態変化によって物質の体積は変化するが質量は変化し 　　　ないことを見いだすこと。 　(ウ)　気体を発生させてその性質を調べる実験を行い，気体の種類による特性 　　　を見いだすとともに，気体を発生させる方法や捕集法などの技能を身に付 　　　けること。 イ　水溶液 　(ア)　物質が水に溶ける様子の観察や再結晶の実験を行い，水溶液の中では溶 　　　質が均一に分散していること及び水溶液から溶質を取り出す方法を見いだ 　　　すこと。 　(イ)　酸，アルカリを用いた実験を行い，酸，アルカリの性質を見いだすとと 　　　もに，酸とアルカリを混ぜると中和して塩が生成することを見いだすこと。

　これが、中学一年生で扱われる内容と考えてよいであろう。このなかで、どのような物質観を育成していけばよいのだろう。

　「ア　物質のすがた」（ア）においては、どのような物質もが質量と体積をもつことを学び、物質探検の手法を身につけることである。

　（イ）においては、従来の「状態変化」＝「三態変化」の学習が有効であろう。できるだけ多様なる物質の状態変化を見せたいものである。「鉄の気体もある」「酸素の固体だってある」と自信を持って言わせたいものである。

　（ウ）は、（イ）の学習の発展して考えさせることで「気体をモノとして」とらえるようにしたいものである。酸素の青い液体見た生徒にとっては、気体としての酸素が、たとえ「見えないモノ」であっても、温度によってこの状態をとっている「物質」として認識できるであろう。これは、言葉にすると簡単であるが、「見えないモノ」を「物質」として認識するのには、概念のかなりの飛躍が必要なのである。

　「イ　水溶液　」（ア）の学習も、ひとつは物質探検の手法のひとつ「水ぜめ」の有効性を認識させる学習として、もうひとつは「溶ける」という現象を物質概念形成の大切なプロセスとして、利用したいものである。

　（イ）については、先にふれた中学校理科から、姿を消した「イオン」と一番近い内容の学習と言えるだろ。時間の許すかぎり「科学読み物」としてでも、「イオン」について若干はふれたいところである。「水ぜめダメなら、薬（酸ぜめ）で・・・」といきたいところである。

(4)　化学変化と原子，分子 　 化学変化についての観察，実験を通して，化合，分解などにおける物質の変 　化やその量的な関係について理解させるとともに，これらの事象を原子，分 　子のモデルと関連付けてみる見方や考え方を養う。 　ア　物質の成り立ち 　 (ア)　物質を分解する実験を行い，分解して生成した物質から元の物質の 　　　 成分が推定できることを見いだすこと。 　 (イ)　物質は原子や分子からできていることを理解し，原子は記号で表さ 　　　 れることを知ること。 　イ　化学変化と物質の質量 　(ア)　２種類の物質を化合させる実験を行い，反応前とは異なる物質が生成 　　　することを見いだすとともに，化学変化は原子や分子のモデルで説明で 　　　きること，化合物の組成は化学式で表されること及び化学反応は化学反 　　　応式で表されることを理解すること。 　(イ)　化学変化に関係する物質の質量を測定する実験を行い，反応の前後で 　　　は物質の質量の総和が等しいこと及び反応する物質の質量の間には一定 　　　の関係があることを見いだすこと。

　これが中学校２年生で学習させるところである。ここではじめて「原子」が登場するのである。この是非については、後ほどまとめて考えることとするが、この単元での「原子」と「物質観」について若干触れてみる。　

　化合と分解の学習であるが、原子の必然性という点から考えるなら、私は「分解」を先行させるべきであると考えている。そして、一挙に「原子」をモデルとしてでなくて、「実在」として取り扱うべきだと考えている。

　固有の質量をもつ実在の粒子として、そして「わずか１００数種類の原子が、この宇宙全体のすべて物質を作りあげている」「身の回りの物質は数十種類の原子でできあがっている」ことを知ることは、驚異の物質観をつくりあげることになるだろう。

　その驚異の事実を前に、生徒たちは、その数種類の原子の記号を覚えることを、そんなに疎ましく感じるであろうか。私が今まで取り組んで来た範囲では、そうではなかった。

　「化学式」や「化学反応式」でも同様である。

　それが、物質探検できわめて有効であることを知るとき、楽しみながらすすんで覚えていくことができるのである。

原子が見えてきたとき、後の学習は、意図も簡単に腑に落ちるのである。

　

イ　「化学変化と物質の質量」についても、同様である。

原子が見えだした生徒にとっては「質量保存の法則」も、「定比例の法則」もきわめてあたりまえのこととして認識できるのである。

　

　これが、義務教育最後の学年における化学教育の単元である。

化合の学習の前に「酸化・還元」を来ていたのはかなり無理を感じていたので、「酸化・還元」を「分解・化合」と独立させた点については、賛成する。「日常生活と関連付けて」というのにも、基本的には賛成である。生活のなかに生きて働く「物質観」や「科学的概念」でなければならないのは当然のことであるから。もっとも年間８０時間という限られた時間のなかで、どれだけのことができるかと考えると不安も残るが。

　

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中学３年間の学習プランアウトライン

　では限られた時間のなかで、先の「学習指導要領」をふまえて、どのような授業展開が可能か。そのアウトラインだけでも描いてみる。

　

１　物質探検の基礎・基本 　　　　 ・ 「物質（モノ）」とは 　　　　 ・実験器具の基本操作 　　　　 ・体積、質量 →密度 　　　　 ・「火ぜめ」「水ぜめ」「電気ぜめ」 　　　　 ・世界の三大物質（しおのなかま、さとうのなかま、金属） 　　　　　（※参照　「物質とイオン」） 　 　　　２　物質の三態変化 　　　　 （※参照　「三態変化」の学習） 　 　　　３　気体 　　　　 ・気体の種類と発生方法 　　　　 ・捕集方法と性質 　 　　　４　溶解 　　　　 ・「溶ける」とは 　　　　 ・溶ける量には限りがある 　　　　 ・結晶づくり 　　　　 ・「水ぜめ」→「薬（酸）ぜめ」 　　　　 ・酸をアルカリでコントロールする 　　　　 ・中和 　 　　　５　原子・分子と化学変化 　　　　（※参照　「化学変化」） 　 　　　６　酸化と還元 　　　　 （※参照　「化学変化」） 　 　　　７　化学変化とエネルギー 　　　　 ・発熱反応 （吸熱反応） 　　　　 ・電池

　「原子」をどこで登場させるか。

では、どこで「原子」を登場させるかという問題を考えてみる。

　私はこれまでの実践から、レベルの違いを考慮する必要はあるだろうが、『はじめに原子ありき』で最も早い段階から、導入すべきだと思っている。

　前記の学習プランで言うならば、１からでもよいと思っている。（ただ、この流れで授業をやったことがないので、具体案はないが）

　２の状態変化では、必ず「分子・原子」を登場させた方がよいと思っている。分子と原子のくわしい定義づけは別にして。漠然としたモデルとしての「粒子」よりも、実存としての「原子」「分子」を用語としても使いたい。分子・原子の運動の状態こそが、物質の状態（三態）を意味するのであるから。

　３の「気体」も、４の「溶解」も同じである。「見えない（透明な）のは、それだけ小さな粒になり、バラバラになっているのである」ことを、生徒たちにイメージさせたいのである。

　５の「原子・分子と化学変化」では、もちろんのことである。ここでは、先にも述べたように、「全ての物質が原子から」「原子の組み合わせの変化こそが、化学変化だ」ということを最初に知っておいて、未知なる物質探検の旅に旅立たせたいものである。

　あとで、「これが原子の実存の証明することになるんである。」なんていうタネ明かしをするようなのはダメである。

　繰り返す「はじめに原子ありき」でいきたい。

　６の「酸化と還元」についても同様である。

　原子が見えてきた生徒にとっては、何が燃えると何ができるのかということが、比較的安易に予想できるようになってくるのである。また、自然界のなかで、ごく自然なかたちで酸素と化合してしまっている金属酸化物から、酸素を奪い取り、純粋な有用な金属を取り出し利用してきた「人間と金属の歴史」をも興味をもって知りたくなってくるのである。

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おわりに

　ここまで「原子」にこだわり、「原子論的物質観」に今こだわるのは、物質の世界を探検するときの、これがきわめて有効な「武器」になると考えるからである。

　多種多様な物質の世界を探検するには、「やってみなければわからない」という無手勝流だけでは、あまりに無謀であり、豊かな成果が期待できないからである。ましてや、与えられた時間が少なくなってきている。できるだけたくさんの実験を経験させてやりたいが、それにも限度があるようになってきている。原子で見ていくことで、予想を持って実験に取り組むことができ、その通りにマクロな実験結果もなれば、学ぶことの喜びを体感できると信じるからである。そうなれば、「ではこの場合はどうなるだろう。」とどんどん意欲をもって物質探検を進めていくことになるだろう。

　

　最後に、この論と直接関係しないが、この機会に述べておきたいことがある。新教育課程での「中学化学教育」は、今からである。この論は、これまでの実践に基づく話である、この通りの実践は困難かも知れない。しかし、今、私たちは「これからの授業づくり」にきわめて有効な手段を手にしている。

　それは、Web発信で一時間一時間の授業を報告（公開）しあうことで、多くの実践を共有しあうことができるということだ。

　多くの実践に基づく「Webテキスト（教科書）」の可能性も益々大きくなってきている。

　

　あなたの理科室の生徒の「物質観」どうなっていきつつあるのだろう。「物質探検」楽しんでいますか。大いに報告をしあいたいですね。

　

参考文献

　 「中学校学習指導要領　理科」http://www.monbu.go.jp/news/00000298/t-rika2.html