Integrated Collaborative Learning and Polya Problem Solving Model for Enhancing Pre Service Teachers Critical Thinking through the Mediating Roles of Student Engagement and Attitudes and the Moderating Role of Prior Knowledge

教室を、完璧な「クリティカル・シンキング・ブレッド（批判的思考のパン）」を焼くことを目標とした、巨大で賑やかなキッチンだと想像してみてください。長年、多くの教師たちが、前方に立って指示を叫び、生徒にノートに手順を書き写させるという方法で、このレシピを教えようとしてきました。しかし、多くの場合、生徒たちは材料のリストを暗記するだけで、なぜパンが膨らむのかという「理由」までは理解していません。彼らはレシピを暗唱することはできますが、もしケーキの作り方を尋ねられたら、立ち尽くしてしまいます。これが、将来の数学教師たちが直面している問題です。彼らは単純な方程式を解くことはできますが、トリッキーな実生活の文章題に直面したとき、論理的に考えたり、状況を分析したり、創造的な解決策を見つけ出したりすることに苦労するのです。

これを解決するために、科学者たちは新しい「キッチン」の設定をテストしています。彼らは2つの強力なツールを組み合わせています。一つは、仲間と一緒に料理をし、アイデアを共有し、野菜の刻み方を教え合うような協調学習（Collaborative Learning）。もう一つは、難しい料理に取り組むための具体的な4ステップのレシピカードであるポリアの数学的問題解決法（Polya's Problem-Solving Approach）（問題を理解する、計画を立てる、実行する、結果を確認する）です。しかし、ここで大きな疑問があります。単にキッチンにこれらの道具を置くだけで、パンは膨らむのでしょうか？ それとも、生徒がどれくらい料理を「好きか」（態度）、どれくらい一生懸命に「取り組むか」（エンゲージメント）、あるいは、キッチンに入る前にどれくらいの知識を持っていたか（既習知識）といった他の要素に依存するのでしょうか？ この研究は、このまさにその問いに踏み込み、この材料の組み合わせがより優れたパン職人を生み出すのかどうかを調査しています。

---

大実験：数学を焼く新しい方法

この研究において、研究者のドゥクルン・ディロ・イザイアとそのチームは、ガーナの390人の将来の数学教師に対して、「統合型協調学習およびポリア問題解決モデル」のテストを行うことにしました。彼らは、このグループワークと構造化された問題解決の特別なミックスが、これらの生徒たちをクリティカル・シンキングのスーパースターに変えられるかどうかを確かめたかったのです。

この研究を、大規模な料理コンテストだと考えてください。研究者たちは生徒を2つのチームに分けました。**コントロール・グループ（対照群）**は「オールド・スクール（旧来型）」チームでした。彼らは伝統的な方法で教えられました。つまり、教師が数学を説明し、生徒は一人で練習するという方法です。**トリートメント・グループ（処置群）**は「ニュー・スクール（新世代型）」チームでした。彼らは、グループで協力し、問題を議論し、ポリアの4ステップのレシピカードに従って、トリッキーな連立方程式の文章題（長方形の寸法を求めることや、異なるコストの混合など）を解かなければならない、協調的なキッチンへと投げ込まれました。

研究者たちは単に最終的なテストのスコアを見ただけではありません。彼らは、どのようにしてその「魔法」が起きたのかを知りたかったのです。彼らは、新しい手法が、生徒たちの感じ方（態度）や、彼らの努力の度合い（エンゲージメント）を変えることで機能したのではないかと推測しました。また、生徒たちの初期のスキルレベル（既習知識）が、新しいメソッドをさらに効果的にするターボチャージャーのような役割を果たしたのではないかとも考えました。

結果：パンが膨らむ！

結果は、非常に明白でした。「ニュー・スクール」のグループ、つまり統合された協調学習とポリアのアプローチを用いたグループは、コントロール・グループと比較して、クリティカル・シンキングのスキルにおいて劇的な向上を示しました。しかし、何がそれを成功させたのか、その「材料」に注目すると、物語はさらに面白くなります。

1. 態度のスイッチ（秘密のソース）
この研究は、新しい教授法が単に数学を教えるだけでなく、生徒たちの数学に対する「感じ方」を変えたことを明らかにしました。実験の前、多くの生徒は文章題に対して躊躇したり、あるいは少し怖がったりしていました。しかし、グループで働き、ポリアのステップに従うことで、彼らの態度は変化しました。彼らは自信を持ち、興味を持つようになったのです。
研究者たちは、このポジティブな態度が**媒介変数（メディエーター）**として機能していることを発見しました。このように考えてみてください。新しい教授法は、単に知識を直接生徒の脳に注ぎ込んだのではありません。代わりに、それはまず、生徒たちにその課題を「好き」にさせたのです。彼らがそれを好きになり、自信を持ったため、より深く考えることができました。データは、この態度の変化が、なぜ彼らのクリティカル・シンニングが向上したのかという理由の大部分を説明していることを示しました。ある生徒が述べたように、ポジティブな態度を持つことは「よりコラボレーションにオープンになる」ことにつながり、それが問題をより深く掘り下げる助けとなったのです。

2. エンゲージメントのエンジン（鍋の下の火）
次に、研究者はエンゲージメント（関与）に注目しました。これは、生徒がいかに能動的で集中していたかということです。「ニュー・スクール」の生徒たちは、ただ座っているだけではありませんでした。彼らは話し合い、議論し、アイデアを共有し、互いのワークをチェックしていました。
研究の結果、エンゲージメントもまた媒介変数であることが分かりました。新しい手法は生徒たちに「作業」をさせ、彼らが能動的に取り組んでいたため、クリティカル・シンキングのスキルが成長したのです。単に部屋にいるだけでは不十分でした。参加し、能動的に動いている必要があったのです。データは、生徒がエンゲージメントを高めれば高めるほど、クリティカル・シンキングのスコアが向上することを示しました。それはまるで火のようです。新しい手法は「薪」を提供しましたが、実際に食事を調理したのは、生徒たちの能動的な参加という「火」だったのです。

3. 既習知識のターボ（エンジンのアップグレード）
ここからは少し複雑になりますが、非常に重要な点です。研究者たちは、既習知識（研究開始前に生徒がすでに持っていた数学の知識）が結果を左右するかどうかをテストしました。そして、それが**調整変数（モデレーター）**として機能したことを発見しました。
新しい教授法を、高性能なスポーツカーだと想像してみてください。もし、運転手がすでにマニュアル車の運転を知っている（高い既習知識を持つ）なら、彼らはその車のスピードを最大限に活用して、道を駆け抜けることができます。しかし、もし運転手が一度も運転したことがない（低い既習知識を持つ）なら、彼らも目的地には到達できるかもしれませんが、同じ車を使っていても、同じ速さや距離では進めません。
データは、強い既習知識を持つ生徒たちが、この新しい手法から「最も多く」恩恵を受けたことを示しました。彼らのクリティカル・シンキングのスコアは最も高く跳ね上がりました。平均的な知識を持つ生徒たちも向上しましたが、それほど劇的ではありませんでした。既習知識が低い生徒たちも改善は見られましたが、その上昇幅ははるかに小さかったです。この研究は、この手法はすべての人に役立つものの、生徒が基礎となる知識をすでに持っている場合に最も効果を発揮することを示唆しています。

これが未来に意味すること

研究者たちは、この統合的なアプローチが勝者であると結論付けました。協調して働くという社会的力と、ポリアのステップという論理的構造を組み合わせることで、彼らは将来の教師たちのクリティカル・シンキング能力を向上させることに成功したのです。

しかし、研究はまた、穏やかな警告も与えています。この手法は強力ですが、すべての人に全く同じように作用する魔法の杖ではありません。それは、生徒の参加意欲（エンゲージメント）と数学に対する感情（態度）に大きく依存しています。さらに、生徒が数学の知識をある程度持っているときに最も効果を発揮します。

著者たちは、教員養成プログラムはこの「グループ・クッキング」スタイルを採用すべきだと提言しています。彼らは、難易度を調整できるように、教育者は学習を開始する前に生徒がすでに何を知っているかを確認することを推奨しています。また、教師は、生徒が話し合い、間違いを犯すことを恐れずに済む環境を作る必要があると述べています。なぜなら、そここそが真の思考が行われる場所だからです。

要するに、もしあなたが将来の教師たちにクリティカル・シンキングを教えたいのであれば、ただ講義をするのではなく、彼らをグループに入れ、明確な地図（ポリアのステップ）を与え、そして彼らが楽しみ、自信を持てるようにしてください。それが成功へのレシピなのです。