Pedagogical Approaches for Developing Critical Thinking in Science Education (1987-2025): A Bibliometric and Thematic Analysis
本研究は、1987年から2025年までのScopus索引付けされた198件の出版物を分析することで、理科教育における批判的思考教授法の成長と主題的傾向をマッピングし、テクノロジーを活用したアプローチや探究型アプローチの近年の急増を明らかにするとともに、中等教育の化学実験の文脈における重大な研究の空白を浮き彫りにしている。
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科学教育の世界には、単に事実を暗記するだけでは不十分であるという長年の信念があります。学生は「考え方」を学ぶ必要があるのです。このスキルは「批判的思考（クリティカル・シンキング）」として知られ、証拠を検討し、異なる説明を比較検討し、単に教えられたことを受け入れるのではなく、合理的な判断を下す能力のことです。それは、事実と虚構を区別し、「何が」起きているのかの背後にある「なぜ」を理解することを可能にする精神的な道具箱なのです。数十年にわたり、教育者たちはこのスキルを教えるための最善の方法を見つけようとしてきました。彼らは、教師が話し学生が聞くという講義形式から離れ、代わりに「能動的学習（アクティブ・ラーニング）」へと移行してきました。これらの教室では、学生は問題を調査し、協力し合い、テクノロジーを用いて周囲の世界を探求することが期待されます。大きな問いは常にこうでした。これらのアクティブな手法のうち、どれが実際に学生の批判的思考の学習を助けるのか、そして、学生が物理学、化学、生物学のいずれを学んでいるかは関係があるのだろうか、という点です。
最近のある研究は、科学界がこれまでどこに目を向けてきたのか、そしてどこを見落としている可能性があるのかを知るために、この研究の領域をマッピングすることを目的としました。マレーシア・テクノロジー大学のゴピ・クプチッティ氏率いる研究チームは、新しい教室実験を行ったわけではありません。代わりに、彼らは既存の知識の領域を記録する地図製作者として振る舞いました。彼らは主要な学術データベースから198本の発表済み研究論文を集め、対象期間は1987年から2025年としました。彼らの目的は、抄録（各研究の短い要約）を読み解き、どのような教授法が用いられているか、どの科学科目が研究されているか、そしてどのような環境で学習が行われているかを確認することでした。彼らは、研究が異なる科目や年齢層の間でバランスが取れているのか、あるいは一部の領域が無視されていないかを知りたかったのです。
彼らが描いた地図は、近年急速に拡大している分野を明らかにしました。長い間、研究の数は少なく散発的でした。しかし、2017年頃から研究の量は爆発的に増加しました。研究の終了日である2025年に達するまでに、収集された全論文の80パーセント以上が、わずか直近の6年間に発表されていました。この急増は、批判的思考をいかに教えるかという問いが、世界中の教育者にとって主要な優先事項となっていることを示唆しています。研究者たちは、これらの研究で特定された最も一般的なアプローチは、「テクノロジーを活用した学習」であることを発見しました。これには、学生の学習を支援するためのデジタルツール、シミュレーション、オンラインプラットフォームの使用が含まれます。これに僅差で続くのは、学生が現実世界の課題を解決する「問題解決型学習」や、学生が自ら問いを立てて答えを調査する「探究型学習」などの手法でした。これらのアクティブな手法は、2016年以降、文献の中でより顕著に見られるようになりました。
しかし、地図は地形における重大な空白も示していました。研究は多くの領域をカバーしてはいたものの、均等に分布してはいませんでした。研究は一般的な科学や物理学に大きく偏っていました。対照的に、化学や生物学の存在感ははるかに低いものでした。研究者が学生の年齢に目を向けると、多くの研究が教育レベルを全く特定していないことが分かりました。特定しているものの中では、中等教育後期（おおよそ高校時代）が最も一般的な焦点となっていました。学習の場についても驚きがありました。大多数の研究は標準的な教室で行われていました。実験室や実践的な体験活動の中で行われた学習を報告している研究は極めて少数でした。実際、研究者たちは、収集した研究の中に、「化学」という科目、「高校レベル」、そして「実践的な実験活動」という3つの特定の要素を明示的に組み合わせたものは一つも存在しないことを発見しました。
この欠如は、そのような研究が存在しないことの証明ではなく、研究者たちがレビューした要約において、それらが報告されていないことを示唆しています。これは、科学者たちがコンピュータや教室での議論を用いて批判的思考を教えることには熱心である一方で、学生が実際に薬品を混ぜたり器具を扱ったりしている時に、それがどのように行われているかを記録することには消極的であることを示唆しています。また、この研究は、研究が特定の国々に集中していることも浮き彫りにしました。インドネシアが最も多くの論文を輩出しており、次いで米国、マレーシアとなっています。これらの国々の間の国際的な共同研究は驚くほど少なく、ほとんどの研究が自国内の研究者によって行われていました。
これらの知見は、批判的思考を教えるための対話が活発で成長している一方で、まだバランスが取れていないことを示唆しています。研究コミュニティは、テクノロジーや教室ベースの問題解決がいかに学生の思考を助けるかを探求することには非常に成功してきました。しかし、本研究は、実践的で体験的な科学の側面、特に高校レベルの化学における側面が、未開拓の領域として残っていることを指摘しています。著者は、自分たちの仕事は「何が書かれているか」を記述したものであり、「どの手法が絶対的に優れているか」を測定したものではないことを強調しています。彼らはどの手法が学生をより賢くするかを測定したのではなく、単に何を研究しているかを数えたのです。明確な含意は、もし私たちが現実世界の科学設定において批判的思考を教える方法を理解したいのであれば、学生が机に向かっている時だけでなく、高校の化学室で実験を行っている時に何が起きているのかに特化した研究をもっと必要としている、ということです。それまでは、最も実践的な環境においてこれらの不可欠な思考スキルを構築する方法についての私たちの理解は、不完全なままとなるでしょう。
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