理科教育法Ⅱ

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資料紹介

『科学者が自然を探究する方法（科学の方法）を解説したあと、それを理科授業に取り入れた場合の授業展開例を示せ。』
科学者による自然探求の方法
第1節　自然探求の歴史
科学者が自然を探求する方法には様々な歴史や方法があるということが言える。この節では、その歴史を見ていくこととする。古代ギリシア以来、自然科学の未発達の時代には、実証を伴わない曖昧なものが多く存在した。ファン・ヘルモントは「穢れたシャツで小麦の粒を入れた壷をふさいでおくと、小麦が変化してネズミとなる」と考え、また、ハーダウェイは「蛆虫や昆虫は自然発生により生まれる」と述べるなど、生物の「自然発生」という考え方が主流であった。しかし、17世紀に入り、ケプラー、ガリレイ、ニュートンなどの天文学者により、近代的な科学方法論が確立され始めた。それまでの「自然発生」という考え方はレディの蛆虫がハエの卵から生まれることを実験により反証され、これをきっかけに微生物の存在が明らかになり、「自然発生」を支持する実験も繰り返され、論争が続き、最終的にはパストゥールによって実証的に否定された。微生物が自然発生すると考えられていたことについて、パストゥールは、空気中に存在する芽胞が有機物に付着したとき、微生物が増殖されることを実験で証明した。また、その後も微生物の研究を続け、ワクチンなどの予防接種の基礎も確立している。科学の歴史は、人類が自然科学に基づく科学的世界観を形成してきた過程を示している。
自然探究の方法～ゼンメルワイスを例に～
ゼンメルワイスは、伝染病における微生物の役割を発見した。彼はある病院の第一産科の医局員として働いているとき、分娩した多くの婦人が病気になり、それが産褥熱という病気に発展していくことを知った。その産褥熱で亡くなった人は第二産科では3％を下回っていたにもかかわらず、第一産科では11％もいることを知り驚いた。この当時、産褥熱は「伝染性の感化」により感染するという、現代から考えると信じがたい考え方がされていた。しかし、彼は「ある地域に患者の数が多いなどの偏りがあること」、「同じ場所でも患者の数に偏りがあること」の２つの事実から「伝染性の感化」という考え方を否定した。これ以外にも彼は様々な解決策を考えたが、産褥熱による患者の死亡率の減少は見られなかった。
そこで、仮説を立てることになる。その仮説とは新たな手がかりを得るような事件が起きた経験から、「産褥熱の感染のもとになっている物質は、医者が運んでいるのではないか」というものである。
　そして、それを検証するためにテストを行うこととなった。そのテストとは、「すべての医学生や医者に対して、どんな検査をする前にも必ず塩素化された石灰水で手を洗うように指示をした」というものであった。すると、産褥熱による死亡は急速に減少した。このことに加え、違う経験からも彼は、産褥熱が微生物により伝染することを証明することができたのである。
　こうして彼は、衛生学、細菌消毒、微生物による伝染と感染に関する近代的な考え方の形成に、大きく貢献した。
自然探求の方法のまとめ
　前節のゼンメルワイスの探究の方法から、次の2つの自然探究の方法が明らかとなった。ひとつは、科学者は観察を行い、それに対し興味を示し、問題意識を持つということである。疑問は科学の活動のもとになる重要なものであり、その疑問から、観察できる事実についてくまなく探すことができる。ときには観察という方法でその答えを得ることができることがあるが、実際の科学の活動では、何らかの人為的な条件を設定し、結果に違い