特集東アジアの理科の大学入試問題分析 る点である 日本では国公立大学の場合 センター試験と大学の個別 (2 次 ) 試験を受験する 一方 中国では高考の成績で決まり 大学の個別試験は課されない でも基本的に修能の結果によって決まる 大学によっては 個別試験を課す場合もあるが その内容は小論文や面接

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1 特集 東アジアの理科の 大学入試問題分析 河合塾では 英語 数学 国語の東アジアの統一試 験の分析を行い 2012年度ガイドライン４ ５月号 でその分析結果を掲載した その後 教育のグローバル化 大学の国際化の影響 はますます強くなっている そこで今年度は 新しい 学習指導要領の先行実施でも注目を集めている 理科 ４科目 物理 化学 生物 地学 を分析した また 東アジアだけではなく イギリス アメリカ の科学教育について ２人の研究者に話を聞いた 理科教育について考える契機となれば幸いである CONTENTS 分析対象とした統一試験の概要 p2 解説 入試文化は イノベーション人材 を育むことが できるか 長崎大学井手弘人准教授 p4 物理 p6 化学 p9 生物 p12 地学 p15 コラム イギリスの科学教育 p17 アメリカの科学教育 p20 分析対象とした統一試験の概要 今回の分析対象としたのは 年の 下 センター試験 と比較して分析した 表１ 上海 中国 北京 中国 台湾の統一試験である 各 記事をご覧になる際 留意していただきたいのは 統 国の統一試験の問題を 日本の大学入試センター試験 以 一試験の位置づけや出題形式は 国によって異なってい 表１ 各国の統一試験の概要 年 試験名称 入試時期 受験学年 大学修学能力試験 通称 修能 11 月 高３ 上海 全国大学統一入試 通称 高考 中国 ６月 高３ 注 北京 全国大学統一入試 通称 高考 ６月 高３ 台湾 日本 大学学科能力測験 通称 学測 ２月 高３ 大学入試センター試験 通称 センター試験 １月 高３ 教科 科目名 入学 試験 配点 時期 時間 分 点 物理Ⅰ 物理Ⅱ 化学Ⅰ 化学Ⅱ 生物Ⅱ 地球科学Ⅰ 地球科学Ⅱ 生物Ⅰ ３月 物理 化学 ９月 生物 出題形式 全問客観式 59 次ページ参照 73 前後 理科総合 ９月 次ページ参照 自然科学 ９月 次ページ参照 理科総合 A 理科総合 B 生物Ⅰ 地学Ⅰ 物理Ⅰ 化学Ⅰ ４月 注 中国には 全国版の問題と 省 市 自治区が独自に作成する問題とがある 2 Kawaijuku Guideline 設問数 全問客観式

2 特集東アジアの理科の大学入試問題分析 る点である 日本では国公立大学の場合 センター試験と大学の個別 (2 次 ) 試験を受験する 一方 中国では高考の成績で決まり 大学の個別試験は課されない でも基本的に修能の結果によって決まる 大学によっては 個別試験を課す場合もあるが その内容は小論文や面接 実技などが中心のようだ 台湾の学測は 大学入試の第一段階という位置づけであり 試験範囲が高校 2 年生までの学習内容である また 出題形式は 日本 のセンター試験は全て客観式であるが 他の国では記述 論述問題も出題されている このように 科目設定 出題形式が国により異なるため < 表 2>にまとめた 各科目分析内容と合わせて参考にしていただきたい なお 物理 化学 生物 については 各国の理科試験に含まれているが 地学 については中国 ( 上海 北京 ) では 地理 の試験範囲として出題されるため 今回の分析には含んでいない < 表 2> 各国の統一試験の出題形式 設問数等 ( 年 ) 中国上海 高考 物理 化学 生物 出題形式 設問数 / 配点 物理化学生物 第一部選択式問題 20 問 / 56 点 22 問 / 66 点 問 / 60 点 第二部記述 論述式問題 13 問 / 94 点 37 問 / 84 点 問 / 90 点 計 33 問 / 150 点 59 問 / 150 点 問 / 150 点 物理は 2012 年より第一部 第二部の区分がなくなったが 総設問数 配点は変わらない 中国北京 高考 理科総合 理科総合 という 1 つの問題冊子に 物理 化学 生物分野の設問が混在している 出題形式 設問数 / 配点 物理化学生物 全体の設問数 計 第一部選択式問題 8 問 / 48 点 7 問 / 42 点 5 問 / 30 点小問 20 問 31 問 / 300 点 第二部穴埋め 記述式問題 4 問 / 72 点 4 問 / 58 点 3 問 / 50 点大問 11 問 台湾自然科学問題 ( 理科全体 ) 自然科学 という 1 つの問題冊子に 物理 化学 生物 地学分野の設問が混在している 出題形式 設問数 / 配点 物理化学生物地学 全体の設問数 / 配点 一小問集合 ( 単一選択問題 ) 28 問 / 56 点 第一部分 二小問集合 ( 複数選択問題 ) 12 問程度 10 ~ 12 問 7 ~ 9 問 11 ~ 14 問 15 問 / 30 点 三総合問題 5 問 / 10 点 第二部分 小問集合 ( 単一選択 複数選択混合 ) 6 問程度 3 ~ 4 問 9 ~ 7 問 5 ~ 9 問 20 問 / 32 点 Kawaijuku Guideline

3 解説 入試文化は イノベーション人材 を育むことができるか? 科学的な 知 をめぐる文脈の違いを概観する長崎大学教育学部井手弘人准教授 東アジア ( 日本 中国 台湾 ) において 入試はひとつの 文化 とみるべきであろう 遠くは科挙制度の発達からはじまり 階級の移動装置として公認された 知 の量を測定する伝統が長く継続していた 日本は科挙制度を採用せず階級移動も極めて限定的な時代が長く続いたが 近代教育制度の浸透と歩調をあわせるように 入学試験の導入と定着とともに東アジア的な階級移動システムの要素を導入することに成功した このような背景もあり 従来から科挙の伝統が定着してきた他の東アジアの国 地域において 入試の意味は 21 世紀をすでに 10 年を経過した現代においても日本とは大きく異なる それは システムが 流行 ( 時代の要請 ) によって 不易 ( 入学選抜のシステム ) を自己強化する場面として現れることも多い 現在 その 流行 なるものは イノベーション人材の育成 であろう 創意性 や 創新 といった言葉 を用いながら 国家発展のための科学技術の革新に携わるリーダーの発掘 育成を人材育成の柱に据えている国が多く 入試内容もこうした 流行 に対応する動きを見せている しかし 創意性 ある人材を求めているにもかかわらず 蓄積された 知 の表明を行わせる入試システムは矛盾するようでもある 科学技術による国家間競争が増す中 東アジア各国の イノベーション人材 に向けた 知 はどのように意識されているのだろうか ( あるいは意識されていないのか ) 各国の科学的な 知 の問い方に その意図を見つけることができる可能性がある 東アジアの大学入試に関する概要は 東アジアの大学入試問題分析 ( Guideline 2012 年 4 5 月号 pp を参照されたい 未来型教育課程 対応入試への変容と科学 探究領域 は初 中等教育の教育課程 ( ナショナル カリキ ュラム ) と入試の研究開発機能が 教育課程評価院 (KICE) に一元化されている この構造自体が 日本を 含む他の国 地域と大きく異なる点である 日本の学習指導要領に相当する 2009 年に告示され た 2009 改定教育課程 ( 告示当初は 未来型教育課程 という別称を用いていた ) においてめざすところは 一 言で 創意性教育 と呼ばれている 今年 11 月に全国 一斉に行われる大学修学能力試験 ( 修能 ) からこの新 教育課程に準拠することになるが 理科に相当する 科 学 については 科学 探究領域 として出題される そこでは 総合思考力と概念の理解および適用を測定す るように 単元間を統合した質問項目の出題を推奨 す るとともに 問題状況は学問的状況とともに 日常生 活で接することができる内容および時事性ある素材 を 活用する方針が打ち出されている とりわけ 時事性 において これまでも学校教育において伝統的に教授さ れてきた 知 との関連性が強く意識される傾向にある 科学的なリテラシーとして 思考 処理 を重視して いる傾向は 問題解決における 即応性 に長じた人材 層を厚くしようとする意図も見える ここに らし い イノベーション人材 に求める 知 の姿を見るこ とができる 中国 第 12 次五か年計画 で強調される国家主導の 科教興国 2012 年 4 5 月号 Guideline で述べたように 中 国の入試は国家による統一入試形式ではあるものの 各 4 Kawaijuku Guideline

4 特集東アジアの理科の大学入試問題分析 直轄市 省による 独自問題 の出題もあり多様である ここでは中国の イノベーション人材の育成 政策と入試との関係について触れておきたい 2010 年 7 月 中国政府は 国家中長期教育改革及び発展計画綱要 (2010 ~ 2020) を発表した ここでは 生徒全員に目を向けて全面的な発達を促し 国家と人民のために奉仕する社会的責任感 果敢に模索するイノベーション精神 効率的に問題解決する実践能力の向上に力をいれる こととしている 生徒の主体性育成をめざし 素質教育 のような主体的 創造的な思考場面を強調したカリキュラムの編成 運用を行う一方で 入試による 選抜 システムについて大きな変更を加えているわけではない しかし 第 12 次五カ年計画において 科教興国 ( 科学教育によって国家振興を推進する ) というワードを用いながら殊更に強調しているのは やはり イノベーション人材の育成 である 特に都市部の学校では 先端の研究機関における実験機会の提供などを通じて創造的思考の過程を経験する場面を多く増やしている これまでの 内容知 としての知識量に基づく学習から 思考過程で重要となる 方法知 を含めるカリキュラム編成が増えてきた 一方で 日本でも長年にわたり展開されてきた 経験に基づく 構築的な学習観 と 知識獲得を重視した 系統的な学習観 との論争も活発である 一連の イノベーション人材の育成 政策とそれに基づくカリキュラム改革は中国政府の強いイニシアティブによって進められている 創新 の人材育成の手法については強い国家関与に対する異論も提起されており こうした議論は 応試教育 か 素質教育 かといった二分法的な議論に発展する機会が多く 両者の議論をいかにソフト ランディングさせるかといった議論が これから展開されていく状況にある 台湾 スタンダード測定 に徹している この大きな要因は民進党政権以来 国民党への政権交代後も推進された 国民基本教育十二年制 実施に向けた措置とも関係がある これは 従来の 9 年間の義務教育期間に加え 後期中等教育を志望する者は入学試験無く無償で進学することができる という制度である ( 進学しない選択も残されているため 義務教育 という表現は用いていない ) したがって 大学入試もスタンダードを重視する方向が定着しつつある ただし 高校 1 2 年及び高 3の選修科目を含めた 指定科目試験 については スタンダードではなく大学側から求められる 知 を前提にすることをうたっているため 難易度は高くなる ( しかしながら 入試制度は多元的になっているため あくまでも選択の一つとしての試験である ) なお イノベーション人材 については 高等教育機関に在籍する優秀人材を国費で世界のトップ大学に留学させ その人材を台湾に還流させること等に重点を置いており 台湾内と世界各地とのいわゆる ブリッジ人材 の層を厚くすることが戦略的に推進されている 科学系高校など英才教育の強化傾向を除けば イノベーション人材の育成は高等教育機関の役割という側面が強い このように 初 中等教育から イノベーション人材 の育成が意識され かつ 全体的な 底上げ を強化している 先進的 実験的な位置付けをもつ都市部を中心として科学に対する 知 の位置付けを大きく変革しようと試みる中国 初 中等教育と高等教育との役割を明確化し より基礎 基本を重視する方向を強める台湾とでは 自ずと高等学校卒業段階における科学に対する 知 の意味も変わり 入試での問い方も変わってくる 出題される内容や難易度のみならずそれを要求している国家の 文脈 も含めてみると 日本の中等教育から高等教育への接続として問われる ( あるいは問われ続けている ) 理科 の 知 の意味が見えてくるかもしれない 国民基本教育十二年制 へ向けた 初 中等教育の役割明確化 イノベーション人材の育成 と入試との戦略的な関 係性が見えはじめた中国 に対し 一線を画してい るのは台湾である 台湾の大学学科能力測験 ( 学測 ) は Profile 井手弘人准教授 長崎大学教育学部准教授 専門は カリキュラム論 比較教育学 教科教育学 ( 社会科 生活科 総合学習 ) 現在の研究テーマは 統合的カリキュラムの日韓比較研究 歴史教育の多様化と対話に関する日韓比較研究など 中央教育審議会大学分科会大学グローバル化検討ワーキンググループの専門委員を歴任 Kawaijuku Guideline

5 物理 問い方に工夫のある実験に関する出題がある上海 北京 日常を問う台湾 1 つの問題で複数の物理量の正誤を問う出題も 試験時間 設問形式 物理 Ⅰ Ⅱ の区分は 原子分野が入っていることを除 けば日本の現行課程 物理 Ⅰ 物理 Ⅱ の分け方に近い 共に問題数は 20 問で 試験時間は 30 分である 日本の 大学入試センター試験 ( 以下 センター試験 ) と比べて 短時間で解かなければならない 解答は全て客観式だが 選択肢が複雑で (A B C の 3 つの事象から正しいも のを選ぶ問題で 正しい事象が 2 つ以上ある ) センター 試験のように消去法によって解答を導くことは難しい 内容 目立つ特徴として 1 つの問題において 複数の物理 量の正誤を問うていることが挙げられる 例えば < 出 < 出題例 > 2010 年 物理 Ⅰ 19. 図のように 質量がそれぞれ m 2m である 重り A B と紐に繋がれた積み木が静止している 積み木を静かに離すと 積み木は摩擦がない水平 面 S 1 で距離 d だけ等加速度運動をして摩擦があ る水平面 S 2 で距離 2d だけ等加速度運動をして静 止した S 2 と積み木の間の運動摩擦係数は 0.5 で ある これに関する説明として正しいもののみを < 解 答例 > の中から選んだのはどれか ( ただし 物体の大きさ 紐の質量 滑車の摩擦 空気抵抗は無視する ) k. 積み木の質量は 3m である n. B に繋がれた紐が積み木を引っ張る力の大きさは積み木が S 1 で運動する時の 方が S 2 で運動する時より小さい t. 積み木が S 2 で運動する間 摩擦力が積み木にする仕事は積み木の運動エネル ギー変化量と同じである 6 Kawaijuku Guideline < 解答例 > 1 k 2 n 3 t 4 k, n 5 n, t 記号は語の表記に従う 積み木 教育課程評価院ウェブサイト ( より 日本語訳は河合塾 本記事における日本の高等学校教育課程の名称は 以下のように表記しています 新課程 :2009 年 3 月に告示された高等学校学習指導要領に基づく教育課程現行課程 :1999 年 3 月に告示された高等学校学習指導要領に基づく教育課程 題例 > のような 複数物体の運動方程式の問題では 質量 張力 エネルギーの正誤が問われており 問題全 体についての把握が必要になる 難易度はセンター試験 と同程度である 個々の問題は思考力を要求する良問も 多いが 試験時間を考えると計算にあまり時間を割けな いため 高得点をとるにはそれなりの技量が必要だろう 日本と異なる出題傾向としては x t グラフの評価 3 体の運動 運動量と力積 距離と変位の区別問題など が目立った 原子分野もしっかりと出題されている 日 本の高校物理で扱わないテーマでは ボーズ アインシュ タイン凝縮についての出題があった また重力加速度の 大きさを 10 として計算したり 曲線のグラフが近似さ れて直線で表されているものもあり 日本と比べて 数 学ではなく理科寄り という印象を受けた 中国 ( 上海 ) 知識問題も多いが 単なる消去法では解答しにくい問題も 試験時間 設問形式 第一部分 : 一. 小問集合 ( 単一選択問 題 ) 二. 小問集合 ( 単一選択問題 ) 三. 小問集合 ( 複数選択問題 ) 第二部分 : 四. 穴埋め問題 五. 実験問題 六. 計算問題 の 2 部構成である 総問題数は 33 問で 試験時間は 120 分である 試験時間は妥 当だが 小問が大半であることと 物理 1 科目での試験時間と考えると なかな かスタミナを要する設定である 内容 第一部分の小問集合は知識問題も多く 内容を知っていれば すぐに解答できる ものも多いが 三のように正解が複数あ

6 特集東アジアの理科の大学入試問題分析 る問題では ( 正解数は指示されていない ) 問題を精査 せねばならず の問題と同様に消去法がとりにくい 計算に持ち込むと かなりの手間を要する問題もあり 定性的に正解を選ぶことを期待されていると思われる問 題もあった また 論理回路の問題が必ず 1 問出題され 原子分野からの出題もある 第二部分の五は実験問題で あり 物理の複数分野から 4 問が出題されている 物理 実験の手順やポイントを理解しておく必要がある 難易 度は概ね日本のセンター試験や標準的な国公立大学個別 (2 次 ) 試験と同等である 中国 ( 北京 ) 実験に関する問題が出題され現代の物理の内容に触れる出題も 試験時間 設問形式 第一部分は選択式の小問集合で 20 問 ( 物理分野は 8 問 ) 第二部分は穴埋め 記述式の大問 11 題 ( 物理分野は4 題 ) で 試験時間は全科目で 150 分である 長丁場ではあるが 試験時間としては妥当だろう 内容第一部分の小問集合はセンター試験と同程度の難易度で 知識のみで対応できる問題もある 相対性理論やジョセフソン効果といった現代の物理の内容に触れる出題もある 第二部分は毎年実験に関する問題が出題されている その際に器具の使用方法 ( マイクロメーター マルチメーター ) 実験手順 グラフ描図 誤差の扱いなど かなり細かい部分まで問われている 第二部分の他の問題については日本の国公立大学個別 (2 次 ) 試験の内容に近く 難易度も標準 ~やや難のレベルである 原子分野も出題されている またこの3カ年分に限っていえば 剛体 熱に関する問題は一切出題されていない < 表 > 年の入試問題比較 ( ) の数字は問題数 項目力学熱波 [ 物理 Ⅰ] 等速 等加速度運動 (6) 熱量計算 (0) 波の原理 (3) つりあい 運動方程式 (5) 気体の法則 (0) 音波 (0) 剛体 (0) 分子運動論 (0) 光波 (5) エネルギー 運動量 (13) 熱力学第一法則 (0) 円運動 単振動 万有引力 (0) [ 物理 Ⅱ] 等速 等加速度運動 (6) 熱量計算 (0) 波の原理 (0) つりあい 運動方程式 (0) 気体の法則 (3) 音波 (0) 剛体 (0) 分子運動論 (0) 光波 (0) エネルギー 運動量 (3) 熱力学第一法則 (3) 円運動 単振動 万有引力 (9) 中国 ( 上海 ) 等速 等加速度運動 (9) 熱量計算 (0) 波の原理 (5) つりあい 運動方程式 (7) 気体の法則 (5) 音波 (0) 剛体 (2) 分子運動論 (1) 光波 (1) エネルギー 運動量 (7) 熱力学第一法則 (1) 円運動 単振動 万有引力 (5) 中国 ( 北京 ) 等速 等加速度運動 (2) 熱量計算 (0) 波の原理 (2) つりあい 運動方程式 (1) 気体の法則 (0) 音波 (0) 剛体 (0) 分子運動論 (0) 光波 (2) エネルギー 運動量 (2) 熱力学第一法則 (0) 円運動 単振動 万有引力 (5) 台湾 等速 等加速度運動 (8) 熱量計算 (3) 波の原理 (20) つりあい 運動方程式 (3) 気体の法則 (3) 音波 (3) 剛体 (1) 分子運動論 (0) 光波 (8) エネルギー 運動量 (3) 熱力学第一法則 (0) 円運動 単振動 万有引力 (2) Kawaijuku Guideline

7 台湾 日常をテーマにした出題が目立つ試験時間 設問形式自然科学問題 ( 理科全体 ) で出題される 第一部分 : 一. 小問集合 ( 単一選択問題 ) 二. 小問集合 ( 複数選択問題 ) 三. 総合問題第二部分 : 小問集合 ( 単一選択 複数選択混合 ) の2 部構成である 試験時間は 100 分と短めだが 複数選択の問題は正解数が指示されており 問題の多くは平易な知識問題なのでそれほど時間はかからない 内容日常をテーマに物理の問題としたものが目立ち 切り口としては面白い 第一部分 三の総合問題は1つの科学的なテーマについて 物理 化学 生物 地学から出 題されている 日本の高校物理では扱わない分野 ( 回転運動 熱の放射 伝導 対流 ) からの出題もあり 原子分野からも出題されている 難易度はセンター試験と同程度であり 日常をテーマにしているため 日本の現行課程 理科総合 A に近い内容である 総評 どの国の問題も日本の学習内容とかけ離れてはいない 日本のセンター試験のみと比べるのであれば 上海 北京に関してはセンター試験より難しい問題も出題されている また各国とも原子分野からの出題があり この部分については日本の現行課程が出遅れている感はある 新課程において原子分野が復活することは アジア諸国の履修状況からみても 歓迎できることである < 表 > 年の入試問題比較 ( ) の数字は問題数 項目電磁気原子その他 [ 物理 Ⅰ] [ 物理 Ⅱ] 中国 ( 上海 ) 中国 ( 北京 ) 台湾 静電気 (0) 光子 粒子の二重性 (6) コンデンサー (0) 原子核 (0) 電流回路 (10) 磁場 電磁力 (3) 電磁誘導 (3) 交流 (0) 静電気 (3) 光子 粒子の二重性 (2) コンデンサー (3) 原子核 (10) 電流回路 (2) 磁場 電磁力 (7) 電磁誘導 (0) 交流 (5) 静電気 (6) 光子 粒子の二重性 (6) 論理回路 (3) コンデンサー (1) 原子核 (9) 実験 (11) 電流回路 (4) その他 (2) 磁場 電磁力 (4) 電磁誘導 (8) 交流 (1) 静電気 (2) 光子 粒子の二重性 (0) 単位 (1) コンデンサー (1) 原子核 (3) 現代 (2) 電流回路 (1) 実験 (4) 磁場 電磁力 (5) 電磁誘導 (0) 交流 (1) 静電気 (0) 光子 粒子の二重性 (0) 単位 (1) コンデンサー (0) 原子核 (1) 科学史 (1) 電流回路 (0) その他 (5) 磁場 電磁力 (3) 電磁誘導 (1) 交流 (6) 8 Kawaijuku Guideline

8 特集東アジアの理科の大学入試問題分析 化学 選択肢に工夫がある身近な現象や社会問題を題材とした上海 選択肢を 1 つずつ検討することが必要無機分野では身近な現象から出題 日本の大学入試センター試験 ( 以下 センター試験 ) と比べると 内容は多く やや難しい また 化学 Ⅰ 化学 Ⅱ とも選択問題であるが < 出題例 1> のように 選択肢を 1 つずつ検討しなければ正解にたどりつけない 問題が多く 解答時間内にすべて解答することは難しい だろう 入試問題は 化学 Ⅰ と化学 Ⅱ の 2 種類がある 化学 Ⅰ 理論分野では 水の表面張力や中和など水溶液中の反応におけるイオンの量を問う問題などが目立つ 無機分野では 鉄のさび 光化学スモッグ 下水処理など身近で起こる現象を取り扱った問題が多い 化学 Ⅱの分野は日本の 化学 Ⅱ( 現行課程 ) の理論分野とほぼ同じで 無機 有機および天然または合成高分子化合物の分野は含まれていない 金属の酸化還元反応や電気分解などに関する問題では 日本の教科書では取り扱っていない標準電極電位を用い解答する問題が出題されている また 平衡定数を用いる問題などは日本の難関私立大学や国公立大学個別 (2 次 ) 試験と内容 難易度ともほぼ同じである の分野は日本の 化学 Ⅰ( 現行課程 ) とほぼ同じであ るが 気体や希薄溶液の法則 高分子化合物も含まれる 中国 ( 上海 ) < 出題例 1> 2012 年 化学 Ⅱ 表は 25 の水溶液における何種類かの弱酸と弱塩基のイオン化定数に関する資料である 弱酸イオン化定数 (Ka) 弱塩基イオン化定数 (Kb) HCOOH CH 3NH HCN C 6H 5NH この資料に関する説明として正しいもののみを < 解答例 > の中から選んだのはどれか ( ただし 25 で水のイオン積 (K w) は である ) < 解答例 > k. 塩基の強さは CN の方が HCOO より弱い n. C 6 H 5 NH 2 の共役酸は HCN より弱い酸である t. 各物質の 0.1M 水溶液の中で 全体イオン数が最大のものは CH 3 NH 2 である 無機では日本で扱わない反応や知見が頻繁に登場有機では反応の種類 化学反応式 反応の目的などが多く出題 論述 ( 配点 84 点 ) に大別される 前半の選択問題は設 問数 22 の小問集合で設問数 内容 難易度ともセンター 試験とほほ同じであるが 選択肢の数はやや少ない 後 半の記述 論述問題は大問 7 題 ( 大問 1 つに 3~5 の設 問 ) の総合問題で 前半の選択問題より多く出題される 内容 難易度また問題量とも日本の難関私立大学や国公 立大学個別 (2 次 ) 試験とほぼ同じである 問題は前半の選択問題 ( 配点 66 点 ) と後半の記述 無機物質の分野では 題材が豊富で設問が多い 記述 論述問題では 日本の教科書で取り扱っていない反応や 知見が頻繁に登場する このような反応を提示し 理論 分野の知識を用いて考察する問題が多い 例えば < 出 1 k 2 t 3 k, n 4 n, t 5 k, n, t 記号は語の表記に従った 教育課程評価院ウェブサイト ( より 日本語訳は河合塾 題例 2>のように 2012 年の窒化ケイ素 Si 3 N 4 セラミックをつくる反応を題材とした反応速度や平衡定数に関する問題 2011 年のヒ素 As を製造する過程を題材とした鶏冠石 As 2 S 3 と HNO 3 の反応や電池を構成する問題などである 本記事における日本の高等学校教育課程の名称は 以下のように表記しています 新課程 :2009 年 3 月に告示された高等学校学習指導要領に基づく教育課程現行課程 :1999 年 3 月に告示された高等学校学習指導要領に基づく教育課程 Kawaijuku Guideline

9 < 出題例 2> 2012 年中国 ( 上海 ) 化学 金属の代わりに窒化ケイ素 (Si 3 N 4 ) セラミックを用いてモータの耐熱部品を作ると モータの熱効率を大幅に高めることができる 工業上では 化学蒸着法で窒化ケイ素を精製するが その化学反応は下記の通りである 3SiCl 4 (g)+2n 2 (g)+6h 2 (g) 高温 Si 3 N 4 (s)+12hcl(g)+q(q>0) 空欄を埋めよ 31. 一定温度で上記の反応を行うとき 反応容器の容積が 2L で 3min 後に平衡に達した場合 固体の質量が 2.80g 増加したと測定したとしたら H 2 の平均反応速度は mol/(l min) で この反応の平衡定数の数式 K= 32. 上記の反応が平衡に達した後 下記の説明で正しいのは a. その他の条件は変わらずに圧力が大きくなり 平衡定数 K が減少する b. その他の条件は変わらずに温度が上がり 平衡定数 K が減少する c. その他の条件は変わらずに Si 3 N 4 物質の量を大きくすると平衡は左に移動する d. その他の条件は変わらずに HCl 物質の量を大きくすると平衡は左に移動する 33. 一定条件で 容量が一定の密閉容器で 上記の反応が化学平衡状態に達することができるのは a.3v 逆 (N 2 )=v 正 (H 2 ) b.v 正 (HCl)=4v 正 (SiCl 4 ) c. 混合気体の密度は変わらない d.c(n 2 ):c(h 2 ):c(hcl)=1:3:6 有機化合物の分野は配点が 17% ( 選択問題 4% 記述 13%) で その割合はセンター試験の有機分野 25% や私立大学 国公立大学個別 (2 次 ) 試験より少ない 有機分野の記述問題では 2012 年では灰色かび病に抗菌活性をもつ有機化合物 2011 年では心臓病治療薬の中間物質として得られる有機化合物の合成過程の系統図を用いて 反応の種類 化学反応式 反応の目的などを問う問題が目立つ ほとんどが日本の 化学 Ⅰ( 現行課程 ) からの出題で 化学 Ⅱ( 現行課程 ) からの出題は 合成高分子からの出題がみられる程度で 糖 タンパク質などの分野からの出題はほとんどない 河合塾で独自に入手 日本語訳は河合塾 < 図表 > 年各国の入試問題比較 表中の 化学 Ⅰ 化学 Ⅱ は日本の現行課程 各国の入試問題を 化学 Ⅰ 化学 Ⅱ の理論 無機 有機に当てはめて分類した [ 化学 Ⅰ] [ 化学 Ⅱ] 化学 Ⅰ 理論無機有機 水の密度 表面張力 状態変化と気体 金属のイオン化傾向 鉄の腐食 鉄の製錬 周期表と化合物水溶液中のイオンと沈殿の量 中和とイオンの量 蒸気圧降の性質 窒素とその化合物 炭酸水素 *) 下 気体の法則* カルシウムの性質 塩素の性質 化学 Ⅰ 理論 化学 Ⅱ 理論 界面活性剤の性質 石油の分留 エチレンの反応 炭化水素の構造 高分子化合物 原子の構造 中和滴定 滴定曲線 熱化学とエネルギー図 結晶の構造 電子式と形 混合気体の法則 蒸気圧 原子の性質 気体の溶解度 結合エネルギー分子の極性 電離平衡 混合気体の平衡 沸点上昇 標準電極電位 ** 化学 Ⅰ 化学 Ⅱ 理論無機有機理論有機 上海 中和滴定の実験誤差 ヨウ素滴定による SeO 2 の定量 環境基準の指標 塩素の反応 塩基性炭酸銅や炭酸アンモニウムの生成実験 石油の分留 サリチル酸と炭酸塩の反応 抗菌活性物質の合成 亜鉛に希硫酸の反応速度に与える影響 水の電離平衡の移動 ポリクロロプレンの合成 北京 台湾 イオン交換膜を用いた電気分解 混合物の分離の装置 高機能高分子の合成日常生活と化学物質 反応経路銀とその化合物 化学 Ⅰ 結合エネルギー 亜硫酸と亜硫酸イオンの電離平衡 植物油 糖の正誤問題 核磁気共鳴の水素スペクトル ** 理論無機有機 基礎法則 化学量 反応とエネルギー 化学結合 KI 水溶液の電解 食塩など日常の化学物質原子の構造 周期表と元素の性質 燃焼熱 中和 酸化還元 気体の法則 * 異性体 イオン交換樹脂 * 日本の 化学 Ⅰ には含まれていないが 便宜上 化学 Ⅰ に含めた ** 日本の教科書では取り扱われていない 10 Kawaijuku Guideline

10 特集東アジアの理科の大学入試問題分析 中国 ( 北京 ) 思考力を必要とする応用問題が出題選択問題では無機分野から多く出題 前半の選択問題は小問集合で 7 問 ( 配点 42 点 ) 後半 の記述 論述問題は大問 4 題 ( 配点 58 点 大問 1 つに 3~5 の設問 ) の総合問題である また 分野別の配点 は理論 無機物質が 58 点 有機化合物が 25 点である 記述 論述では 思考力を必要とする応用問題がいくつ かある 難易度は日本の難関私立大学や国公立大学個別 (2 次 ) 試験とほぼ同じであるが 試験時間はかなり短 いので 時間内にすべて解答することは難しいだろう 選択問題は 理論 2 問 無機 4 問 有機 1 問で 無機 物質の出題が圧倒的に多い 記述 論述の問題は 無機 物質の反応とそれに対する理論分野の考察を伴う総合問 題で 反応や現象の知見を提示し その考察を問う問題 が多く出題されている 例えば 2010 年の工場排水中 の NH 4 + NH 3 を除く問題では はじめに NaOHaq を加 バイオマスや化石燃料などのエネルギー問題 オゾンなど環境問題と関連した化学物質を題材とした問題が多い センター試験と比べると やや易しく 選抜試験というよりも 基本事項の理解の修得度を測る試験という見方が適切であろう < 出題例 3> 2012 年台湾 自然科 日常の飲食の中で いろいろな種類の化学物質に接触することがある 下記の記述で正しいものはどれか?(2 つ選べ ) (A) 緑茶とコーヒーの中のカフェインは 多くの人に対して元気を回復させる効果がある (B) セルロースは糖類で 人体で消化されブドウ糖に分解される (C) 蛋白質はアミノ酸ポリマーから作られて 人体の成長に必要な物質である (D) 食品にオリゴ糖を添加するのは その分子がブドウ糖に比べて小さく 人体に吸収されやすいためである (E) でんぷんと蔗糖は全て重合体に属し 多くの小分子が結び付いてできた巨大な分子である 台湾大学入学考試中心ウェブサイト ( より 日本語訳は河合塾 え加温する際 空気を通す理由を化学平衡の観点から論 + 述させ さらに NH 4 の酸化反応の熱化学方程式を問う また HNO 3 を CH 3 OH により N 2 に還元するときに起こる酸化還元反応の量の関係を問う問題 さらには 2012 年では煙中に含まれる SO 2 の除去を題材とした同様な問題が出題されている 有機化合物の関する大問は1 題であり 5~7 工程ある合成経路が提示してある 教科書で取り扱われていない反応については 問題文に説明が与えてあり その工程について化学反応式 異性体数などの設問が用意されている 総評 上海 北京および台湾のすべてに共通することは 環境問題 エネルギー問題あるいは日常生活に関わりをもつ化学物質などを題材とし その現象を化学的に考える問題が多い また 中国 ( 上海 ) 中国( 北京 ) および台湾の教科書では s p などの原子軌道 標準電極電位 エンタルピーなど 日本の教科書では取り扱われていない内容が取り扱われている 台湾 基本事項の理解の修得度を測る試験 問題は第一部分と第二部分からなる 第一部分は台湾の高 1で 第二部分は台湾の高 2で履修する内容を反映しており 台湾の高 1の内容は日本の 化学 Ⅰ( 現行課程 ) と 高 2の内容は日本の 化学 Ⅱ( 現行課程 ) に対応していると考えてよい < 出題例 3>のように 食塩 酢など家庭で使う調味料 緑茶など食品に含まれる化学物質やタンパク質やオリゴ糖に関する問題 また Kawaijuku Guideline

11 生物 各国とも分子レベルの生物学と生態系 環境を重視科学的思考力を問う問題も出題 生物 Ⅰ と生物 Ⅱ として出題考察問題も多く 短時間での情報処理能力が必要 の大学修学能力試験の生物は 生物 Ⅰ と生物 Ⅱ に 分かれており 一問一答の客観式でそれぞれ 20 問ずつ 出題される 生物 Ⅰ 生物 Ⅱ ともに試験時間は 30 分で ある 日本の大学入試センター試験 ( 以下 センター試 験 ) の生物 Ⅰ はマーク数 33 程度で 60 分であるため 時 間当たりのマーク数はセンター試験に比べて多い 知識 問題と実験考察 計算問題の比率は 年度により多少の ばらつきはあるもののほぼ均等で 考察問題も多い 短 時間で多くの情報を処理する能力が必要とされる試験で ある 問題の難易度は 生物 Ⅱ で出題範囲が広い点を除 組織 酵素と代謝 遺伝子 進化と系統 生物の集団といった分野が生物 Ⅱで出題されている この区分のコンセプトは明確である まず生物 Ⅰの範囲は 高校生にとって身近でイメージしやすいヒトが題材になっている 生物 Ⅰの分野では およそ4 分の3はヒトに関係がある問題である 全体的に基礎的な内容が多いが 医療技術に関する設問については 遺伝子治療など高度な内容が扱われていることがある< 出題例 1> 一方 個体レベルよりミクロな細胞 分子のレベルが生物 Ⅱで扱われている 従って生物 Ⅱは センター試験では範囲外となっている分野からも多く取り入れられている 日本の学習指導要領では選択分野の 生物の集団 に入っている内容も 生物 Ⅰと生物 Ⅱの両方で扱われている こうした傾向を見ると の生物 Ⅰは日本の新課程の 生物基礎 に近く 生物 Ⅱは 生物 に近い けばセンター試験と同程度であろう 分野の区分については 生殖 遺伝 刺激の受容と反応 体液の恒常性 免疫といった分野が生物 Ⅰ 細胞と < 出題例 1> 2012 年 生物 Ⅰ 19. 図は 生命工学技術を利用してある遺伝病を持っている患者を治療する過程の一部を表したものである 中国 ( 上海 ) 最も新しい研究成果を取り入れた出題高度な内容 分子レベルの生物学が出題される 上海の全国大学統一入試の生物科学試験問題は二部構 正常な遺伝子再組合 DNA 再組合された DNA が入っているウイルス A を製造 ウイルス DNA ( カ ) ( ナ ) ウイルス A 患者の体細胞 X DNA ( タ ) 培養された細胞を患者へ培養注入 成になっており 第一部が選択問題 第二部が選択問題 数値を記述する問題 論述問題が混在する形式での出題となっている 試験時間が 120 分 総マーク数が 73 前後と 今回調査した地域中 試験時間 問題数とも最大である ( カ ) ~ ( タ ) 過程に関する説明として正しいもののみを < 解答例 > の中から選んだのはどれか [3 点 ] < 解答例 > k. ( カ ) で DNA リガーゼが使用される n. ( ナ ) で ウイルス A によって正常遺伝子が体細胞 X に導入される t. ( タ ) で培養された細胞は 細胞融合技術によって作られた細胞である 1 k 2 t 3 k, n 4 n, t 5 k, n, t 内容も高度で 日本も含めた 5 地域中最も新しい研究成果がいち早く取り入れられており 全体に分子レベルの生物学が大幅に出題されている 問題量が多いので解答は大変であり 難易度は日本の難関国公立大学の個別 (2 次 ) 試験と比べると若干解きやすいレベルである これを大学受験生全員が受験することを考えると大変難しい 記号については語の表記に従う 教育課程評価院ウェブサイト ( より 日本語訳は河合塾 本記事における日本の高等学校教育課程の名称は 以下のように表記しています 新課程 :2009 年 3 月に告示された高等学校学習指導要領に基づく教育課程現行課程 :1999 年 3 月に告示された高等学校学習指導要領に基づく教育課程 12 Kawaijuku Guideline まず 第一部は一問一答で客観式の試験である この 部分で すでに生体物質に関する設問が どの年度の試

12 特集東アジアの理科の大学入試問題分析 < 表 > 年の入試問題比較 項目細胞 組織生殖 発生遺伝刺激の受容と反応体液 恒常性 [ 生物 Ⅰ] 例外 : 生殖 一遺伝子雑種 ~ 遺伝子の相互作用 視覚反射弓自律神経 血糖量心臓の拍動血圧肺でのガス交換排出 [ 生物 Ⅱ] 細胞小器官生体膜 中国 ( 上海 ) 中国 ( 北京 ) 台湾 細胞小器官体細胞分裂 細胞小器官生体膜体細胞分裂 例外 : 減数分裂生殖 一遺伝子雑種 ~ 遺伝子の相互作用 受容器ニューロン膜電位 体温調節排出自律神経 一遺伝子雑種 ~ 遺伝子の相互作用 ニューロンの構造 血糖量調節 一遺伝子雑種 ~ 遺伝子の相互作用 ヒトの神経系 体温調節排出 欄上 :2010 ~ 2012 年の出題頻度を記号で示した : 毎年多数出題 : 毎年出題 :3 年中 1 年または2 年出題 : 出題なし 欄下 : 代表的な項目やトピックス 験でも出題されている 第二部は 1 つのテーマについて4~6 問の設問が設定されており 実験考察問題の比率が高い この部分では 例えば 2011 年の PCB に関する設問 < 出題例 2 >など 毎年 工学的な技術に関する内容が問われている さらに 実際の研究の進め方について仮設を立てて検証する過程を再現する問題も出題されており 科学的な < 出題例 2> 2011 年中国 ( 上海 ) 生物 ( 五 ) 微生物と酵素に関する次の問いに答えよ 環境汚染物質 PCB は分解しにくいが 研究により PCB 分解菌内の PCB 加水分解酵素が PCB の分解を促す重要な酵素であることがわかった 38. 酵素工学によって PCB 加水分解酵素を実際の工程に用いることができる 酵素工学は通常 酵素の生産 酵素の固定化と酵素の応用などを含む 酵素の固定化のメリットは である ( 中略 ) 40. ロドコッカス属とシュードモナス属はどちらも PCB を分解することができるが 菌 1 グラムあたりで計算したところ 2 つの菌の PCB を分解する能力はやや異なることが研究によりわかった この現象についての合理的な仮説は あるいは である 注 : 下線部に当てはまる文章を論述する問題河合塾で独自に入手 日本語訳は河合塾 思考力の養成も重視されている 上海では分子レベルの生命科学とその工学的な応用が重視されていると言えるだろう 中国 ( 北京 ) 実験考察問題が多く 応用力が試される北京の全国大学統一入試では 第一部は4 科目合わせて 20 問の一問一答形式の問題である このうち5 問の設問が生物からの出題である この部分は知識問題か典型的な計算問題であり センター試験と比べて解きやすい 細胞 組織に関する問題が最も多く 続いて生物の集団に関する問題が多く出題されている その他には恒常性や免疫に関する問題も毎年出題されている 第二部はいずれの年でも まとまった実験考察問題 ( 記述式 ) が3 題出題されており 全設問数に占める実験考察問題の割合が高く 範囲も広いため センター試験より難しい 2012 年には遺伝の問題から遺伝子の塩基配列に関する設問へと展開するような問題や 水チャネルに関する実験考察問題 また 2011 年にはアグロバクテリウムを用いたシロイヌナズナの形質転換の問題などが Kawaijuku Guideline

13 < 表 > 年の入試問題比較 項目植物の反応代謝遺伝子タンパク質のはたらき進化 系統生物の集団 [ 生物 Ⅰ] 消化酵素 ATP 例外 : ウイルスベクター 免疫 バイオーム BOD 測定 [ 生物 Ⅱ] 中国 ( 上海 ) 中国 ( 北京 ) 台湾 光合成 植物ホルモン光ー光合成曲線 植物ホルモン 光周的花芽形成 酵素呼吸と光合成の代謝経路 複製タンパク質合成発現調節遺伝子工学 輸送タンパク質 進化理論集団遺伝系統分類 個体群遷移戦略生態 酵素呼吸と光合成の代謝経路 DNA の構造複製タンパク質合成遺伝子工学等 タンパク質の構造免疫ホルモン受容体 進化理論系統分類 個体群生態系のバランス ATP アルコール発酵 突然変異植物の形質転換 免疫水チャネル 遷移植生分布 DNA の構造クローン作成 免疫プリオン 系統分類 個体群遷移植生分布 欄上 :2010 ~ 2012 年の出題頻度を記号で示した : 毎年多数出題 : 毎年出題 :3 年中 1 年または2 年出題 : 出題なし 欄下 : 代表的な項目やトピックス 出題されており 遺伝子分野を中心とする分子レベルの生物学が重視されていることがわかる 一方 進化 系統については出題されていない 台湾 生物分野の出題が少なく 知識問題が中心台湾の大学学科能力測験では 生物分野の出題数は多くない 第一部分では 7~9 問の一問一答形式の知識問題が出題され 第二部分では あるテーマに沿った問題が科目を横断して出題される 第二部分でも出題形式は選択式であり 生物分野では知識で解答できる設問が多く 考察や計算の比重は高くない そのためセンター試験よりも取り組みやすいだろう 出題分野は 2010 ~ 2012 年までの3 年間で出題された全設問 41 問中 生物の集団 に関する問題が 11 問と多く 続いて 細胞 組織 が 8 問 進化 系統 が 6 問 遺伝子 が5 問となっている 集団レベルと物質レベルの生命観が重視されていることがわかる 台湾の教育課程においては 高校 1 年生でバイオームや生態系など の学習を行い 高校 2 年生で動植物の個体を中心にした反応や恒常性などを中心に学ぶことになっている 台湾の大学学科能力測験は高校 2 年生までの学習内容を問う試験であるが 動植物の反応や恒常性に関する問題は少なく 遺伝子分野が学習範囲外にも関わらず出題されている ウイルスや予防接種に関する政策的な問題 プリオン 薬剤耐性菌 バイオマスアルコールなど時事的な問題が毎年 2~3 問出題されていることも特徴的である 総評 各国とも分子レベルの生物学と生態系 環境を重視する傾向が見られた 台湾が比較的基礎的な内容を重視していることを除くと 各地域ともセンター試験よりも出題される分野は広く 高度な内容が盛り込まれている 各国とも 単なる知識ではなく科学的思考力を問う設問を入れようと工夫をしていることもうかがえる ただし 日本の国公立大学個別 (2 次 ) 試験に該当する試験がないことを考えると 成績上位生ほど得点差がつきにくい出題となっていると推測される 14 Kawaijuku Guideline

14 特集東アジアの理科の大学入試問題分析 地学 台湾では 大気海洋分野 と 天文分野 が多く出題され 暗記だけでは対応できない問題も多い 試験科目として 地学 に対応する教科が理科に存在すると台湾の試験問題を日本の大学入試センター試験 ( 以下 センター試験 ) 地学 Ⅰ と比較 検討した 中国では 高等学校第一学年で学ぶ地理の内容すべてが地学の分野であり 理科の中に含まれないため 今回は分析の対象としていない 教科書の内容を反映して科学史が出題科学分野の 地球科学 Ⅰ 地球科学 Ⅱ からの出題である 地球科学 Ⅰ は現行課程の 地学基礎 地球科学 Ⅱ は新課程の 地学 に近い内容である 試験時間と分量単位時間あたりの問題数は 日本の約 1.3 倍である 設問形式一問一答形式に近い小問集合の問題で ほとんどすべての小問に図もしくは表が付随している 暗記を強いる用語や諸量の数値を問う単純な問題はなく 3つの文章の正誤の組み合わせ もしくは5つの文章から正解を1 つ選択するという応用力を重視した問題が出題されている 計算問題は それぞれの選択肢が異なるテーマ 内容であり センター試験の計算問題を複数個組み合わせ たものに近い センター試験と同じような図 1~5 文章 1~5から最も適切なものを選ばせる問題もある 内容センター試験と出題分野に大きな違いはないが < 図 < 出題例 1> 2012 年 地球科学 Ⅰ 以下は 波による岩石の侵食作用を研究するためにチョルスが先生と交わした対話の一部である チョルス : 水槽に波発生装置を設置し 岩石を入れて波を起こし 岩石の変化を観察すればいいのでは? 先生 : 方法はもっともらしいが 1 2 時間の実験で岩石の変化を観察することができるかな? こういう地球科学的現象を研究するときには A ということを考慮しなければならないよ A に入る内容として最も適切なものはどれか 1 研究対象の時間的規模が非常に大きい 2 おもに演繹的な研究方法を用いる 3 多くの分野の科学者たちとの共同研究が必要である 4 人工衛星を利用した探査技術を活用する 5 対象となる自然現象を実験室で容易に再現できる 教育課程評価院ウェブサイト ( より 日本語訳は河合塾 < 出題例 2> 2010 年 地球科学 Ⅰ 図は プトレマイオスの宇宙観の一部を模式的に表したものである この宇宙観によって説明できる観測事実はどれか < 解答例 > < 図表 1> 2010 ~ 2012 年 台湾の入試問題の分野別比較 k 最大離角の大きさは金星の方が水星よりも大きい n 地球との最短距離は 金星の方が水星よりも短い t 金星が満月の形に近い姿で観測される 教育課程評価院ウェブサイト ( より 日本語訳は河合塾 本記事における日本の高等学校教育課程の名称は 以下のように表記しています 新課程 :2009 年 3 月に告示された高等学校学習指導要領に基づく教育課程現行課程 :1999 年 3 月に告示された高等学校学習指導要領に基づく教育課程 Kawaijuku Guideline

15 < 図表 2> 2012 年 台湾の入試問題比較 台湾については 地学分野のみ抽出[固体地球岩石鉱物地質地史大気海洋天文環境その他 地震計の記録溶岩と火山柱状図の対比大気圏の温度構造彗星の観測 地学現象の研究 東アフリカ大地溝帯 酸素量の変遷と生物 地上天気図 蝶形図と太陽の自転速度 二酸化炭素濃度 地球平均気温 北極海の海氷面積 [地球科学Ⅰ海洋の水温変化 太平洋の海流 積乱雲と氷晶 恒星の比較 ガリレオの金星観測 月の満ち欠け 気象要素 金星の沈む時刻の変化 露点の高度変化 収束型境界の特徴偏光顕微鏡写真化石の図 温暖高気圧と寒冷高気圧 銀河の距離と後退速度の比較 プレートの移動 地質断面図 偏西風波動と地上の気圧配置 太陽の進化と HR 図 地球科学Ⅱ]海洋底の年齢クリノメーター海水温の鉛直分布火星の視運動 地球内部の元素組成 地衡風と傾度風 大気の安定 不安定 太陽高度の年変化と緯度 恒星の色指数と年周視差 潮汐 亜熱帯循環 ] 自然科 問題に含まれる地学分野の問題を分析した 沈み込み帯の特徴 原始地球の冷却 上昇流のある海域の特徴 銀河と星間雲の距離の比較 山崩れ 海水の密度差 惑星と恒星の区別 ラニーニャ現象の影響 X 線望遠鏡の設置場所 台湾 気圧と気温の比較 中規模渦の水位 海陸風 東岸と西岸の気候恒星の半径計算 CO2 濃度の変化 音響測定 地球温暖化問題 表 1>のように 大気海洋分野 と 天文分野 が他の分野と比較して出題の割合が高く < 図表 2>に示したテーマの問題が出題されている 日本や台湾と異なり < 出題例 1 >のように 研究の進め方や地学という学問の特徴を問う内容も出題されている また < 出題例 2>のように 教科書の内容を反映して 日本では扱われない ガリレオの金星の満ち欠けの観測記録と天動説 地動説 などの科学史 ケプラー式屈折望遠鏡とニュートン式反射望遠鏡の原理 渾天儀など古観測器機 などの観測器具に関する問題が出題されている 台湾 図表問題は日本やと比べて少ない問題の中には 日本の現行課程 理科総合 A や 理科総合 B に近い出題も散見される 試験時間と分量 自然科 問題のうち 地学分野は 25% 程度を占める 単位時間あたりの問題数は 日本の約 1.4 倍である 16 Kawaijuku Guideline

16 特集東アジアの理科の大学入試問題分析 設問形式 5つの文章 ( まれに4つや6つ ) から 1 つの正解を選ぶ単一選択問題が多い 一部に 日本やと異なり 2~3つの正解を選ぶ複数選択問題があり 各設問に正解の選択数が指定されている 日本やのような正誤の組み合わせ選択の問題はない 計算問題は センター試験同様 結果の数値を選択するもので 全体に占める分量は日本と同様である 図表を読み取る問題は日本やと比較して少ない グラフや図の選択問題は少なく センター試験と同じ程度である 内容 < 図表 1>のように と同様 大気海洋分野 と 天文分野 が他の分野と比較して出題の割合が高い 受験生の記憶に新しいと思われる 実際に起きた近年の地震 台風 日食などの話題を題材にしている年度があるが それ以外は < 図表 2>のように 日本と出題内容は似ている 総評 センター試験では 各分野からほぼ均等に出題されているが 台湾とも 大気海洋分野 と 天文分野 が多く 岩石鉱物分野 地質地史分野の出題は少ない また 日本よりも単位時間当たりに解くべき問題数が多い上に 文章の選択問題も多い センター試験では 大問で1つのテーマが扱われ その中で複数の小問に分かれているため 扱うテーマが限定されるが 台湾では小問の一問一答形式であり 各小問に1つのテーマを扱えるため 地学の各分野から幅広く多くの内容を問うのに適している また センター試験のような空欄補充問題 用語や諸量の数値を問う問題はほとんどなく それらの暗記では対応できない それぞれの選択肢を吟味しつつ 多角的視点から多くの問題を解く必要があるため 台湾ともセンター試験よりも難しいと言える コラム これまで 中国 台湾における理科の統一試験の問題分析を紹介した 東アジアだ けでなく 世界の理科教育 科学教育はどのようになっているのだろうか そこで今回は アメリカとイギリスの科学教育について お二人の先生にお話を伺った イギリス 日常生活のさまざまな問題解決に科学がどのように機能するのかを重視 広島大学大学院教育学研究科磯﨑哲夫教授 サッチャー政権の教育改革法に基づいて作成された ナショナル カリキュラム イギリス ( 主としてイングランド ) では 伝統的に国 が教育に積極的に関与することは少なく 1980 年代後 半まで 日本の学習指導要領に相当するものは存在して いませんでした 1988 年 当時のサッチャー政権下で 教育改革法が制定され それに基づいて作られたのが ナショナル カリキュラム ( 以下 NC と省略 ) です NC では 数学 英語 ( 国語 ) に 科学 ( 理科 ) を加え た 3 教科をコアと位置づけ 学校の必修教科としました 実は それまでのイギリスの初等 中等教育においては 科学の授業をあまり実施していない小学校もありましたし 中学校の科学の授業数も学校によって差があるなど 科学教育は充実しているとは言えない状況でした しかし サッチャー首相は 日本やドイツの台頭が著しい中で 国際競争を勝ち抜いていくためには 科学者 技術者を増やすとともに 国民全体の科学の知識を高めることが必要になるとして NC を導入するとともに 科学の必修化を図ったのです この NC と日本の学習指導要領の共通点は 両方とも ( 補足 ) 日本では明治からの法律で 理科という言葉が定着しているが 欧米では理科という教科概念はない 全米科学教育スタンダードにも 地域全体で支える科学教育という捉え方があり その意味で日本における理科教育とは概念が異なるため 科学教育 という言葉を適用している Kawaijuku Guideline

17 小学校から順序性を持たせて ステップアップするスパ イラルなカリキュラムになっているということです 相 違点は 日本が物理 化学 生物 地学の 4 領域を学習 するのに対して NC は物理 化学 生物の 3 領域設定 されていますが 地学の内容は 例えば天文は物理 古 生物は生物 地質 岩石は化学分野に含まれていること です また NC は公立学校を対象にしたものです さ らに 日本の学習指導要領には法的拘束力があるのに対 して NC はあくまでガイドラインである点が最も異な る点です ガイドラインであるために 教科書検定制度 に相当するものはなく 多様な教科書が作成可能です しかし 私立学校の教育や教科書の内容が NC の影 響を受けないというわけではありません イギリスでは 16 歳の義務教育修了時に GCSE ( 注 1) という資格試験を 受けて 高等教育進学あるいは就職のための資格証明を 取得します GCSE の問題を作成するのは 3 つの試験委 員会で 資格 カリキュラム開発機構 (QCA 現在は 新政権の発足に伴って解散 ) が示す教科基準に準拠して 試験の目的や評価目標 学習範囲を示した試験詳述書 (specification) を作成します 私立学校も含め多くの学 校では GCSE の試験への対応のため 試験詳述書を使 って学習しています つまり 教科書や試験詳述書が NC に準拠しているため 私立学校の教育も間接的に NC の影響を受けていると言えるのです 科学がどのように機能するのか という観点に重きを置く NC の特徴は 義務教育期間 (5 ~ 16 歳 ) を学習の発 達段階で 4 つのキーステージ (5~7 歳 ~ 11 歳 ~ 14 歳 ~ 16 歳 ) に区分し 各段階における到達目標を 設定し 到達度を測定する試験を課していることです 科学の内容で注目されるのは 学習すべき内容の範囲 のほかに 科学がどのように機能するのか (How science works) が柱の 1 つになっていることです 例 えば 科学が日常生活でどのように活用されているか 科学的知識の本質とは何か 科学者はどのように研究 を進めているのか などを意識的に教えることを求めて います そのため 多くの教科書が 単元の始まりのと ころに日常生活との関連を示して学習の動機づけを強め たり 実験 観察の方法と関連づけて 科学がどのよう に機能するか について説明したりするなど さまざま な工夫を凝らしています NC は新政権発足に伴って改訂され 2014 年度からの 新しい改訂版では How science works は Working scientifically という項目に置き換えられ 従来の内容 に加えて 実験 観察 データの収集方法など 科学的 に物事を行う方法の習得に これまで以上に重きが置か れています 日常生活や社会的諸問題を出発点として意思決定まで求める教科書も 次に 高校における日本とイギリスの科学教育にはど のような違いがあるのでしょうか イギリスでは 義務教育修了後の 2 年間の後期中等教 育は A レベルと呼ばれています 最初の 1 年目が AS レ ベル 2 年目が A2 レベルです 日本との最も大きな違 いは 日本の高校が多様な科目を履修するのに対して イギリスは AS レベルで 5~6 科目 A2 レベルでは 3~ 4 科目を学習することです ( 注 2) イギリスの大学に入学するには GCE-A レベル試験 という資格試験を受験します この資格試験の評価は 大学入学時だけでなく 大学院進学や就職の際にも影響 します GCE-A レベル試験は 先に述べた 3 つの試験委員会 で作成され それぞれ 40 科目以上の試験を用意してい ます AS A2 レベルともに 生徒はその中から自分が 志望する大学 学部が要求している科目を選択して学び ます 教科書には A4 サイズより少し大きな版で AS A2 レベルそれぞれの教科書が 300 ページ近くのかなり 厚いものもあり 日本より細分化された専門性の高い科 目の内容を学ぶことになります しかも 構成が日本とは異なる教科書もあります 日 本の教科書は 単元ごとに科目の体系に基づいて知識を 学んでいきます イギリスにもそのタイプの教科書は存 在しますが 日常生活や 科学が関連する社会的諸問題 などの文脈を出発点として 課題の解決方法を考えさせ るような構成にした教科書もあるのです 例えば < 図表 1> の右側ように まず冒頭に 生徒 の興味 関心を喚起するような課題が提示され 次いで その課題を解決する上で必要な知識を学びます その際 に 例えば国会の審議内容などが示され それに対して 自分なりの意見をまとめたりもします イギリスはエビ ( 注 1)GCSE:General Certificate of Secondary Education ( 注 2)GCE:General Certificate of Education 18 Kawaijuku Guideline

18 特集東アジアの理科の大学入試問題分析 < 図表 1> 教科書 Edexcel A2 Biology と教科書 SNAB for Edexcel A2 Biology のトピック 5 におけるトピック構成の比較結果 図表左側は科目の体系に基づいた学習順序の教科書 右側は文脈を基盤とした課題の解決方法を考えさせるように構成を変えた教科書 5.1 光合成 Edexcel A2 レベル教科書 5.2 生態系はどのように働くのか? SNAB A2 レベル教科書 5.1 生態系とは何か? 5.2 生態系はエネルギー転移に頼っている 5.3 気候が変動している? 5.4 地球に温度はなぜ変化しているのか? 5.3 地球温暖化ー原因 影響 疑問 5.5 未来の気候を予測する 5.6 気候変動に対処する 5.4 種と進化 5.7 適応もしくは死 5.8 正しいバランスを得る 出典 : 國府島将平 イギリスの Salters-Nuffield Advanced Biology に関する研究 広島大学大学院教育学研究科修士論文 p 年 デンス ( 証拠となるデータ ) を重視する国ですので デ ータに基づき解釈をすることを学びます 最終的には 例えば GCSE レベルの教科書においても 出生前診断 を行うかどうか あなたはどう判断するか といった質 問に対して それまでに学んだ知識や科学的根拠 およ び倫理的な側面も踏まえて 自分なりの意思決定をしま す 大事なのは このようなプロセスを理解し 科学や 技術が関連する社会的諸問題に対して自分の考えを明確 化し それを表現することです GCSE GCE - A レベル試験では実験などの評価 ( コースワーク ) も実施 もう 1 つの違いは イギリスの方が実験 観察などの 授業時間が多い点です これは 大学入学時の試験が 日本は選抜試験である のに対し イギリスは資格試験である点も影響していま す A レベルの科学の試験における評価の観点は < 図 表 2> のような内容です また イギリスではデータや 科学的根拠に基づいて 論理的に考えさせる知識活用型 の問題が多く さらに GCSE でも GCE-A レベル試 験でも 必ずコースワークと呼ばれる実験なども評価さ れます 与えられた課題を解決するために どのような 実験をするのか 自分で実験手順や操作を考え 実際に 実験を行い データを揃えて結論をレポートにまとめる といった内容です 当然 それに対応できるように 学 校でも実験 観察の機会が豊富に設けられています このように 日本の理科教育とイギリスの科学教育に はさまざまな違いがあります しかし 誤解しないでい ただきたいのは どちらかが優れているかという単純な 問題ではないということです 私はそれぞれに良さがあ ると考えています イギリスの A レベルでは少数の教 科を選択し 専門的な内容の学習をしていますが 日本 の高校のようにまずは幅広く基礎力を養成する教育にも 利点があります もちろん イギリスの科学教育には 実験 観察などのコースワークの充実 科学的なものの 考え方の育成 科学が日常生活でどのように活用されて いるか レポートの書き方 ( 主題を提示し その証明を 証拠を用いて行い 結論を示す ) など 参考にすべき点 も多くあります < 図表 2>GCE-A レベル科学の評価目標 出典 : 磯崎哲夫 イギリスにおける科学の学力の捉え方 日本理科教育学会編著 今こそ理科の学力を問う p 年 東洋館出版社 Kawaijuku Guideline

19 アメリカ 国家戦略として STEM 教育 へと大きく舵を切ったアメリカの科学教育 静岡大学大学院教育学研究科熊野善介教授 1996 年 1 月に刊行された 全米科学教育スタンダード アメリカには日本における学習指導要領のようなもの が存在せず 州 地域ごとに異なる 多様性のある教育 を展開してきました それがアメリカの教育の特色でも あったのですが 20 世紀後半になって 数学や科学でス タンダードを作ろうという動きが生まれてきました 1989 年に全米数学教育学会が 連邦レベルの数学のスタ ンダードを作成しました また 科学では 1989 年に AAAS ( 注 1) が すべてのアメリカ人のための科学 次い で 1990 年に NSTA ( 注 2) が 科学的リテラシーを保持す る人の声明文 を公表 科学教育改革の必要性が提言さ れました それらを受けて カーネギー財団や全米科学 アカデミーなどから資金が拠出されて調査 研究を行い 全米研究評議会 (NRC) ( 注 3) が 1996 年 1 月に刊行したの が 全米科学教育スタンダード < 図 > です NRC が作った 全米科学教育スタンダード には日本 の学習指導要領のような法的拘束力はありません また アメリカは連邦制ですので 州ごとに教育が異なります 全米科学教育スタンダードが刊行された後 州ごとの科 学教育スタンダードが作られ それが州立学校の科学教 育に反映されます 学ぶべき内容と順序性だけでなく授業法や教育システムの変革法も示す 全米科学教育スタンダード には 日本の学習指導要 領とは異なる項目が含まれている点が注目されます 学習指導要領は いわば コース オブ スタディ で あり 学ぶべき内容と順序性の記述が中心になっていま す それに対して 全米科学教育スタンダード は 内 容に加えて 子どもたちの科学的思考を深めるための教 授法 優れた科学教員として成長するためのノウハウ 科学教育を支えるシステムをイノベーション ( 革新 ) す るためのモデルの提示 などが詳述されています 評価法にも言及されており ( アセスメントスタンダー ド ) Evaluation に加えて Assessment の観点の重要性 が指摘されています 日本語ではいずれも 評価 と訳 されますが 英語では Assessment には自分自身で自 らを振り返り 学びの方向性を自発的に見出すことに喜 びと責任を感じられるようにする評価 という意味合い が含まれています 科学 技術 工学 数学を一体化させた科学教育をめざしてスタンダードを改訂 さらに近年になって 全米科学教育スタンダード の 改訂を行うべきだという機運が起こり それを受けて 2013 年 4 月に刊行されたのが NGSS (Next Generation Science Standards) です この背景にはアメリカの国家戦略があります オバマ 大統領は 100 万人の新規雇用を創出するという公約を掲 げましたが 新規雇用を促すにはイノベーションの実現 が不可欠であり その実現には 理学と工学の一体化が 必要だという前提に立っています それに伴って 新し い教育概念が登場してきました それが STEM(Science, Technology, Engineering, and Mathematics) 教育です これは科学 技術 工学 数学を一体として扱うという 新しい教育の試みです オバマ政権では現在 すべての省庁の予算の約 5% を STEM 教育に当てる方針を打ち出しており 2013 年度の 予算規模は約 3,000 億円にのぼっています 州でも 学校 企業 地域など あらゆる組織体に対して STEM 教育に どのような貢献ができるか 企画書を提出させ 予算を 優れた企画に投入するという動きが見られます 大学で も STEM 教育センターを開設し研究に着手しています し コミュニティカレッジでは 将来 小学校教師をめ ざす学生のためのカリキュラム改訂を進めています さ らに オバマ大統領は STEM 教育を推進できる科学教 師を新たに 10 万人育てる方針も打ち出しています 24 ( 注 1)AAAS:American Association for the Advancement of Science ノーベル賞受賞者などが所属し 科学技術の国家戦略にも影響力を持つ組織 ( 注 2)NSTA:National Science Teachers Association 幼稚園から大学までの科学教員の連合組織 ( 注 3)NRC:National Research Council 20 Kawaijuku Guideline

20 特集東アジアの理科の大学入試問題分析 州の学校では STEM 教育の導入に向けた動きが加速するなど アメリカの科学教育は 国家戦略として STEM 教育へ大きく舵を切ろうとしているのです < 図表 > アメリカの科学教育の新しいフレームワーク ( 熊野簡訳 ) テクノロジーからエンジニアリングに転換授業に デザイン を組み込む NGSS への改訂でまず注目されるのは 工 学 技術 応用科学 それぞれの定義が行われ 科学教育の中核の 1 つとして位置づけられたこ とです 全米科学教育スタンダード が 人間 の必要性や欲求のために天然物からモノをつく る というテクノロジー教育中心だったのに対 して NGSS では完全に 人間の必要性や欲 求を満たすために物体 プロセス システムを デザインする というエンジニアリング教育へ の転換をめざしています エンジニアリング教育を融合した科学教育にしていく ために NGSS では 授業にデザインを組み込むこと を求めています ここでいうデザインとは モデルを創 造したり 問題を見出し課題の解決例をデザインしたり といった活動を意味しています 例えば日本の新しい学 習指導要領に含まれた 学んだ基礎的な知識を自分たち の身の回りの生活と関連づけるような学びも デザイン といえるでしょう さらに 科学技術における研究や仕事は チームで活 動するのが当然になっています 他者との出会いを意図 的に実現して チームで新しいものを創出する機会を提 供することもデザインです NGSS では そうしたプ ラクティス ( 私は 科学と工学の体験的経験的活動 と 訳しています ) を意識的に導入しようとしています また NGSS は リテラシー学習の核となる概念を 厳選し 学習内容を大きく 物理科学 生命化学 地 球と宇宙科学 工学 技術 応用科学 の 4 領域としま した 地球と宇宙科学 が柱の 1 つになっているのはア メリカの国家戦略の一環とも言えるでしょう スペース シャトルの中止は 宇宙工学 宇宙科学の分野において アメリカが 宇宙ステーションの開発をめざすという方 向性から 第 2 の地球探し と言われる宇宙探査 開発 に本格的に乗り出したことを意味しています その前提 出典 : 熊野善介 中学校理科の教育課程が目指す学力 日本理科教育学会編著 今こそ理科の学力を問う p 年 東洋館出版社 として アメリカ市民にとって この分野の基礎を知っ ていることは必須だと考えられているのではないでしょ うか なお 物理科学 は 日本の 物理 と 化学 に相当しています 理科教育関係者の積極的なアメリカの実情視察を望みたい 私は 今後のアメリカの科学教育が STEM 教育へと 移行するのは間違いないと思っています アメリカの科 学教育が国際標準になっていく可能性が高いと考えると 日本の理科教育は置き去りにされてしまいかねないと危 惧しています 特に 日本の学校教育では 理学と工学 を結びつけようとする経験が不足しています そこで 私の研究室では 静岡科学館や藤枝市などと 連携して STEM 教育を行う科学教室の開催を試行的に 始めました 理学的な自由研究を行った子どもたちと 工学的な自由研究を行った子どもたちが交流する場面を 意図的に作り出し そこでどのような思考の深化が図れ るかなどを検証する予定です もちろん そうした個別 の活動だけでは 大きな潮流を生み出すには限界があり ます 日本の理科教育の関係者が 積極的にアメリカの 実情を視察し 日本と比較して 今後の方向性について 大いに議論する場が活発化することが望まれています Kawaijuku Guideline