本研究では,Tsai(2000)のコンフリクトマップの理論的枠組みを,高校物理「波の性質」の学習に適用し,内容的一貫性を持った実験・観察を,一連のネットワークに沿って提示するという教授方略を開発し,その教授効果を実証的に検討した。授業前後の質問紙による内観報告と,実験:・観察場面における行動観察の観点から質的分析を行った結果,以下のようなプロセスを経て,概念変化が促されていくことが示唆された。まず,「現実世界」において,信頼性が高く確からしさが疑われないデータとして,「先行概念と矛盾する事象」を直接的に観察することを通して,自らの考えが妥当ではない可能性に気づいていく。続いて,「科学的概念をサポートする知覚的事象」として,日常的に経験している事象と結びつけられた実験・観察を知覚的に経験した上で,それをいったん数の領域へマッピングし,数の領域でも物理現象の因果関係を確認するという,手続き的知識を伴った作業を通して,分かったと体感したとき,存在論的カテゴリーの変化がもたらされる。「現実世界」のみならず「思考世界」においても,「科学的概念を説明する決定的な事象」,「科学的概念に関連する適切な他の概念」として,科学的概念がなぜ適切なのかが,多角的視点から一貫性を持って保証されることで,真の科学的概念の理解が深まっていく可能性が示唆された。

The present research applied the theoretical framework of Tsai's (2000) conflict map in a high school physics class's study of properties of waves. A teaching strategy was developed that presented experimentation and observations that were consistent with the students' ideational network sequence. The teaching process included directly observing events discrepant with the students' preconceptions, experiencing observations and mapping and verifying their causal correlation within the mathematical domain, and consistently verifying the scientific conception from various perspectives, including the integration of anomalous data, both in the real world and in an ideal world. The instructional effects of the teaching strategy were examined through qualitative analysis, consisting of introspective protocols (questionnaires) before and after the class, and behavioral observations during the experimentation and observation phases. The results of the analysis suggested that the process used induced conceptual change.