化学
吉村　大介　茨城県立並木中等教育学校教諭
教科書にない物質の実験手順

　昨年実施された「化学」のプレテストを従来のセンター試験と比較し、傾向を分析すると、およそ次のように言えるだろう。

　(1)問題数は減少した
　(2)単純な知識問題はほとんどなく、情報読解力、分析力、思考力を問う問題が大幅に増加した
　(3)実験に関する問題が増加した
　(4)「当てはまるものをすべて選べ」という、解答数が一つでない問題が出題された
　(5)教科書にはない未知の資料等を分析・考察する問題が出題された

　知識があれば単純に解ける問題が大幅に減少したため、知識詰め込み型の授業では対応できない。十分な授業時数の確保が困難な無機化学・有機化学の分野は、どうしても知識詰め込み型の授業になりがちではあるが、理論化学の原理（極性・酸化還元反応・中和反応など）とからめて、「なぜそのような反応が起こるのか」を思考し応用させる「考える化学」が今後求められていくであろう。

　今回、プレテストの象徴的な問題である「第３問　問４」を取り上げてみた。この問題は「ベンゼン環における置換基の配向性」に関する説明文を読み、その原理を活用してｍ―クロロアニリンをベンゼンから合成する実験手順を考える問題である。この問題が従来のセンター試験と大きく異なる点は二つある。

　(1)教科書の発展の内容に記載されている「ベンゼン環における置換基の配向性」の内容を説明文として情報読解させている。教科書の発展の内容を扱っている点と、説明文から情報読解させる点は従来のセンター試験では見られなかった
　(2)ｍ―クロロアニリンという教科書に記載のない物質の実験手順を考えさせている。従来のセンター試験であれば、「ニトロベンゼンを濃塩酸とスズ（鉄）で還元し、アニリン塩酸塩をつくる。その水溶液に水酸化ナトリウム水溶液を加え、弱塩基の遊離によりアニリンを生成する」という実験手順を問う問題となり、教科書に記載されているアニリンの生成方法さえ暗記していれば、難なく解ける問題であっただろう

　今回の問題は、提示された説明文（ベンゼン環における置換基の配向性）の情報とアニリン生成の知識を組み合わせて考えなければ解けない思考力を必要とする問題である。
　具体的に説明すると、説明文からアニリンはオルト・パラ配向性で、アニリンに塩素を置換反応させても、オルトかパラの位置に塩素が置換し、メタの位置に塩素が置換した目的物質（ｍ―クロロアニリン）を合成することができないということを、まず読み取らなければならない。次にニトロベンゼンならメタ配向性なので、メタの位置に塩素を置換できることを読み取り、最初にニトロベンゼンを生成してから、塩素をメタの位置に置換し、最後にニトロ基をアミノ基に還元する合成手順を選択しなければならない。

必要な情報を選び、知識と組み合わせ

　この問題は、多くの知識が頭の中に詰め込まれているかを確認する知識問題ではなく、前述したように、与えられた情報から必要な情報を選択し、最低限持っておかなければならない知識と組み合わせて解答に結び付けていく思考型の問題である。
　今後訪れるAI時代において、インプットした知識をアウトプットする知識再生能力はAIに到底かなうことはない。人間に求められるのは、計算機であるAIが苦手とする、与えられた情報から必要な情報を選択して組み合わせ、論理的に思考して問題を解決する能力である。そう考えると、今回の問題は、これからの時代を生きていく生徒に必要とされる思考力を問う良問といえる。
　しかし、ここで気になることは、大学入試センターから公表された高校生のこの問題の正答率が１１％と大変低く、高校生がこのような思考型の問題を大変苦手としていることである。これは、従来型の授業だけではこのような思考型の問題に十分対応することはできない、そして私たち教員は新しい価値観の下、授業を改善していく必要があるということを示唆している。

正解一つと限らない探究型実験

　それでは、授業の中でどうやって思考力を育てるのか。プレテストでは実験に関する出題が増加した。今回は探究型の実験授業を提案する。
　教科書に掲載されている実験は、予想される結果を、示された手順に従って確かめる確認実験が一般的である。今回は正解が一つとは限らない探究型の実験で、多少乱暴な実験方法でも危険の少ない、金属イオンの系統分離の実験を提案する。
　提案した実験課題は、グループで実験手順を考え、実際にその手順で実験をしてみて、計画通り金属イオンの分離ができたかを確認するもので、知識を組み合わせて論理的に思考しなければ、実験手順を決定できない。簡単には成功しない実験と思われるが、「なぜうまくいかなかったのか。どうすれば良かったのか」をグループで話し合い、レポートで考察することにより、プレテストで問われている「与えられた情報（身に付けている知識）から必要な情報を選択して組み合わせ、論理的に思考して問題を解決する能力」が育成される第一歩になると考える。