理科教育における化学教材について
柏原林造
１ 化学教育の目標
中学校の１分野と高等学校の化学分野における教材開発と指導法について述べる。
まず，化学教育の目標について考える。 高等学校化学Ⅰの目標は以下のようになっている。「化学的な事物・現象についての観察・実験などを行い，自然に対する関心や探求心を高め，化学的に探究する能力と態度を育てるとともに基本的な概念や原理・法則を理解させ，科学的な自然観を育成する。」1）
化学Ⅱの目標は，これに課題研究などを行うことが加わる。また，中学校の理科１分野の目標で，化学に関係のあるものは，次のように記されている。
「(1)物質やエネルギーに関する事物・現象に対する関心を高め，その中に問題を見いだし意欲的に探究する活動を通して，規則性を発見したり課題を解決したりする方法を習得させる。」
「(3)化学的な事物・現象についての観察・実験を行い，観察・実験技能を修得させ，観察，実験の結果を考察して自らの考えを導き出し表現する能力を育てるとともに，身の回りの物質，化学変化と原子，分子，物質と化学反応の利用などについて理解させ，これらの事象に対する科学的な見方や考え方を養う。」
「(4)物質やエネルギーに関する事物・現象を調べる学習を通して，日常生活と関連付けて科学的に考える態度を養うとともに，自然を総合的に見ることができるようにする。」2）
これらのことから，中学校，高等学校における化学の授業では，実験，観察，課題研究，探究活動などを通して化学の概念，原理，法則などを理解するとともに，科学の方法を修得し自然観を深めることが求められている，ということができる。
２ 化学教育の内容
以上の目標を達成するために，さまざまな教材を用いて，授業が行われる。まず，概念，原理，法則については，中学校，高等学校の学習指導要領に記載されている「内容」に基づく。いま学習指導要領の「内容」から化学教育で必要とされる概念を整理し，分類すると次のようになる。
１，化学の基本概念
原子，分子 イオン，物質量，化学結合 化学反応式など
２，理論的・物理的な内容
状態変化，溶液，気体の法則，熱化学
３，無機物質
４，有機化合物ならびに高分子化合物
化学教材とは，これらの内容であり，また，実際に扱われる材料とその扱い方である，ということができる。
例えば，気体の性質では，ボイルの法則，シャルルの法則，気体の状態方程式，分圧の法則，気体の溶解度，理想気体と実在気体などが，教材である。これらは単元に属する個々の学習内容に該当するものである。また，これらを指導するために実際に用いられる，具体例，実験器具，薬品，モデル，練習問題なども教材ということができる。すなわち，ある単元を指導するのに「何を使って」指導するかというとき，その「何を使って」というのがまさに教材である。
ボイルの法則では，圧力と体積に関する法則を指導するのに，ボイルや，気体に関する科学史的知識，われわれの日常生活に見られる圧力と体積との関係，例えば，エアークッションやタイヤなど。さらに実験によるデータの収集と解釈，ならびに一般化，そして計算問題となる。また，併せて，圧力に対する基本概念の理解が必要であるので，その説明が必要となる。
以上のことから，化学教材の開発とは，何を用いてその内容を指導するかということに，尽きる。そして，前述したように，化学教育の内容は多様であるとともに，理論的な内容から各論的な内容にまで多岐に渡っているので，その教材も多様となり，扱い方もまた多様となる。
ここでまとめると，次のようなものを我々は教材として使っていることがわかるだろう。
我々の回りの現象や，商品など。歴史上の事例（科学史），既習の知識や体験。実験器具，試薬，実験（教師実験，生徒実験）。 写真，映像教材，図表。例題，演習問題。
なお，このような教材という用語の様々な場面での使われ方については，梅埜國夫によって考察されているので，参照されたい。3）
以上，現在中学校，高等学校で化学教育と呼ばれているいるものの内容等を化学教材の立場で概観したが，化学教育の目標とは何か，ともう一度振り返ってみることにしよう。結局，「化学教育の目標は物質の化学的性質を理解すること」に尽きる。物質の性質としては，物理的性質と化学的性質がある。化学反応の起こりやすさが化学的性質である。化学的性質を理解するには，沸点や融点，密度などをはじめとする物理的性質の理解も不可欠になる。また，物質の構造も理解しなければならない。元素概念，原子の構造，酸化還元反応，酸と塩基，気体の性質，等々と化学教材はまことに多岐にわたるが，これらの教材の学習意図は，すべてここに収斂する。化学的性質とりわけ化学反応性である。各教材（あるいは各単元といってもよい）が，この化学反応性の理解にどう役立つかと考えれば自ずとその教材の意義が浮かび上がる。もちろん一つの教材には一つだけの目標がある訳ではなく，複数の目標・意義を伴うものであるあるから，それらを明確にしておくことも必要である。
３ 身の回りの物質を用いた教材開発とその課題
「かつて，化学工業が教材化されていた時代，その内容は，いわゆる各論的であった。現代化の思潮の時代を経て，化学教材の内容は，今度は総論的な傾向を示し，《教室内の化学》になって自然や生産との結びつきが弱かった。」と大竹三郎が記すように，現在の化学教育は《教室内の化学》になって，工業製品はもとより，身近に使われている化学物質ですら等閑にされている。ここに身の回りの物質の教材化が必要となる根拠がある。
加藤俊二は「目の前にある物体の中に物質を意識することこそ物質を理解する第一歩である」と主張し，「日々接する物質」を教材として扱うことの意義を強調した。学生が目の前に見ているチョークが，既修の炭酸カルシウムや硫酸カルシウムであるのに，そのことに気づかないということのアンバラスを指摘した。硬貨もまた同様である。
「日々接する物質」すなわちいわゆる「身の回りの物質」を教材として扱う場合の留意点について考察しよう。
ここでいう「身の回りの物質」とは，次のような意味である。われわれは物質に取り囲まれて生活している。それらの物質ははっきりいって混合物である。しかし，主成分として中学校高等学校で学習する物質を含む場合が多い。主成分とは，単に最も含有率の多い物質というだけでなく，その物質の主たる機能を発揮する中心となる物質という場合もある。例えば，ベーキングパウダーにおける炭酸水素ナトリウムの場合である。その他，食品，生活雑貨等，化学の教材としてよく活用される商品は多い。
それでは，「身の回りの物質」を教材にして何を教えるかということになる。それは，我々が「日々接する物質」の中に，今学習している物質が主成分として含まれており，それらを調べるということである。すなわち，主成分の存在を確認したり，化学的性質特に化学反応性を調べたりすることである。このことによって体系化された化学の世界が，どこか遠い世界の話しではなく，今，目の前で「日々接する物質」の世界の出来事だと理解できる。
しかし，「身の回りの物質」を教材として用いる場合，問題はないのであろうか。例えば，製品を単純化して扱うあまり，生徒にその製品がその物質だけからできているという印象を与えかねない。既に述べたように，我々の周囲にある物質はほとんどの物が混合物である。そのことを承知の上で教師は，その主成分を，あたかも純物質かの如く利用してはいないか。
また，教材として用いる身の回りの物質の動作原理には複雑なものが多い。ややもすすると，ここでも単純化して教材として扱いがちである。教材として扱うことで，複雑な動作原理を見失っていないか，絶えず疑ってみることが大切である。
そしてまた，我々が入手できる製品は，日々改良が加えられている。様々な添加物が加えられ成分構成も変遷する。時には動作原理すら変わることもある。逆にいえば，教師の知識が古くなることである。
例えば，電池や洗剤はその例である。次から次から製品化される各種の製品の中で，教材としてどれをどのように扱うか。最新の情報の入手とともに，教材としての扱い方の工夫も改良されなければならない。
８ 実験指導について
化学の授業における実験の意義は大きい。実験は科学的方法の修得だけでなく，実物を見るという大きな意義がある。したがってできるだけ，生徒実験を行うことが望ましい。しかし，生徒実験としては危険な場合，実験装置や器具が十分にない場合や薬品が高価な場合，時間の都合などで，教師実験（演示実験）に代える場合もある。いずれにしても，安全性や環境問題への配慮が肝要であるとともに，実験の目的を明確にしておくことも大切である。
９ 安全への配慮
最後に，いかなる教材を用いようとも，化学教育では安全への配慮が最優先されねばならない。生徒の生活環境の変化とともに生徒の実態も刻々と変わっている。薬品や器具の使用法の説明，安全への配慮は生徒の実態に応じてなされることが肝要である。と同時に安全ゴーグル，安全ピペッター等の使用を義務づけたい。また，テフロン活栓のビュレット，分液ロート等，やや高価な製品を使用することによっても，不慮の事故は随分と防げるということも明記しておきたい。
参考文献
１）高等学校学習指導要領ｐ81
２）中学校学習指導要領ｐ.45
３）日本理科教育学会編，理科教育講座７，p.173 ，東洋館出版社，1992
４）日本理科教育学会編，理科教育講座７，p.162 ，東洋館出版社，1992
５）加藤俊二，「物質の理解」，化学同人，1975
＊発表誌不明。『理科の教育』？
