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発見学習は探究型学習の手法であり、構成主義に基づいた教育アプローチと考えられています。問題解決型学習、体験学習、21世紀型学習とも呼ばれます。学習理論家であり心理学者でもあるジャン・ピアジェ、ジェローム・ブルーナー、シーモア・パパートの研究によって支持されています。
ジェローム・ブルーナーは1960年代に発見学習を創始したとよく言われるが、彼の考えはジョン・デューイなどの初期の著述家の考えと非常によく似ている。[ 1 ]ブルーナーは、「自分で発見する練習をすることで、問題解決においてその情報をより容易に活用できるような方法で情報を獲得する方法を学ぶことができる」と主張している。[ 2 ]この哲学は後に1960年代の発見学習運動となった。この哲学運動のスローガンは、人々は「実践を通して学ぶ」べきだということである。
発見学習というラベルは、さまざまな指導テクニックを包含することができます。Alfieri、Brooks、Aldrich、およびTenenbaum（2011）[ 3 ]が行ったメタ分析レビューによると、発見学習のタスクは、暗黙のパターン検出から、説明の引き出し、マニュアルの作業、シミュレーションの実施まで多岐にわたります。発見学習は、学生に正確な答えが与えられるのではなく、自分で答えを見つけるための教材が与えられる場合にいつでも起こり得ます。
発見学習は、学習者が自身の経験や既有知識を活用しながら、物体を探索したり操作したり、疑問や論争に取り組んだり、実験を行ったりすることで、周囲の環境と相互作用する問題解決の状況で行われる。
発見型学習は、一般的に教師の指導が最小限であること、教師の説明が少ないこと、複数の解決策がある問題を解決すること、実践的な教材を使用すること、反復や暗記が最小限であることなどを特徴としています。[ 4 ]
発見型学習を成功させるには、以下のような複数の重要な要素が必要です[ 5 ] 。
発見学習法を用いた効果的な指導には、教師が以下の1つ以上を行う必要があると示唆されている。1) さまざまな指導法を活用した指導付き課題を提供する 2) 生徒が自分の考えを説明するように促し、教師はそれの正確性を評価し、フィードバックを提供する 3) 課題を完了する方法の例を提供する。[ 3 ]
発見学習の重要な成功要因は、教師の支援が必要であることです。発見学習の初期の先駆者の一人であるブルーナー（1961）は、ある程度の基礎知識がなければ発見は起こり得ないと警告しました。メイヤー（2004）は、学習成果を向上させるという証拠がないため、純粋な無支援の発見は排除すべきだと主張しました。発見学習は、生徒を混乱させたり、不満を抱かせたりする可能性もあります。[ 6 ]
したがって、発見学習における教師の役割は、学習成果の成功にとって極めて重要です。生徒は、例、練習、フィードバックを通して基礎知識を構築する必要があります。これにより、生徒は追加情報を統合し、問題解決能力や批判的思考力を発展させるための土台を築くことができます。
初期の研究では、指導後6週間後の情報保持において、従来の直接指導と比較して、指導指向型発見学習がプラスの効果をもたらすことが実証された。[ 7 ]
発見学習の結果、探究心と生涯学習の可能性が育まれると考えられている。[ 5 ]
発見学習は、生徒が探究し、教師や仲間と協力して問題を解決することを促進します。子どもたちは、自ら探究を進め、学習プロセスに積極的に参加することができ、生徒のモチベーション向上に役立ちます。[ 8 ]
しかし、発見学習には限界がないわけではありません。いくつかの研究では、発見学習をしている生徒は、直接指導を受けている生徒よりも、矛盾した、または誤解を招くフィードバック、符号化エラー、原因の誤帰属、不十分な練習や詳細な説明に遭遇する可能性が高いことが示されています。このような場合、幾何学、代数、コンピュータプログラミングなど、生徒が自力で発見するのが難しい手順を教えるには、直接指導が効率的な方法であることが示されています。[ 9 ]
現在、教育界ではこの指導モデルの有効性について議論が交わされている。[ 10 ]この議論は、研究者たちが発見学習の結果を他の指導方法と比較し始めた1950年代にまで遡る。[ 3 ]発見学習の基本概念を支持する立場から、ブルーナー（1961）は、生徒は直接教えられた概念よりも、自分で発見した概念の方が記憶に残りやすいと示唆した。
純粋な発見学習では、学習者はほとんど、あるいは全く援助を受けずに、調査や手順の実行を通して新しい内容を発見することが求められます。「例えば、理科の教師は、光源の強度によって色の認識がどのように変化するかを生徒に簡単に実演し、その後、この関係をさらに調べるための独自の実験を設計するように生徒に求めるかもしれません。」[ 11 ]この例では、生徒は自分で内容を発見することになります。生徒がトピックを自己発見することになるので、研究者は、行われている学習に誤りや誤解があったり、学習者にとって混乱や不満の原因になったりするのではないかと懸念しています。[ 12 ]
研究によると、幼児の発見に必要な認知的要求は、追加情報を統合するための既存の知識が限られているため、学習を妨げる可能性がある。ブルーナーはまた、そのような発見は、そのトピックに関する少なくともある程度の基礎知識なしにはできないと警告した。[ 12 ]基礎知識なしに問題を提示された学生は、解決策に取り組む能力がない可能性がある。[ 13 ]アルフィエリらが実施したメタ分析は、このような知見を再確認した。
メイヤー（2004）は、自発的な発見学習課題は、学習者が問題解決のルール、保存戦略、プログラミングの概念を発見するのに役立たないと主張している。しかし、彼は、状況によっては構成主義に基づくアプローチが有益である場合もあるが、純粋な発見学習は本質的に構造を欠いているため、学習者にとって有益ではないことを認めている。メイヤーはまた、発見学習への関心は1960年代以降、浮き沈みを繰り返してきたと指摘している。彼は、いずれの場合も、実証的な文献は純粋な発見方法の使用が推奨されていないことを示しているが、研究者たちは何度も指導方法の名前を変え、また信用を失い、また運動の名前を変えてきたと主張している。
あるいは、具体的な例を用いた直接指導、足場かけ技法、明確な説明とフィードバックは学習に有益である（Alfieri、2011）。さらに、新たに学んだ概念を練習する時間を設けることで、問題解決能力が向上する（Pas and Van Gog、2006）。
直接指導と補助的な発見学習の両方に利点があるようだ。
特別支援を必要とする生徒が一般教育カリキュラムに参加しようとする動きが強まる中、この分野の著名な研究者たちは、発見学習を基盤とした一般教育の授業が特別支援を必要とする生徒にとって適切な学習環境を提供できるかどうか疑問視している。カウフマンは、直接指導ではなく発見学習を用いることへの懸念を表明している。カウフマンは、必要な事実やスキルを習得する上で大きな成功を収めるためには、それらの事実やスキルは間接的にではなく直接的に教えられなければならないと述べている。つまり、指導をコントロールするのは生徒ではなく教師であり、情報は生徒に与えられるのである（2002）。
この見解は、数学障害のある生徒と数学指導に焦点を当てると特に強い説得力を持つ。Fuchsら(2008) は次のように述べている。
定型発達の生徒は、少なくとも部分的には構成主義的かつ帰納的な指導スタイルに依拠する一般教育数学プログラムから恩恵を受ける。しかし、深刻な数学的欠陥を抱える生徒は、数学の構造、意味、および操作上の要件を理解するような形でこれらのプログラムから恩恵を受けることができない 。数学障害のある生徒に対する効果的な介入には、明示的で教訓的な指導形式が必要となる 。
フックスらは、明示的または直接的な指導の後には、誤解を予測し、正確な説明でそれに対処する指導を行うべきだと指摘している。
しかし、直接指導の長期的な結果に焦点を当てた研究はほとんどありません。長期的な研究では、直接指導が他の指導方法よりも優れているとは限らないことが判明するかもしれません。たとえば、10 週間指導し、17 週間測定を行った小学 4 年生のグループでは、直接指導は練習のみの場合よりも長期的に強い結果をもたらしませんでした。[ 14 ] 他の研究者は、カリキュラムと教育法がインクルーシブな環境で多様な学習者のニーズを満たすことができるように、構成主義と協同グループを取り入れる有望な取り組みがこの分野で行われていると指摘しています。[ 15 ] しかし、開発されたこれらの戦略が、初期と長期の両方で生徒の成果にどれほど成功しているかは疑問です。
発見学習の悪影響、特に初心者学習者への影響を証明するために、長年にわたり研究が行われてきました[ 16 ] 。「認知負荷理論によれば、非常に複雑な環境を自由に探索すると、学習に悪影響を及ぼすほどのワーキングメモリ負荷が増加する可能性がある」 [ 17 ]。初心者学習者は、新しい情報を過去に学習した情報と統合するために必要なスキルを持っていません。スウェラーは、発見学習のより良い代替案として、ガイド付き指導を挙げました。キルシュナー、スウェラー、クラーク（2006）によると、ガイド付き指導は、ガイドなしのアプローチよりも事実の即時想起を促し、長期的な転移と問題解決スキルを向上させます。
ロバート・J・マルツァーノ（2011）は、発見学習の強化を、学習者が発見学習課題を成功裏に完了するために必要な知識を提供することで、学習者をその課題に備えさせるプロセスとして説明しています。このアプローチでは、教師は課題を完了するために必要な知識を提供するだけでなく、課題の遂行中にも支援を提供します。学習者の準備と支援には、直接的な指導が必要になる場合があります。「例えば、寒い天候でハムストリング筋を最も効果的に伸ばす方法を生徒に考えさせる前に、教師は筋肉とその温度変化への反応に関する基本的な事実を明確にする一連のレッスンを行うかもしれません。」[ 18 ]
発見学習を強化するもう 1 つの側面は、学習者が途中でトピックに関するアイデアを生成し、その後、生徒に自分の考えを説明させることです。[ 19 ]生徒に問題を解決するための独自の戦略を生成するように求める教師は、発見学習の課題の前に、同様の問題を解決する方法の例を提供することができます。「生徒は教室の前に出てきて最初の問題を解き、自分の考えを声に出して共有するかもしれません。教師は生徒に質問し、生徒が考えを概算のための一般的なガイドラインにまとめるのを助けるかもしれません。たとえば、「最も高い位の数の合計を概算することから始めます」などです。他の生徒が教室の前に出てきて問題を声に出して解いていくにつれて、生徒はより多くのルールを生成してテストすることができます。」[ 18 ]
マキナ（2019）。