IBグループ4科目

国際バカロレアディプロマプログラムのグループ4：科学科目は、この国際的に認められた高等学校プログラムの主要な科学分野を構成しています。7つのコースで構成され、そのうち6つは標準レベル（SL）と上級レベル（HL）の両方で提供されています：化学、生物学、物理学、デザインテクノロジー、そして2024年8月の時点ではコンピュータサイエンス（以前はグループ5の選択科目）がグループ4科目の一部として提供されています。^[1]また、SLのみのコースが2つあります：グループ3と4のディプロマ要件を満たす学際的なコースである環境システムと社会、^[2]とスポーツ、運動、健康科学（以前は2013年の最終試験ではパイロット科目^[3]）です。天文学も学校ベースのシラバスとして存在します。2つ以上のグループ4科目を受講する生徒は、前述の科目のいずれかを組み合わせることができます。

化学、生物学、物理学、デザイン技術は、2014年9月に最初の授業のために最後に更新され、シラバスの更新（選択数の減少を含む）、グループ5（数学）の探究と同様の新しい内部評価コンポーネント、および「科学の性質」と呼ばれる「新しい概念ベースのアプローチ」が追加されました。科学の勉強を続けたくない候補者に対応するために、化学、生物学、物理学の重要な概念に焦点を当てた新しい標準レベルのみのコースも導入されます。^{[4] [5]}

生物学、化学、物理学の3つの中核科学は、2023年8月に最初の授業が開始され、2025年5月に最初の試験が行われるように更新される。カリキュラムの変更は当初2021年に予定されていたが、COVID-19パンデミックの影響でIBはカリキュラムの変更を2023年に延期した。具体的な変更内容についてはIBOのウェブサイトで確認できる。^[6]

グループ 4 のすべての科目 (コンピュータ サイエンスと環境システムと社会を除く。下記参照) は、ほぼ同じ形式に従っています。各科目には、科目固有のコア (SSC)、つまり標準レベルと上級レベルの両方で教えられる教材があります。上級レベルの試験を受ける学生は、追加の上級レベル (AHL) 教材を学習します。最後に、各科目のオプションの一覧があり、その中から 2 つを選択します。上級レベルの学生は、標準レベルの学生が利用できる特定のオプションを、AHL ですでにカバーされているため選択できない場合があります。理想的には、学生は自分の能力と好みに基づいてオプションを選択しますが、実際には、オプションは通常、学校によって選択されます (学校の科学施設とインストラクターの裁量に基づきます)。学生は、SL 指導の 150 時間 (HL の場合は 240 時間。ただし、両方の数字は単なる推奨値であり、強制されるものではありません) の 4 分の 1 を、実験室での実習に費やします。標準レベルのグループ 4 科目は、プログラムを終了した後も科学指導を受ける予定がない学生向けに調整されています。^[7]

グループ 4 の科目の評価は次の内容で構成されます。

• 実務の内部評価（24％）
• 論文 1 – SSC に関する多肢選択問題 (20%)
• 論文 2 – SSC に関する自由回答問題 (SL で 32%、HL で 36%)
• 論文 3 – 選択肢に関する自由回答問題 (SL で 24%、HL で 20%)

標準レベルでは、試験時間はそれぞれ 45 分、1 時間 15 分、1 時間です。上級レベルでは、1 時間、2 時間 15 分、1 時間 15 分です。Paper 1 では電卓は使用できませんが、Paper 2 と 3 では電卓 (および提供された公式ブックレットと周期表) を使用できます。

8つのトピックに関する80時間の指導

• 物理学と物理的測定
• 力学
• 熱物理学
• 振動と波
• 電流
• 場と力
• 原子核物理学
• エネルギー、電力、気候変動

選択科目2つで30時間の指導付き:

• 視覚と波動現象
• 量子物理学と原子核物理学
• デジタル技術
• 相対性理論と素粒子物理学
• 天体物理学
• コミュニケーション
• 電磁波

40時間の実習^[8]

物理 SL コア科目に 80 時間、追加トピック 6 つに 55 時間:

• フィールド内の動き
• 熱物理学
• 波動現象
• 電磁誘導
• 量子物理学と原子核物理学
• デジタル技術

選択科目2科目で45時間の授業：

• 天体物理学
• コミュニケーション
• 電磁波
• 相対性
• 医学物理学
• 素粒子物理学

60時間の実習^[9]

• トピック 1:測定と不確実性(5 時間)
• トピック 2:力学(22 時間)
• トピック3:熱物理学（11時間）
• トピック 4:波(15 時間)
• トピック 5:電気と磁気(15 時間)
• トピック6:円運動と重力（5時間）
• トピック 7:原子、核、素粒子物理学 (14 時間)
• トピック8:エネルギー生産（8時間）

• トピック9:波動現象（17時間）
• トピック 10:フィールド(11 時間)
• トピック11:電磁誘導(16 時間)
• トピック 12:量子物理学と原子核物理学(16 時間)

• オプション A:相対性理論(15/25 時間)
• オプションB:工学物理学（15/25時間）
• オプション C:イメージング(15/25 時間)
• オプションD:天体物理学（15/25時間）

以下のトピックに関する 80 時間の指導:

• 定量化学
• 原子構造
• 周期性
• ボンディング
• エネルギー学
• キネティクス
• 平衡
• 酸と塩基
• 酸化と還元
• 有機化学
• 測定とデータ処理

次のトピックから 2 つのオプションを選択して 30 時間学習します。

• 現代の分析化学
• ヒト生化学
• 産業と技術における化学
• 医薬品
• 環境化学
• 食品化学
• 有機化学のさらなる発展

40時間の実習を含む。^[11]

標準レベルコースの主要科目に関する 80 時間、および以下のトピックに関する 55 時間の指導:

• 原子構造
• 周期性
• ボンディング
• エネルギー学
• キネティクス
• 平衡
• 酸と塩基
• 酸化と還元
• 有機化学

標準コースのオプションのうち2つに45時間、実習に60時間かかります。^[12]

^[13]

• トピック 1:化学量論的関係(13.5 時間)
• トピック 2 + 12:原子構造(6/8 時間)
• トピック 3 + 13:周期性(6/10 時間)
• トピック 4 + 14:化学結合と構造(13.5/20.5 時間)
• トピック 5 + 15:エネルギー学/熱化学(9/16 時間)
• トピック 6 + 16:化学反応速度論(7/13 時間)
• トピック 7 + 17:平衡(4.5/8.5 時間)
• トピック 8 + 18:酸と塩基(6.5/16.5 時間)
• トピック 9 + 19:酸化還元プロセス(8/14 時間)
• トピック 10 + 20:有機化学(11/23 時間)
• トピック 11 + 21:測定とデータ処理(10/12 時間)

• オプションA:教材（15/25時間）
• オプションB:生化学（15/25時間）
• オプションC:エネルギー（15/25時間）
• オプションD:医薬品化学（15/25時間）

生物学は生命と生物の科学です。これに関連する指導の他に、生徒は複雑な実験技術 (DNA 抽出など) を学んだり、生物学における議論の多いトピック (幹細胞研究や遺伝子組み換えなど) について慎重な意見を養う機会が与えられます。カリキュラムには 13 のトピックが記載されており、学校によって順序が異なります。

6つのトピックに関する80時間の指導

• 統計分析
• 細胞
• 生命の化学
• 遺伝学
• 生態学と進化
• 健康と人間の生理学

以下の 2 つのオプションから 30 時間の指導を受けます。

• 人間の栄養と健康
• 運動生理学
• 細胞とエネルギー
• 進化
• 神経生物学と行動
• 微生物とバイオテクノロジー
• 生態学と保全^[15]

標準コースでは 6 つのトピックについて 80 時間の指導が行われ、さらに 5 つのトピックについて 55 時間の指導が行われます。

• 核酸とタンパク質
• 細胞呼吸と光合成
• 植物科学
• 遺伝学
• 人間の健康と生理学

SL コースの加算トピックに関する 45 時間の指導に加えて、次の内容が含まれます。

• さらなる人間の生理学^[16]

^[17]

• トピック 1:細胞生物学(15 時間)
• トピック2:分子生物学(21 時間)
• トピック3:遺伝学（15時間）
• トピック4:生態学（12時間）
• トピック 5:進化と生物多様性(12 時間)
• トピック6:人間の生理学（20時間）

• トピック 7:核酸(9 時間)
• トピック8:代謝、細胞呼吸、光合成（14時間）
• トピック9:植物生物学（13時間）
• トピック 10:遺伝学と進化(8 時間)
• トピック11: 動物生理学（16時間）

• オプション A:神経学と行動学(15/25 時間)
• オプション B:バイオテクノロジーとバイオインフォマティクス(15/25 時間)
• オプション C:生態学と保全(15/25 時間)
• オプションD:人体生理学（15/25時間）

このコースで取り上げるトピックは次のとおりです。

• 設計プロセス
• 製品イノベーション
• グリーンデザイン
• 材料
• 製品開発
• 製品デザイン
• 評価

上級レベルでは追加のトピックが含まれます:

• エネルギー
• 構造
• 機械設計
• 高度な製造技術
• 持続可能な開発。^[19]

^[20]

• トピック 1:ヒューマンファクターと人間工学(1​​2 時間)
• トピック2: 資源管理と持続可能な生産（22時間）
• トピック 3: モデリング (12 時間)
• トピック4: 原材料から最終製品まで（23時間）
• トピック5: イノベーションとデザイン (13 時間)
• トピック 6: クラシック デザイン (8 時間)

• トピック 7: ユーザー中心設計 (UCD) (12 時間)
• トピック8: 持続可能性（14時間）
• トピック9: イノベーションと市場 (13 時間)
• トピック10: 商業生産（15時間）

^[21]

すべての受験者は、以下の 6 つのコアトピック (80 時間) を学習します。

• トピック 1: 解剖学 (7 時間)
• トピック2: 運動生理学（17時間）
• トピック3: エネルギーシステム (13 時間)
• トピック4: 動作分析（15時間）
• トピック5: スポーツにおけるスキル（15時間）
• トピック6: 人間のパフォーマンスの測定と評価（13時間）

さらに、次の 4 つのオプションのうち 2 つも学習します (30 時間)。

• オプションA: 生理学的パフォーマンスの最適化（15時間）
• オプションB: スポーツ心理学（15時間）
• オプションC: 身体活動と健康（15時間）
• オプション D: スポーツ、運動、健康のための栄養学 (15 時間)

^[22]

すべてのトピックは必須です（つまり、オプションはありません）。

• トピック 1: システムとモデル (5 時間)
• トピック 2: エコシステム (31 時間)
• トピック 3: 人間の人口、収容力、資源利用 (39 時間)
• トピック4: 保全と生物多様性（15時間）
• トピック5: 汚染管理（18時間）
• トピック6: 地球温暖化の問題（6時間）
• トピック 7: 環境価値システム (6 時間)

残りの 30 時間は内部評価（実習）から得られ、合計 150 時間の授業時間となります。

外部評価コンポーネントが 2 つと内部評価コンポーネントが 1 つあります。

どちらの試験でも電卓が必要です。

• 論文 1 (コースの 30% を占める 45 点、1 時間) は、短答式質問とデータに基づく質問で構成されます。
• 論文 2 (コースの 50% を占める 65 点、2 時間) は次の内容で構成されます。
  • セクション A: 受験者は、特定の未知のケース スタディに関するさまざまなデータを分析し、合理的かつバランスのとれた判断を下す必要があります。
  • セクション B: 受験者は 4 つの選択肢から 2 つの構造化されたエッセイ問題に回答する必要があります。

受験者はコース全体を通じて 30 時間の実習を完了する必要があります。計画 (Pl)、データ収集と処理 (DCP)、議論、評価、結論 (DEC) の 3 つの基準はそれぞれ 2 回評価され、4 番目の基準である個人スキル (PS) はコース全体を通じて総合的に評価されます。最高得点は 42 点で、コース全体の 20% を占めます。

^[23] コンピュータサイエンスのコースは最近更新され、2014年の最初の試験からグループ5（選択科目）からグループ4に移動され、フルコースになりました。コースの構造と評価は、Javaプログラムの構築よりも問題解決をより重視するように変更されました。^[24]ただし、コースのカリキュラムモデルは、他のグループ4の科目とは異なります。

標準レベルの受験者は SL/HL コア (80 時間) と 1 つのオプションのコア (30 時間) を学習し、上級レベルの受験者は SL/HL コア (80 時間)、HL 拡張 (45 時間)、毎年発行されるケース スタディ (30 時間)、および 1 つのオプション全体 (30 時間 + 15 時間) を学習します。標準レベルと上級レベルの残りの 40 時間は内部評価コンポーネントから得られ、合計で SL で 150 時間、HL で 240 時間の授業時間となります。

• トピック 1: システムの基礎 (20 時間)
• トピック 2:コンピュータの構成(6 時間)
• トピック 3: ネットワーク (9 時間)
• トピック4:計算的思考、問題解決、プログラミング（45時間）

• トピック 5: 抽象データ構造 (23 時間)
• トピック6: リソース管理 (8時間)
• トピック 7: コントロール (14 時間)

• オプション A: データベース (30/45 時間)
• オプション B: モデリングとシミュレーション (30/45 時間)
• オプション C: Web サイエンス (30/45 時間)
• オプション D: オブジェクト指向プログラミング (30/45 時間)

外部評価コンポーネントが 3 つ、内部評価コンポーネントが 2 つあります。

グループ 4 の他の科目とは異なり、コンピュータ サイエンスの試験では 電卓の使用は許可されていません。

• 論文 1 (SL: コースの 45% を占める 70 点の生の点数、1 時間 30 分、HL: コースの 40% を占める 100 点の生の点数、2 時間 10 分) は次の内容で構成されます。
  • セクション A (約 30 分): SL/HL コアおよび (HL の場合) HL 拡張に関する必須の短答式質問。一部の質問は HL と SL に共通です。このセクションの最大得点は 25 です。
  • セクション B (SL の場合は 60 分、HL の場合は 100 分): SL/HL コアと HL 拡張に関する 3 (SL) または 5 (HL) の必須の構造化質問。一部の質問は HL と SL に共通している場合があります。このセクションの最大生の点は 45 (SL) または 75 (HL) です。
• 論文 2 (SL: 45 点満点、コースの 25%、1 時間、HL: 65 点満点、コースの 20%、1 時間 20 分) は、学習したオプションに基づいて 2 ～ 5 問 (SL) または 3 ～ 7 問 (HL) の必須質問で構成されます。HL の場合、セクション A (45 点) の質問はオプションの中核 (SL 論文と共通である場合があります) で構成され、セクション B (20 点) の質問はオプションの拡張に基づいています。
• 論文 3 (HL のみ: コースの 20% を占める 30 点、1 時間) は、IBO が毎年発行する事前確認済みのケース スタディに基づく 4 つの必須質問で構成されます。

SL と HL の両方の候補者は、以下を完了する必要があります。

• 計算ソリューション (30 時間、34 点)。候補者は、クライアントの問題または未回答の質問に対するソリューションを開発する必要があります。これは、まったく新しいシステム、または既存のシステムへの機能追加の形式になります。候補者は、製品の作成全体を通じて候補者を支援できる第三者であるアドバイザーを選択し、特定し、緊密に連携する必要があります。候補者は、電子 HTML カバー シート (評価されません)、製品、および製品のドキュメント (合計最大 2000 語) を完成させる必要があります。これには、製品の機能を示す 2 ～ 7 分のビデオが含まれます。ソリューション全体とドキュメントは、5 つの基準に対して採点され、ZIP ファイルにデジタル圧縮されて、モデレーションのために提出されます。
• グループ 4 プロジェクト (10 時間、6 点)。候補者は他の理科の学生と学際的なプロジェクトを完了する必要があります。これは個人スキル基準に基づいて採点されます。

両方のコンポーネントは、コンピュータ サイエンス コースの 30% (SL) または 20% (HL) の重みを持ちます。

環境システムと社会を除くこれらの科目のディプロマ プログラムの全学生は、グループ 4 プロジェクトと呼ばれる学際的かつ共同的な調査を必須で完了する必要があります。グループ 4 プロジェクトの評価は、内部評価の点数に含まれます。2 つ以上のグループ 4 コースを受講する学生は、すべてのコースで同じ点数を取得します。

AP物理Cは特に微積分学に基づいていますが、IB物理SLとHLのコースでは主に代数と三角法が使用されています。^[25]

• ディプロマプログラム、スポーツ、運動、健康科学科目ガイド草案。国際バカロレア機構。2007年。
• 学校向けディプロマプログラムガイド(PDF) 。ジュネーブ、スイス：国際バカロレア機構。2002年。 2009年12月29日時点のオリジナル(PDF)からアーカイブ。 2009年7月3日閲覧。

• ディプロマプログラムカリキュラムグループ4：実験科学
• 2400 インタラクティブ IB 物理リソースが 2012-01-01 にWayback Machineにアーカイブされました
• 環境システムと社会科目概要
• コンピュータサイエンスの科目概要
• 学生が開発したIBデザインテクノロジーのウェブサイト