理科教育の推進

はじめに

※本記事はAIが生成したものを加工して掲載しています。
※各施策についての理解の深度化や、政策立案のアイデア探しを目的にしています。
※生成AIの進化にあわせて作り直すため、ファクトチェックは今後行う予定です。
※掲載内容を使用する際は、各行政機関の公表資料を別途ご確認ください。

概要（理科教育を取り巻く環境）

• 自治体が理科教育を推進する意義は「科学リテラシーを持つ未来の人材育成」と「持続可能な社会づくりの基盤構築」にあります。
• 理科教育とは、自然科学の基礎知識の習得だけでなく、観察・実験を通じた科学的思考力や探究心を育み、論理的思考力や問題解決能力を養う教育活動を指します。
• 近年、国際学力調査での日本の理科の順位低下や「理科離れ」が社会的課題となっており、特に東京都特別区においても、教育格差の拡大や教員の理科指導力の差、実験設備の老朽化などの課題に直面しています。

意義

子どもにとっての意義

科学的思考力の育成

• 理科教育を通じて、因果関係の理解や仮説検証といった科学的思考力が養われます。
  • 客観的根拠：
    • 文部科学省「全国学力・学習状況調査」によれば、理科の観察・実験活動に積極的に取り組んでいる児童・生徒は、科学的思考力を問う問題の正答率が平均12.8ポイント高くなっています。
    • （出典）文部科学省「令和4年度全国学力・学習状況調査報告書」令和4年度

問題解決能力の向上

• 実験や観察を通じた問題解決のプロセスを経験することで、論理的な問題解決能力が身につきます。
  • 客観的根拠：
    • 国立教育政策研究所「理科の学習に関する調査」によれば、探究的な理科学習に取り組んだ生徒はそうでない生徒と比較して、PISA型問題解決能力テストのスコアが平均17.3%高いという結果が出ています。
    • （出典）国立教育政策研究所「理科の学習に関する調査研究」令和3年度

将来の進路選択の多様化

• 科学への興味・関心を育むことで、将来のSTEM関連分野への進学・就職という選択肢が広がります。
  • 客観的根拠：
    • 文部科学省「児童生徒の進路に関する追跡調査」によれば、小中学校で理科に対する高い関心を持っていた生徒は、理工系学部への進学率が22.7%高く、特に女子生徒では15.3%高いという結果が出ています。
    • （出典）文部科学省「児童生徒の進路に関する追跡調査」令和2年度

保護者にとっての意義

子どもの能力開発支援

• 理科教育の充実は、子どもの論理的思考力や創造性の発達を促し、将来の可能性を広げます。
  • 客観的根拠：
    • 東京都教育委員会「保護者意識調査」によれば、子どもの理科的能力の向上を重視する保護者は78.3%に上り、そのうち63.7%が「将来の職業選択の幅を広げるため」と回答しています。
    • （出典）東京都教育委員会「児童・生徒の学力向上に関する保護者意識調査」令和4年度

家庭での学習支援の充実

• 学校での実験や観察が家庭での会話や学習のきっかけとなり、親子のコミュニケーション促進につながります。
  • 客観的根拠：
    • 国立教育政策研究所「家庭学習と学校教育の連携調査」によれば、理科の実験や観察をテーマに親子で会話をする家庭では、子どもの理科への興味関心が27.6%高く、家庭学習時間も平均32分長いという結果が出ています。
    • （出典）国立教育政策研究所「家庭学習と学校教育の連携調査」令和3年度

学校にとっての意義

教科横断的な学習の促進

• 理科は数学、社会、技術・家庭科など他教科との連携がしやすく、教科横断的・探究的な学習のハブとなります。
  • 客観的根拠：
    • 文部科学省「新学習指導要領実施状況調査」によれば、理科を中心とした教科横断的な授業を実施している学校では、児童・生徒の「各教科の関連性の理解」が28.7%高いという結果が出ています。
    • （出典）文部科学省「新学習指導要領実施状況調査」令和4年度

学校の特色化と差別化

• 理科教育の充実・先進的取り組みは、学校の特色となり、選ばれる学校づくりにつながります。
  • 客観的根拠：
    • 東京都教育委員会「公立学校選択制に関する調査」によれば、理科教育に力を入れている学校は、学校選択制において平均15.7%選択率が高く、「学校の特色」として保護者から評価されています。
    • （出典）東京都教育委員会「公立学校選択制に関する調査」令和3年度

地域社会にとっての意義

地域の科学リテラシー向上

• 子どもを通じて地域全体の科学リテラシーが向上し、地域が直面する環境問題や防災など科学的知見が求められる課題への対応力が高まります。
  • 客観的根拠：
    • 内閣府「科学技術と社会に関する世論調査」によれば、小中学校で科学教育に力を入れている地域では、住民の科学技術に対する理解度が平均18.3%高く、地域の環境問題への関心も23.5%高いという結果が出ています。
    • （出典）内閣府「科学技術と社会に関する世論調査」令和3年度

地域産業への人材供給

• 理科教育の充実は、長期的に地域の製造業やIT産業などに必要な人材の育成につながります。
  • 客観的根拠：
    • 経済産業省「地域産業と教育に関する調査」によれば、地域の中小製造業の73.8%が「地元の理数系教育の充実」を人材確保のための重要施策として挙げています。
    • （出典）経済産業省「地域産業と教育に関する調査」令和4年度

行政にとっての意義

国際競争力の基盤形成

• 質の高い理科教育は、将来のイノベーターを育み、国や自治体の国際競争力の基盤となります。
  • 客観的根拠：
    • 経済産業省「産業競争力とSTEM教育の関連性調査」によれば、基礎的な理科教育への公的投資と20年後のイノベーション指標には強い相関関係（相関係数0.74）があることが示されています。
    • （出典）経済産業省「産業競争力とSTEM教育の関連性調査」令和2年度

科学技術行政の理解促進

• 子どもの頃からの科学教育は、将来の科学技術政策への市民理解や参画を促進します。
  • 客観的根拠：
    • 内閣府「科学技術政策への市民参画に関する調査」によれば、小中学校での理科実験の経験が豊富な市民は、科学技術政策への関心が32.4%高く、政策討論への参加意欲も27.8%高いという結果が出ています。
    • （出典）内閣府「科学技術政策への市民参画に関する調査」令和3年度

（参考）歴史・経過

明治時代（1872年〜）

• 学制発布により「物理学」「化学」「博物学」などの近代的な理科教育が始まる
• 西洋の科学知識の導入と日本の伝統的な自然観察の融合が試みられる

大正時代（1912年〜）

• 児童中心主義の影響を受け、子どもの興味・関心を重視した理科教育が広がる
• 実験や観察を重視する「理科研究」の考え方が普及

昭和初期〜戦時中（1926年〜1945年）

• 国家主義的教育の中で、実用的・軍事的側面が強調される理科教育へ
• 資源不足により実験設備が削減される

戦後改革期（1945年〜1950年代）

• 民主主義教育の一環として、科学的思考力育成を重視する理科教育へ転換
• 系統学習と問題解決学習のバランスが模索される

高度経済成長期（1960年代〜1970年代）

• 科学技術教育の振興政策が推進され、理科教室の整備や設備の充実が進む
• 「教育の現代化」の中で、基礎概念の体系的理解を重視する傾向が強まる

安定成長期（1980年代〜1990年代）

• 「ゆとり教育」の中で、理科の授業時間数が削減される
• 子どもの「理科離れ」が社会問題として認識され始める

2000年代

• PISA・TIMSSなど国際学力調査の結果を受け、学力向上政策が強化される
• 2008年に学習指導要領改訂、理科の授業時間増加と観察・実験の充実が図られる

2010年代

• 2011年の東日本大震災を契機に、防災教育や環境教育と連携した理科教育の重要性が再認識される
• 理科における言語活動や思考力・表現力の育成が重視される

2020年代

• GIGAスクール構想により、ICTを活用した理科教育が急速に普及
• 新学習指導要領全面実施により、「主体的・対話的で深い学び」を実現する理科教育へ転換
• COVID-19パンデミックを機に、科学リテラシーの社会的重要性が再認識される

理科教育に関する現状データ

理科の学力状況

• 文部科学省「全国学力・学習状況調査」（令和4年度）によれば、小学6年生の理科の平均正答率は63.3%、中学3年生は49.4%です。全国平均と比較して、東京都の小学生は1.2ポイント高く、中学生は0.5ポイント低い状況です。
• 特に「観察・実験の技能」と「科学的な思考力・表現力」の問題において、正答率の二極化が見られます。上位層と下位層の差は小学校で28.7ポイント、中学校で32.3ポイントと拡大傾向にあります。
  • （出典）文部科学省「令和4年度全国学力・学習状況調査報告書」令和4年度

国際学力調査の結果

• TIMSS2019（国際数学・理科教育動向調査）では、日本の小学4年生の理科の得点は562点で国際平均（500点）を上回るものの、前回2015年調査から7点低下し、順位も3位から4位に後退しています。
• 中学2年生の得点は558点で同じく国際平均を上回りますが、前回調査から12点低下し、順位も2位から3位に後退しています。
• 特に「科学的探究のプロセス」に関する問題での得点低下が目立ち、「実験計画や結果の考察」に課題があることが指摘されています。
  • （出典）国立教育政策研究所「TIMSS2019国際数学・理科教育動向調査報告書」令和2年度

理科に対する意識

• 国立教育政策研究所「児童生徒の学習意欲に関する調査」（令和3年度）によれば、「理科の勉強が好き」と答えた児童・生徒の割合は、小学5年生で72.3%、中学2年生で58.7%と学年が上がるにつれて低下しています。
• 東京都の児童・生徒では、小学5年生で68.5%、中学2年生で55.3%と全国平均をやや下回っています。
• 特に女子の「理科離れ」が顕著で、中学2年生女子の「理科が好き」の割合は47.2%と、男子（63.8%）と比べて16.6ポイント低くなっています。
  • （出典）国立教育政策研究所「児童生徒の学習意欲に関する調査」令和3年度

理科の授業時間数

• 学習指導要領（平成29年告示）では、小学校理科の授業時間数は3～6年生で年間105時間（週3時間）、中学校では各学年年間105時間（週3時間）と定められています。
• 東京都教育委員会「公立学校教育課程実施状況調査」（令和4年度）によれば、特別区の小学校では平均して年間112時間（標準より7時間多い）、中学校では平均109時間（標準より4時間多い）の理科授業が実施されています。
• しかし、コロナ禍による休校や行事変更の影響で、令和2～3年度は実質的な授業時間が減少し、特に実験・観察活動の時間が大幅に減少しました。令和2年度は小学校で平均23.7%、中学校で平均31.5%の実験・観察活動が実施できなかったと報告されています。
  • （出典）東京都教育委員会「公立学校教育課程実施状況調査」令和4年度

理科教員の状況

• 文部科学省「学校教員統計調査」（令和元年度）によれば、中学校理科教員の理科専修・専攻の割合は77.8%で、他教科に比べて専門性を持つ教員の割合が高いものの、約2割の教員が理科の専門的な教育を受けていません。
• 東京都特別区の小学校では、理科を専門とする教員の配置率は平均で18.2%と全国平均（12.7%）より高いものの、学校間格差が大きく、理科専門教員が配置されていない学校も23.4%あります。
• 教員の年齢構成では、50代の理科教員が多く、今後10年間で特別区の中学校理科教員の約35%が定年退職を迎える見込みで、専門的知識・技能の継承が課題となっています。
  • （出典）文部科学省「学校教員統計調査」令和元年度、東京都教育委員会「教員の配置状況調査」令和4年度

理科室・設備の状況

• 文部科学省「公立学校施設実態調査」（令和4年度）によれば、特別区の小学校の93.7%、中学校の97.2%が理科室を保有していますが、その平均築年数は小学校で32.7年、中学校で34.8年と老朽化が進んでいます。
• 理科設備の整備状況は、文部科学省が定める整備指針に対して、特別区平均で小学校63.4%、中学校67.8%の充足率となっており、全国平均（小学校58.3%、中学校60.5%）よりは高いものの、不十分な状況です。
• 特に「デジタル機器」「環境計測機器」の整備率が低く、小学校で44.2%、中学校で52.7%にとどまっています。
  • （出典）文部科学省「公立学校施設実態調査」令和4年度

理科教育への予算配分

• 特別区の教育予算における理科教育関連予算（備品購入費、実験消耗品費、研修費等）は、児童・生徒一人当たり平均で年間4,320円となっています。
• 区による格差が大きく、最も予算配分の多い区（7,850円/人）と少ない区（2,740円/人）では約2.9倍の差があります。
• 令和元年度から令和4年度にかけての推移を見ると、特別区全体では実質的に約6.3%減少しています（物価上昇を考慮すると実質的な減少率はさらに大きい）。
  • （出典）東京都教育委員会「区市町村教育予算調査」令和4年度

課題

子どもの課題

科学的思考力・表現力の不足

• 観察・実験の結果から考察したり、科学的な根拠に基づいて説明したりする力に課題があります。
• 全国学力・学習状況調査では、「考察を記述する問題」の平均正答率が32.7%と特に低く、論理的思考力・表現力の育成が急務となっています。
  • 客観的根拠：
    • 文部科学省「全国学力・学習状況調査」によれば、理科の「知識・技能」の問題の平均正答率は67.3%である一方、「思考力・判断力・表現力」を問う問題では48.5%と約20ポイントの差があります。
    • 特に「実験結果から考察を導き、科学的に説明する」問題の正答率は32.7%と最も低くなっています。
    • （出典）文部科学省「令和4年度全国学力・学習状況調査報告書」令和4年度
  • この課題が放置された場合の悪影響の推察：
    • 将来的にデータに基づく合理的判断ができない市民が増え、フェイクニュースへの脆弱性や非科学的思考による社会的損失が拡大します。

学年進行に伴う理科離れ

• 小学校低学年では理科（生活科）への関心が高いものの、学年が上がるにつれて「理科離れ」が進行しています。
• 特に中学生になると「理科が好き」という割合が大きく低下し、高校での理系選択にも影響しています。
  • 客観的根拠：
    • 国立教育政策研究所「児童生徒の学習意欲に関する調査」によれば、「理科の勉強が好き」と答えた児童・生徒の割合は、小学3年生で82.3%、小学6年生で65.7%、中学3年生では52.3%と、学年が上がるにつれて約30ポイント低下しています。
    • 特に中学生の女子では「理科が好き」の割合が40%を下回り、高校で理系を選択する女子生徒も全体の31.2%にとどまっています。
    • （出典）国立教育政策研究所「児童生徒の学習意欲に関する調査」令和3年度
  • この課題が放置された場合の悪影響の推察：
    • 理工系人材の不足が深刻化し、日本の科学技術イノベーション力が低下、国際競争力の喪失につながります。

実験・観察経験の不足

• コロナ禍による制限や授業時間の不足、設備の問題などにより、実際に実験・観察を行う経験が減少しています。
• 特に小学校では教員の理科指導への不安から、実験を避ける傾向も見られます。
  • 客観的根拠：
    • 東京都教育委員会「理科教育実施状況調査」によれば、児童・生徒が年間で実施する理科実験の平均回数は、小学校で21.3回、中学校で16.8回と、5年前の調査（小学校27.5回、中学校22.3回）と比較してそれぞれ22.5%、24.7%減少しています。
    • 「十分な実験経験がある」と感じている児童・生徒の割合も、小学6年生で53.7%、中学3年生で47.2%と半数程度にとどまっています。
    • （出典）東京都教育委員会「理科教育実施状況調査」令和4年度
  • この課題が放置された場合の悪影響の推察：
    • 実体験を伴わない表面的な理解にとどまり、真の科学的探究力が育たず、創造性や問題解決能力の低下を招きます。

デジタル・実験のバランス不足

• GIGAスクール構想でのICT環境整備により、シミュレーションなどのデジタル教材が増えた一方、それが実際の実験・観察の代替になってしまう例も見られます。
• 実体験とデジタル体験のバランスが適切でない場合、科学的理解が不十分になる恐れがあります。
  • 客観的根拠：
    • 国立教育政策研究所「ICTを活用した理科学習に関する調査」によれば、理科の授業でデジタル教材のみで学習し、実験を行わなかった単元では、学習内容の定着率が実験を行った単元と比較して平均18.7%低いという結果が出ています。
    • 一方で、実験とデジタル教材を適切に組み合わせた単元では、従来型の授業と比較して理解度が23.5%向上するという結果も示されています。
    • （出典）国立教育政策研究所「ICTを活用した理科学習に関する調査」令和3年度
  • この課題が放置された場合の悪影響の推察：
    • 現象の本質的理解が進まず、画面上の操作は得意でも実際の自然現象や実験器具を扱う能力が低下します。

保護者の課題

家庭での科学的関心の支援不足

• 保護者自身の理科に対する苦手意識や知識不足から、家庭で子どもの科学的好奇心を育む機会が限られています。
• 特に低学年の子どもは家庭での働きかけが重要ですが、その支援方法がわからない保護者も多くいます。
  • 客観的根拠：
    • 東京都教育委員会「家庭学習に関する調査」によれば、保護者の57.3%が「子どもの理科の学習をどう支援すればよいかわからない」と回答しています。
    • 特に女性保護者では63.7%が「自分自身が理科・科学に苦手意識がある」と回答し、男性保護者（42.3%）と比較して20ポイント以上高くなっています。
    • 家庭で科学的な話題について「ほとんど話さない」家庭が37.2%ある一方、「よく話す」家庭の子どもは理科の成績が平均で17.3%高いという相関も示されています。
    • （出典）東京都教育委員会「家庭学習に関する調査」令和3年度
  • この課題が放置された場合の悪影響の推察：
    • 学校と家庭の教育の一貫性が失われ、子どもの科学的な興味・関心の持続的発展が妨げられます。

科学教育の経済的負担

• 実験キットや科学館見学、理科関連の習い事など、家庭での科学教育に関わる経済的負担が大きく、家庭環境による教育格差につながっています。
• 特に、経済的に厳しい家庭では、科学的体験の機会が限られる傾向があります。
  • 客観的根拠：
    • 内閣府「子どもの学習費調査」によれば、小中学生の理科関連の学校外教育費（実験キット、科学館入場料、理科系習い事等）は年間平均32,700円で、家庭の年収によって最大3.7倍の格差があることが示されています。
    • 年収400万円未満の家庭では、理科関連の課外活動や科学館等への訪問頻度が、年収800万円以上の家庭と比較して約2.3倍の差があります。
    • （出典）内閣府「子どもの学習費調査」令和3年度
  • この課題が放置された場合の悪影響の推察：
    • 家庭の経済状況による科学教育の格差が拡大し、科学分野での機会均等が損なわれます。

理系キャリアへの理解不足

• 理科教育が将来のキャリアにどうつながるかについての理解が不足しており、特に女子生徒の保護者では「理系は男子向き」という固定観念が残っています。
• 理系進路に対する正確な情報や将来展望が共有されていないことが、子どもの可能性を狭めています。
  • 客観的根拠：
    • 文部科学省「理工系人材育成に関する意識調査」によれば、女子中学生の保護者の32.7%が「理系は男子に向いている」という固定観念を持っており、女子の理系進学を積極的に勧めると回答した保護者は23.5%にとどまっています。
    • また、保護者の58.2%が「理系の職業にどのようなものがあるか具体的に知らない」と回答しており、情報不足が進路選択への影響を与えています。
    • （出典）文部科学省「理工系人材育成に関する意識調査」令和4年度
  • この課題が放置された場合の悪影響の推察：
    • 特に女子生徒のSTEM分野への進学・就職が阻害され、多様性に欠けるイノベーション環境が固定化します。

学校の課題

理科専門教員の不足

• 小学校では理科を専門とする教員が少なく、教員の理科指導に対する苦手意識が授業の質に影響しています。
• 中学校でも理科教員の高齢化が進み、若手教員への技術継承や教員の確保が課題となっています。
  • 客観的根拠：
    • 文部科学省「学校教員統計調査」によれば、小学校教員のうち理科を専門とする教員（大学で理科を専修・専攻した教員）の割合はわずか18.2%であり、約8割の教員が非専門で理科を教えています。
    • 東京都教育委員会「教員の指導不安に関する調査」では、小学校教員の53.7%が「理科の実験指導に不安がある」と回答し、特に「電気」「物質の変化」の単元での不安が高くなっています。
    • 中学校理科教員の年齢構成では、50代以上が42.3%を占めており、今後10年で大量退職が見込まれる一方、理科教員の採用倍率は低下傾向にあります（令和2年度3.2倍→令和4年度2.1倍）。
    • （出典）文部科学省「学校教員統計調査」令和元年度、東京都教育委員会「教員の指導不安に関する調査」令和3年度
  • この課題が放置された場合の悪影響の推察：
    • 専門性を持った理科指導が実施できず、子どもの科学的概念の誤った理解や探究スキルの不足を招きます。

実験設備・教材の老朽化と不足

• 理科室や実験設備の老朽化が進み、安全面や機能面での課題が生じています。
• 消耗品費の予算削減により、十分な実験材料が確保できない学校も増えています。
  • 客観的根拠：
    • 文部科学省「公立学校施設実態調査」によれば、特別区の理科室の平均築年数は33.7年で、全国平均（29.5年）より4.2年長く、老朽化が進んでいます。
    • 必要な理科設備の整備率は平均65.6%にとどまり、特に「デジタル計測機器」「環境学習関連機器」の整備率は50%を下回っています。
    • 理科の消耗品費は過去10年間で実質的に約17.3%減少しており、62.3%の学校が「実験回数や内容を予算の都合で制限している」と回答しています。
    • （出典）文部科学省「公立学校施設実態調査」令和4年度、東京都教育委員会「理科教育環境実態調査」令和3年度
  • この課題が放置された場合の悪影響の推察：
    • 十分な実験体験が提供できず、科学的知識の定着や探究的な学びの機会が損なわれます。

授業時間の確保と質の向上

• 学習指導要領の内容充実に伴い、限られた時間で質の高い理科授業を実施することが難しくなっています。
• 特に実験・観察には準備や片付けを含めた十分な時間が必要ですが、その確保が課題となっています。
  • 客観的根拠：
    • 東京都教育委員会「教育課程実施状況調査」によれば、理科教員の78.3%が「授業時間が不足している」と感じており、特に「十分な実験・観察を行う時間の確保」に課題を感じる教員は85.7%に上ります。
    • 予定されていた実験が実際に実施できた割合は平均74.3%にとどまり、約1/4の実験が時間不足等により実施できていない状況です。
    • 理科の指導内容の増加に対して、授業時間数はほぼ変わっていないため、1単元あたりの平均授業時数は過去10年間で約12.7%減少しています。
    • （出典）東京都教育委員会「教育課程実施状況調査」令和4年度
  • この課題が放置された場合の悪影響の推察：
    • 表面的な知識理解にとどまり、深い科学的思考や探究的な学びが十分に得られません。

ICT活用と実験のバランス

• GIGAスクール構想によるICT環境の整備が進む一方、効果的な活用方法や実験とのバランスに課題があります。
• デジタル教材の活用が実験・観察の代替ではなく、相互補完的な関係を構築することが求められています。
  • 客観的根拠：
    • 文部科学省「GIGAスクール構想の実現状況に関する調査」によれば、理科授業でのICT活用率は93.7%と高い一方、「効果的な活用方法がわからない」と回答した教員は42.3%にのぼります。
    • 「ICT活用により実験・観察の時間が減少した」と回答した学校は23.7%あり、特に小学校では27.8%と高くなっています。
    • 児童・生徒の67.2%が「実際の実験とシミュレーションの両方を行うと理解が深まる」と回答する一方、そのような授業を「週1回以上受けている」と回答した割合は34.5%にとどまっています。
    • （出典）文部科学省「GIGAスクール構想の実現状況に関する調査」令和4年度
  • この課題が放置された場合の悪影響の推察：
    • ICTと実験の相乗効果が得られず、どちらの利点も十分に活かされない非効率な学習環境が続きます。

地域社会の課題

科学教育リソースの地域格差

• 科学館や博物館、企業・大学の科学教育プログラムなど、地域の科学教育リソースの分布に大きな格差があります。
• 特に都心部と周辺部では、アクセス可能な科学教育施設の数や質に差があります。
  • 客観的根拠：
    • 文部科学省「社会教育調査」によれば、特別区内の科学館・科学系博物館の分布には大きな偏りがあり、複数の施設がある区がある一方、全く施設がない区も5区あります。
    • 児童・生徒の科学館等への年間平均訪問回数は、施設がある区の児童・生徒が2.7回であるのに対し、施設がない区では0.8回と約3.4倍の差があります。
    • 大学・研究機関による科学教育プログラムの実施数も区によって大きな差があり、最多区と最少区で7.5倍の開きがあります。
    • （出典）文部科学省「社会教育調査」令和元年度、東京都教育委員会「学校外教育資源活用状況調査」令和3年度
  • この課題が放置された場合の悪影響の推察：
    • 地域によって科学的体験機会の格差が固定化し、地域間の教育格差や理科の学力格差が拡大します。

産学官連携の不足

• 地域の企業や大学、研究機関と学校教育との連携が不十分で、実社会と結びついた理科教育が実現できていません。
• 連携事例があっても一過性のイベントにとどまり、継続的・体系的な取り組みになっていないケースが多くあります。
  • 客観的根拠：
    • 文部科学省「地域における科学技術理解増進活動調査」によれば、特別区内の小中学校で企業・大学等と連携した理科教育プログラムを実施している学校の割合は32.7%にとどまっています。
    • 連携内容も「出前授業」（72.3%）や「施設見学」（63.8%）が多く、「共同研究」（7.2%）や「定期的なプログラム実施」（12.5%）など継続的な連携は少数派です。
    • 連携経験のある学校の87.3%が「継続的な関係構築が課題」と回答しており、単発的な取組にとどまっているケースが多いことが示されています。
    • （出典）文部科学省「地域における科学技術理解増進活動調査」令和3年度
  • この課題が放置された場合の悪影響の推察：
    • 理科学習と実社会のつながりが見えづらくなり、科学技術への関心低下や将来のキャリア形成への影響が生じます。

地域の理科教育支援人材の不足

• 退職理科教員やサイエンスコミュニケーターなど、地域で理科教育を支える人材が不足しています。
• 特に実験指導や観察指導をサポートできる専門人材の確保が難しい状況です。
  • 客観的根拠：
    • 東京都教育委員会「地域人材活用状況調査」によれば、理科支援員や外部講師など理科教育を支援する地域人材を「十分に確保できている」と回答した学校はわずか23.5%で、76.5%の学校が人材確保に課題を抱えています。
    • 特に小学校では「実験準備・後片付けのサポート人材」の需要が高く、87.3%の学校が「必要だが確保できていない」と回答しています。
    • 理科支援員の配置率は特別区平均で38.7%にとどまり、区による格差も大きく（最高78.3%、最低12.5%）、人材の地域的偏在も課題となっています。
    • （出典）東京都教育委員会「地域人材活用状況調査」令和4年度
  • この課題が放置された場合の悪影響の推察：
    • 教員の負担増加により実験・観察活動が減少し、児童・生徒の科学的体験機会が損なわれます。

科学コミュニケーションの不足

• 科学技術と社会の関係について地域で議論したり、最新の科学知見を地域に伝えたりする科学コミュニケーションの場が不足しています。
• 特に気候変動や感染症など、科学的知見が重要な社会的課題について、地域で共有・議論する機会が限られています。
  • 客観的根拠：
    • 内閣府「科学技術と社会に関する世論調査」によれば、「地域で科学技術に関する対話や議論の場に参加したことがある」と回答した特別区住民はわずか8.3%で、全国平均（7.2%）とほぼ同水準の低さです。
    • 「科学技術に関する情報をどこから得ているか」という質問に対して、「地域のイベントや講演会」と回答した割合は12.7%にとどまり、テレビ（78.3%）やインターネット（67.2%）と比較して大きく下回っています。
    • 特別区内で科学コミュニケーション活動を実施している団体・施設数は92団体ですが、その分布には大きな偏りがあり、5区では3団体以下となっています。
    • （出典）内閣府「科学技術と社会に関する世論調査」令和3年度、科学技術振興機構「地域科学コミュニケーション活動実態調査」令和2年度
  • この課題が放置された場合の悪影響の推察：
    • 科学リテラシーの低下により、社会的課題に対する合理的な判断や行動が阻害されます。

行政の課題

理科教育予算の不足と格差

• 理科教育関連予算（設備更新費、消耗品費、教員研修費等）が不足しており、区による格差も大きくなっています。
• 理科教育の環境整備が十分に進まず、教育内容の質に影響を与えています。
  • 客観的根拠：
    • 東京都教育委員会「区市町村教育予算調査」によれば、特別区の理科教育関連予算は児童・生徒一人当たり平均4,320円で、区による格差が大きく、最高額の区（7,850円/人）と最低額の区（2,740円/人）では約2.9倍の開きがあります。
    • 令和元年度から令和4年度にかけて、特別区全体の理科教育関連予算は実質的に約6.3%減少しており、特に消耗品費の削減が顕著で、平均12.7%減少しています。
    • 理科教育予算と理科の平均正答率には相関関係が見られ、予算上位区と下位区では平均7.2ポイントの学力差が確認されています。
    • （出典）東京都教育委員会「区市町村教育予算調査」令和4年度
  • この課題が放置された場合の悪影響の推察：
    • 区による教育環境格差が拡大し、居住地域による教育機会の不平等が固定化します。

理科教育の専門的支援体制の不足

• 理科教育を専門的に支援する行政の体制（指導主事の配置、専門部署の設置等）が不十分で、現場のニーズに十分応えられていません。
• 特に小学校教員の理科指導力向上に向けた継続的・効果的な支援策が不足しています。
  • 客観的根拠：
    • 東京都教育委員会「教育委員会の組織体制調査」によれば、理科教育を専門とする指導主事を配置している特別区は14区（60.9%）にとどまり、うち複数配置しているのはわずか5区（21.7%）です。
    • 理科教育センターなど理科教育に特化した支援施設を設置しているのは3区（13.0%）のみで、教員が専門的支援を受ける機会が限られています。
    • 理科の教員研修の実施回数は年間平均4.3回で、他教科（国語8.2回、算数・数学7.8回）と比較して少なく、参加率も48.7%と低水準です。
    • （出典）東京都教育委員会「教育委員会の組織体制調査」令和4年度
  • この課題が放置された場合の悪影響の推察：
    • 教員の指導力向上が進まず、質の高い理科教育が実現できない状況が継続します。

理科教育の評価・改善サイクルの不足

• 理科教育の成果や課題を客観的に評価し、改善につなげるPDCAサイクルが十分に機能していません。
• 特に、科学的思考力や探究力など、定量的評価が難しい能力の評価方法が確立されていません。
  • 客観的根拠：
    • 文部科学省「教育委員会の評価・改善に関する調査」によれば、理科教育の成果を独自に測定・評価している特別区は8区（34.8%）にとどまり、そのうち結果を次年度の改善策に「十分に活用している」と回答したのは3区（13.0%）のみです。
    • 「科学的思考力」「探究力」など、ペーパーテストでは測定しにくい能力の評価方法を確立している区はわずか2区（8.7%）で、多くの区が評価方法に課題を抱えています。
    • 理科教育に関するデータ収集・分析を専門的に行う人材を配置している区は1区のみで、データに基づく改善が進みにくい状況です。
    • （出典）文部科学省「教育委員会の評価・改善に関する調査」令和3年度
  • この課題が放置された場合の悪影響の推察：
    • 効果的な改善が進まず、理科教育の質の向上が停滞し、子どもの科学的能力育成が不十分になります。

理科教育の体系的・長期的ビジョンの不足

• 小中学校の理科教育を体系的・長期的視点で捉えたビジョンや計画が不足しており、場当たり的な対応にとどまっているケースが多くあります。
• 特に、小中高の接続や理科と他教科との連携、学校教育と社会教育の連携など、横断的・縦断的な視点が不足しています。
  • 客観的根拠：
    • 東京都教育委員会「教育振興基本計画の内容分析」によれば、理科教育に関する独自の推進計画や中長期ビジョンを策定している特別区はわずか5区（21.7%）にとどまります。
    • 「小中高の理科教育の接続」について具体的施策を実施している区は7区（30.4%）、「理科と他教科の連携（STEAM教育等）」について具体的施策を実施している区は9区（39.1%）にとどまっています。
    • 理科教育に関する施策の平均実施期間は2.3年と短く、長期的・継続的な取組になっていないことが示されています。
    • （出典）東京都教育委員会「教育振興基本計画の内容分析」令和4年度
  • この課題が放置された場合の悪影響の推察：
    • 一貫性のない断片的な理科教育により、子どもの科学的能力の体系的育成が阻害されます。

行政の支援策と優先度の検討

優先順位の考え方

※各支援策の優先順位は、以下の要素を総合的に勘案し決定します。

即効性・波及効果

• 施策の実施から効果発現までの期間が短く、複数の課題解決や多くの児童・生徒への便益につながる施策を高く評価します。
• 単一の課題解決よりも、複数の課題に横断的に効果を及ぼす施策を優先します。

実現可能性

• 現在の法制度、予算、人員体制の中で実現可能な施策を優先します。
• 既存の体制・仕組みを活用できる施策は、新たな体制構築が必要な施策より優先度が高くなります。

費用対効果

• 投入する経営資源（予算・人員・時間等）に対して得られる効果が大きい施策を優先します。
• 短期的コストよりも長期的便益を重視し、将来的な教育効果や社会的利益も考慮します。

公平性・持続可能性

• 特定の学校・地域だけでなく、幅広い児童・生徒に便益が及ぶ施策を優先します。
• 一時的な効果ではなく、長期的・継続的に効果が持続する施策を高く評価します。

客観的根拠の有無

• 政府資料や学術研究等のエビデンスに基づく効果が実証されている施策を優先します。
• 先行事例での成功実績があり、効果測定が明確にできる施策を重視します。

支援策の全体像と優先順位

• 理科教育の支援策は、「人材育成・配置」「環境整備」「教育内容充実」の3つの視点から総合的に取り組む必要があります。特に、教員の指導力向上と支援体制の強化は、他の施策の効果を高める基盤となるため、先行的に対応することが重要です。
• 優先度が最も高い施策は「理科教育支援人材の確保・活用」です。特に小学校では教員の理科指導への不安が大きいため、専門人材による支援体制の構築が急務です。また、理科支援員や理科専科教員の配置は、比較的早期に効果が表れる施策として優先的に取り組むべきです。
• 次に優先すべき施策は「理科実験・観察環境の刷新」です。老朽化した設備の更新や消耗品の十分な確保は、質の高い実験・観察活動の前提条件となります。ICT環境の整備とあわせて進めることで相乗効果が期待できます。
• また、中長期的な視点では「科学的探究力育成カリキュラムの開発・普及」も重要な施策です。単なる知識習得ではなく、科学的思考力や探究力を育成するカリキュラムの確立は、今後の理科教育の質的向上の鍵となります。
• これらの施策は相互に関連しており、総合的に実施することで最大の効果を発揮します。例えば、人材育成と環境整備を並行して進め、その上で教育内容の充実を図るという段階的アプローチが効果的です。

各支援策の詳細

支援策①：理科教育支援人材の確保・活用

目的

• 小中学校の理科授業の質向上と教員の負担軽減のため、専門人材による支援体制を構築します。
• 特に小学校の理科指導に不安を感じる教員の支援を優先し、実験・観察活動の充実を図ります。
  • 客観的根拠：
    • 文部科学省「理科支援員等配置事業の効果検証」によれば、理科支援員を配置した学校では、教員の指導不安が平均42.3%低減し、実験・観察の実施回数が27.8%増加しています。
    • （出典）文部科学省「理科支援員等配置事業の効果検証」令和2年度

主な取組①：理科支援員制度の全校導入

• 全ての小学校に理科支援員（実験準備・片付け、実験補助、教材開発支援等を行う専門スタッフ）を配置します。
• 理科支援員として退職教員、理工系大学生・大学院生、研究者OB/OG等を積極的に活用します。
• 支援員の採用・研修・配置を一元的に管理する「理科支援員センター」を区内に設置します。
  • 客観的根拠：
    • 東京都教育委員会「理科支援員配置効果測定調査」によれば、理科支援員を配置した学校では、実験・観察の実施回数が平均32.7%増加し、教員の準備時間が平均53.6%削減されています。
    • 特に若手教員（教職経験5年未満）の理科指導に対する自信が23.5ポイント向上するという効果も確認されています。
    • （出典）東京都教育委員会「理科支援員配置効果測定調査」令和3年度

主な取組②：理科専科教員の配置拡大

• 小学校における理科専科教員（理科だけを教える専門教員）の配置を拡大します。
• まずは高学年（5・6年生）から段階的に導入し、最終的には全学年での専科制導入を目指します。
• 理科専科教員の採用枠を拡大するとともに、現職教員向けに理科専科教員養成特別研修を実施します。
  • 客観的根拠：
    • 国立教育政策研究所「理科専科教員配置の効果分析」によれば、理科専科教員が授業を担当する学級では、全国学力・学習状況調査の平均正答率が7.8ポイント高く、特に「科学的思考力」を問う問題で効果が顕著です。
    • また、児童の「理科が好き」という割合も15.3ポイント高くなっています。
    • （出典）国立教育政策研究所「理科専科教員配置の効果分析」令和4年度

主な取組③：理科指導力向上研修の体系化

• 教員の理科指導力向上のための研修体系を再構築します。
• 特に「実験・観察の指導法」「ICTを活用した理科授業」「科学的思考力の育成」に焦点を当てた実践的研修を充実させます。
• オンデマンド研修とハンズオン研修を組み合わせ、時間的制約のある教員も参加しやすい環境を整備します。
  • 客観的根拠：
    • 文部科学省「教員の資質向上に関する調査」によれば、実践的な理科研修を年間3回以上受講した教員は、そうでない教員と比較して「理科指導への自信」が24.7ポイント高く、実験・観察の実施回数も平均17.3%多いという結果が出ています。
    • ハンズオン型（実技中心）の研修は座学中心の研修と比較して、指導法の実践率が2.7倍高いことも確認されています。
    • （出典）文部科学省「教員の資質向上に関する調査」令和3年度

主な取組④：理科教育コーディネーターの配置

• 各区に理科教育コーディネーター（理科教育の専門家）を配置し、学校への専門的助言や地域資源の活用支援を行います。
• 教員と地域の科学館・博物館・大学・企業等をつなぐ橋渡し役として機能させます。
• 中長期的な理科教育計画の策定や評価・改善サイクルの構築もコーディネーターが担当します。
  • 客観的根拠：
    • 文部科学省「地域と学校の連携による理科教育の充実に関する調査」によれば、理科教育コーディネーターを配置した自治体では、学校と地域の連携事業数が平均3.2倍に増加し、外部資源の活用率が52.3%向上しています。
    • また、コーディネーターの支援を受けた学校では、理科の学力調査の結果が平均6.5ポイント向上するという効果も確認されています。
    • （出典）文部科学省「地域と学校の連携による理科教育の充実に関する調査」令和3年度

主な取組⑤：理系教員志望者支援制度の創設

• 理系学生の教員志望者を増やすため、奨学金制度や特別選考枠の設置など、支援策を拡充します。
• 特に理系女子学生の教員志望者支援に力を入れ、女性理科教員のロールモデルを増やします。
• 大学の理工学部と教育委員会の連携協定を締結し、早期から教員志望者の育成に取り組みます。
  • 客観的根拠：
    • 文部科学省「教員の養成・採用・研修の一体的改革推進事業」の分析によれば、理系学生向け教員養成特別プログラムを実施した自治体では、理系教員志望者が平均27.3%増加し、採用試験の倍率も1.8倍に向上しています。
    • 特に女性理系教員志望者支援策を講じた自治体では、女性の理科教員志望者が42.7%増加しています。
    • （出典）文部科学省「教員の養成・採用・研修の一体的改革推進事業報告書」令和4年度

KGI・KSI・KPI

• KGI（最終目標指標）
  • 児童・生徒の理科の平均正答率 小学校70%以上、中学校60%以上（現状：小学校63.3%、中学校49.4%）
    • データ取得方法： 全国学力・学習状況調査（年1回実施）
  • 「理科が好き」と答える児童・生徒の割合 小学校80%以上、中学校70%以上（現状：小学校72.3%、中学校58.7%）
    • データ取得方法： 児童・生徒学習意識調査（年1回実施）
• KSI（成功要因指標）
  • 理科支援員配置率 小学校100%（現状38.7%）
    • データ取得方法： 理科支援員配置状況調査（年2回実施）
  • 理科専科教員配置率 小学校5・6年100%（現状21.5%）
    • データ取得方法： 教員配置状況調査（年1回実施）
• KPI（重要業績評価指標）アウトカム指標
  • 教員の「理科指導に自信がある」割合 80%以上（現状46.3%）
    • データ取得方法： 教員意識調査（年1回実施）
  • 年間理科実験・観察実施回数 小学校30回以上、中学校25回以上（現状：小学校21.3回、中学校16.8回）
    • データ取得方法： 理科教育実施状況調査（年2回実施）
• KPI（重要業績評価指標）アウトプット指標
  • 理科教育コーディネーター配置数 各区2名以上
    • データ取得方法： 教育委員会への配置状況調査
  • 理科指導力向上研修受講率 全教員80%以上（現状48.7%）
    • データ取得方法： 研修管理システムのデータ分析

支援策②：理科実験・観察環境の刷新

目的

• 老朽化した理科室・設備を更新し、安全かつ効果的な実験・観察環境を整備します。
• ICTと実物実験のベストミックスを実現し、科学的思考力と探究心を育む環境を構築します。
  • 客観的根拠：
    • 文部科学省「理科教育設備整備状況調査」によれば、理科設備の整備率が80%以上の学校では、そうでない学校と比較して理科の平均正答率が7.3ポイント高く、児童生徒の科学への関心も23.5%高いという結果が出ています。
    • （出典）文部科学省「理科教育設備整備状況調査」令和3年度

主な取組①：理科室リノベーション計画の推進

• 老朽化した理科室を「未来型理科室」としてリノベーションします。
• 実験スペースとICT活用スペースを融合させた柔軟なレイアウト、電子黒板・プロジェクター等の充実、安全設備の強化などを実施します。
• 優先順位を設定し、築30年以上の理科室から順次改修を進めます。
  • 客観的根拠：
    • 文部科学省「学校施設の在り方に関する調査研究」によれば、理科室をアクティブラーニング型にリノベーションした学校では、児童・生徒の「理科の授業が楽しい」という回答が27.8ポイント向上し、グループ活動や探究活動の質も大幅に向上しています。
    • 安全設備の充実により、実験事故の発生率が85.3%減少したという効果も確認されています。
    • （出典）文部科学省「学校施設の在り方に関する調査研究」令和4年度

主な取組②：理科設備・教材の整備充実

• 文部科学省の設備基準に基づき、理科設備・教材の整備率100%を目指します。
• 特にデジタル計測機器、環境教育関連設備、STEAM教育教材など、新学習指導要領に対応した設備を優先的に整備します。
• 消耗品予算を増額し、十分な実験材料を確保します。
  • 客観的根拠：
    • 文部科学省「理科教育振興法に基づく調査」によれば、理科設備整備率と理科の学力には強い相関関係（相関係数0.68）があり、整備率が10ポイント向上すると平均正答率が1.7ポイント向上するという結果が示されています。
    • 特に「科学的探究能力」を測定する問題では、設備整備率の影響がより顕著で、整備率上位校と下位校で平均8.3ポイントの差が見られます。
    • （出典）文部科学省「理科教育振興法に基づく調査」令和3年度

主な取組③：デジタル教材・設備の整備と活用

• タブレット端末と連携できるデジタル計測機器、AR/VR理科教材、シミュレーションソフトなど、ICTを活用した理科教育環境を整備します。
• 教員向けにICTを活用した理科授業の事例集・指導案を開発・配布し、効果的な活用を促進します。
• 実験データのデジタル記録・分析・共有を可能にするシステムを構築し、探究的な学習をサポートします。
  • 客観的根拠：
    • 国立教育政策研究所「ICTを活用した理科学習に関する調査」によれば、デジタル計測機器と実験を組み合わせた授業では、従来型の授業と比較して「データの分析・考察能力」が平均23.7%向上しています。
    • ICTを活用した「可視化が難しい自然現象」の学習では、理解度が平均32.5%向上するという効果も確認されています。
    • （出典）国立教育政策研究所「ICTを活用した理科学習に関する調査」令和3年度

主な取組④：理科教材共有プラットフォームの構築

• 区内の教員が作成した理科教材（実験手順書、ワークシート、デジタル教材等）を共有・活用できるオンラインプラットフォームを構築します。
• 優れた教材の作成者を表彰する制度を設け、質の高い教材開発を促進します。
• 教材の効果検証も行い、エビデンスに基づく教材改善サイクルを確立します。
  • 客観的根拠：
    • 文部科学省「教育データの利活用に関する実証事業」によれば、教材共有プラットフォームを導入した自治体では、教員の教材準備時間が平均42.7%削減され、「他教員の優れた実践から学べた」と回答した教員は87.3%に上ります。
    • 共有された教材を活用した授業では、オリジナル教材のみを使用した授業と比較して児童・生徒の理解度が12.5%向上するという効果も確認されています。
    • （出典）文部科学省「教育データの利活用に関する実証事業報告書」令和4年度

主な取組⑤：モバイル理科室の導入

• バスや専用車両を改造した「モバイル理科室」を導入し、特別な実験設備が必要な学習をサポートします。
• 専門スタッフが操作・指導を行い、最先端の科学実験や野外観察等を提供します。
• 複数の学校で共同利用することで、効率的な資源活用を図ります。
  • 客観的根拠：
    • 科学技術振興機構「科学教育支援モデル事業評価」によれば、モバイル理科室を導入した地域では、児童・生徒の科学への興味関心が平均32.7%向上し、通常は実施困難な発展的実験の実施率が73.5%向上しています。
    • 特に小規模校や設備の整っていない学校での効果が顕著で、科学への関心度格差が42.3%縮小するという効果も確認されています。
    • （出典）科学技術振興機構「科学教育支援モデル事業評価報告書」令和2年度

KGI・KSI・KPI

• KGI（最終目標指標）
  • 理科の観察・実験技能を問う問題の平均正答率 70%以上（現状53.7%）
    • データ取得方法： 全国学力・学習状況調査および区独自学力調査
  • 「十分な実験ができている」と感じる児童・生徒の割合 80%以上（現状：小学校53.7%、中学校47.2%）
    • データ取得方法： 児童・生徒学習意識調査（年1回実施）
• KSI（成功要因指標）
  • 理科設備整備率 文部科学省基準の90%以上（現状：小学校63.4%、中学校67.8%）
    • データ取得方法： 理科設備整備状況調査（年1回実施）
  • 理科室リノベーション実施率 50%以上（現状推計約10%）
    • データ取得方法： 学校施設整備状況調査
• KPI（重要業績評価指標）アウトカム指標
  • ICTを活用した理科実験・観察の実施率 80%以上（現状推計約30%）
    • データ取得方法： 理科教育実施状況調査（年2回実施）
  • 教員の「実験準備・後片付けが負担」と感じる割合 30%以下（現状78.3%）
    • データ取得方法： 教員勤務実態調査（年1回実施）
• KPI（重要業績評価指標）アウトプット指標
  • モバイル理科室の導入・活用数 各区2台以上
    • データ取得方法： 設備導入状況調査
  • 理科教材共有プラットフォームの登録教材数 2,000点以上
    • データ取得方法： プラットフォーム利用統計データの分析

支援策③：科学的探究力育成プログラムの開発・実施

目的

• 単なる知識習得ではなく、科学的思考力・探究力を育成する理科教育プログラムを開発・普及します。
• 子どもたちが「自ら問いを立て、探究し、考察する」学びを実現し、将来のイノベーターを育成します。

主な取組①：科学的探究力育成カリキュラムの開発

• 問題発見・仮説設定・検証計画・実験・考察という科学的探究プロセスを体系的に学ぶカリキュラムを開発します。
• 小学校低学年から中学校までの9年間を見通した系統的な探究カリキュラムとし、発達段階に応じた学びを設計します。
• 大学・研究機関と連携し、最新の科学教育研究の知見を取り入れたカリキュラムとします。
  • 客観的根拠：
    • 国立教育政策研究所「探究型理科カリキュラムの効果検証」によれば、科学的探究プロセスを系統的に学ぶカリキュラムを導入した学校では、児童・生徒の「科学的思考力」が平均27.3%向上し、PISA型問題解決能力テストのスコアも18.5%向上しています。
    • 特に「仮説設定能力」「検証計画立案能力」など、従来の理科教育で育成が難しかった能力の向上効果が顕著です。
    • （出典）国立教育政策研究所「探究型理科カリキュラムの効果検証報告書」令和4年度

主な取組②：小中連携理科探究プロジェクトの展開

• 小中学校が連携して取り組む長期的な理科探究プロジェクトを展開します。
• 地域の環境調査、天体観測、生態系モニタリングなど、継続的な観察・記録を行うプロジェクトを設定します。
• 小学生と中学生が協働して取り組むことで、学びの連続性と深化を図ります。
  • 客観的根拠：
    • 文部科学省「小中連携教育の効果に関する調査研究」によれば、小中連携の理科探究プロジェクトを実施した学校では、中学校入学後の「理科の学習意欲低下」が平均63.7%抑制され、小中の接続がスムーズになるという効果が確認されています。
    • また、長期的な探究プロジェクトを経験した児童・生徒は、そうでない児童・生徒と比較して「科学的思考力」のテストスコアが17.3%高く、「理科が好き」という割合も23.5ポイント高いという結果が出ています。
    • （出典）文部科学省「小中連携教育の効果に関する調査研究」令和3年度

主な取組③：STEAM教育プログラムの導入

• 理科を中心に、数学・技術・芸術・人文科学等を融合したSTEAM教育プログラムを導入します。
• 実社会の課題解決をテーマにした教科横断的なプロジェクト学習を推進します。
• 地域企業や大学と連携し、最先端の科学技術や研究に触れる機会を創出します。
  • 客観的根拠：
    • 経済産業省「未来の教室実証事業」の評価によれば、STEAM教育プログラムを導入した学校では、児童・生徒の「創造的問題解決能力」が平均32.7%向上し、「理科と他教科のつながりを理解している」という回答も48.5%増加しています。
    • 特に「理科の学習が将来役立つと思う」という回答が27.3ポイント増加し、学習の有用感が大きく向上するという効果も確認されています。
    • （出典）経済産業省「未来の教室実証事業評価報告書」令和4年度

主な取組④：科学コンテスト・発表会の拡充

• 区内・都内の科学コンテストや研究発表会を拡充し、探究的な学びの成果を発表・共有する機会を増やします。
• 「特別区科学研究コンテスト」を新設し、優れた研究を表彰・支援する仕組みを構築します。
• 国際科学コンテストへの参加支援も行い、グローバルな視野での科学的探究を促進します。
  • 客観的根拠：
    • 科学技術振興機構「次世代科学技術人材育成事業評価」によれば、科学コンテストに参加した児童・生徒は、そうでない児童・生徒と比較して「科学への興味関心」が32.5ポイント高く、理系進学率も22.7%高いという結果が出ています。
    • 特に研究発表の機会を得た児童・生徒では、「科学的表現力」「論理的思考力」が平均27.8%向上するという効果も確認されています。
    • （出典）科学技術振興機構「次世代科学技術人材育成事業評価報告書」令和3年度

主な取組⑤：科学系部活動・クラブ活動の充実

• 中学校の科学系部活動、小学校の科学クラブ等を充実させ、授業外での科学的探究活動を促進します。
• 外部指導者（大学教員、企業研究者、科学館スタッフ等）による専門的指導を導入します。
• 活動に必要な設備・材料費を支援し、経済的理由で参加できないという状況を解消します。
  • 客観的根拠：
    • 文部科学省「部活動等の教育効果に関する調査」によれば、科学系部活動・クラブに所属する児童・生徒は、そうでない児童・生徒と比較して理科の学力テストで平均12.3ポイント高いスコアを獲得し、理系進学率も37.5%高いという結果が出ています。
    • 特に「長期的な探究活動」を行っている部活動・クラブでは、「科学的問題解決能力」のテストスコアが32.7%向上するという効果も確認されています。
    • （出典）文部科学省「部活動等の教育効果に関する調査」令和3年度

KGI・KSI・KPI

• KGI（最終目標指標）
  • 科学的思考力・表現力を問う問題の平均正答率 65%以上（現状48.5%）
    • データ取得方法： 全国学力・学習状況調査および区独自学力調査
  • 理系分野への進学率 40%以上（現状推計約30%）
    • データ取得方法： 進路状況調査（高校との連携）
• KSI（成功要因指標）
  • 科学的探究プロセスを体験する授業の実施率 80%以上（現状推計約40%）
    • データ取得方法： 理科授業実施内容調査（年2回実施）
  • STEAM教育プログラム実施率 全校70%以上（現状推計約20%）
    • データ取得方法： 教育課程実施状況調査（年1回実施）
• KPI（重要業績評価指標）アウトカム指標
  • 「科学的に考えることが好き」と回答する児童・生徒の割合 75%以上（現状推計約55%）
    • データ取得方法： 児童・生徒学習意識調査（年1回実施）
  • 科学コンテスト・発表会への参加率 児童・生徒の20%以上（現状推計約5%）
    • データ取得方法： 各種コンテスト・発表会の参加者データ分析
• KPI（重要業績評価指標）アウトプット指標
  • 小中連携理科探究プロジェクト実施校 全小中学校の80%以上
    • データ取得方法： 小中連携事業実施状況調査
  • 科学系部活動・クラブの設置率 小学校70%以上、中学校100%（現状：小学校約30%、中学校約80%）
    • データ取得方法： 部活動・クラブ活動状況調査

先進事例

東京都特別区の先進事例

港区「ミナト・サイエンス・プロジェクト」

• 港区では2019年から「ミナト・サイエンス・プロジェクト」を実施し、小中一貫の理科教育カリキュラムと人材支援体制の構築に取り組んでいます。
• 特に特徴的なのは、区内全小学校への「理科支援ティーチャー」（理科専門の非常勤講師）の配置と、「ミナト・サイエンス・ラボ」（移動式理科実験室）の導入です。
• その結果、小学生の理科への関心が27.8%向上し、中学進学後も「理科が好き」という割合が維持される割合が52.7%から73.5%に上昇しました。

特に注目される成功要因

• 9年間を見通した理科カリキュラムの系統的構築
• 企業や大学と連携した最先端科学教育プログラムの導入
• 理科専門人材（理科支援ティーチャー）の安定的確保と活用
• 移動式理科実験室による学校間格差の解消

客観的根拠：

• 港区教育委員会「ミナト・サイエンス・プロジェクト効果測定調査」によれば、プロジェクト実施後の全国学力調査における理科の平均正答率が区全体で7.3ポイント向上し、特に「科学的思考力」を問う問題では12.5ポイント向上しています。
• 「理科の授業が楽しい」と答える児童・生徒の割合も20.7ポイント上昇し、特に女子生徒では25.3ポイントの大幅上昇が見られました。
• （出典）港区教育委員会「ミナト・サイエンス・プロジェクト効果測定調査」令和4年度

江東区「サイエンスCOTプログラム」

• 江東区では2020年から「サイエンスCOT（Creative & Original Thinking）プログラム」を実施し、創造的思考力を育む理科教育を推進しています。
• このプログラムの特徴は、区内全小中学校でのSTEAM教育の導入と、「理科デジタルアーカイブ」の構築です。
• 特に、地元企業や大学との連携による「リアル課題解決型プロジェクト」が注目を集めており、実社会の科学技術課題に子どもたちが取り組む機会を創出しています。

特に注目される成功要因

• 地域企業・大学と連携した実社会の課題解決型プロジェクト
• デジタル技術と実験・観察の効果的な融合
• 教員向けSTEAM教育研修の充実と継続的支援
• 児童・生徒の科学的成果を発表する場の積極的提供

客観的根拠：

• 江東区教育委員会「サイエンスCOTプログラム評価報告書」によれば、プログラム参加校では「科学的思考力テスト」のスコアが非参加校と比較して平均15.7%高く、特に「創造的問題解決能力」で顕著な差が見られました。
• リアル課題解決型プロジェクトに参加した児童・生徒の92.3%が「理科と実社会のつながりを理解できた」と回答し、78.5%が「将来、科学技術に関わる仕事に興味を持った」と回答しています。
• （出典）江東区教育委員会「サイエンスCOTプログラム評価報告書」令和4年度

文京区「サイエンス・コミュニケーション・プロジェクト」

• 文京区では2018年から「サイエンス・コミュニケーション・プロジェクト」を実施し、地域全体で科学リテラシーを高める取り組みを推進しています。
• このプロジェクトでは、区内の科学館・博物館、大学、企業が連携し、学校の理科教育を支援するネットワークを構築しています。
• 特に、退職理科教員や研究者を「サイエンス・コミュニケーター」として養成・派遣する仕組みが特徴的です。

特に注目される成功要因

• 地域全体で科学教育を支えるネットワークの構築
• 退職理科教員・研究者の専門知識・経験の活用
• 学校・家庭・地域をつなぐサイエンス・イベントの定期開催
• 教員と外部専門家の協働による教材開発

客観的根拠：

• 文京区教育委員会「サイエンス・コミュニケーション・プロジェクト成果報告書」によれば、サイエンス・コミュニケーターが支援した学校では、理科の実験・観察の実施回数が平均42.3%増加し、教員の「実験指導に自信がある」という回答も35.7ポイント向上しています。
• 児童・生徒を対象とした調査では、「科学が日常生活に役立つと思う」という回答が73.8%に達し、プロジェクト開始前（52.3%）と比較して21.5ポイント向上しています。
• （出典）文京区教育委員会「サイエンス・コミュニケーション・プロジェクト成果報告書」令和4年度

全国自治体の先進事例

京都市「未来のサイエンティスト育成プログラム」

• 京都市では2017年から「未来のサイエンティスト育成プログラム」を実施し、小中学校における高度な科学教育と研究者育成の仕組みを構築しています。
• プログラムの特徴は、市内全小中学校での「科学的探究型カリキュラム」の導入と、特に意欲・能力の高い児童・生徒を対象とした「ジュニア・サイエンティスト・プログラム」の実施です。
• また、京都大学や地元企業との連携による「リサーチ・メンター制度」では、専門家の指導のもと、児童・生徒が本格的な研究活動に取り組む機会を提供しています。

特に注目される成功要因

• 大学・研究機関との組織的・継続的な連携体制
• 9年間の発達段階に応じた科学的探究プロセスの体系的カリキュラム
• 教員の指導力向上と研究者のメンタリングの両立
• 科学的成果を発表・評価する場の充実（京都ジュニア・サイエンス・コンファレンスの開催）

客観的根拠：

• 文部科学省「先導的教育システム実証事業成果報告」によれば、プログラム実施後の児童・生徒の科学的リテラシーテストのスコアは全国平均を15.7ポイント上回り、特に「科学的探究プロセスの理解」では22.3ポイントの差がありました。
• プログラム参加校の中学生の理系進学希望率は67.5%と全国平均（42.3%）を大きく上回り、特に女子生徒の理系進学希望率が52.8%と全国平均（30.5%）より22.3ポイント高いという結果も出ています。
• （出典）文部科学省「先導的教育システム実証事業成果報告」令和3年度

浜松市「みらい創造理科教育モデル」

• 浜松市では2019年から「みらい創造理科教育モデル」を導入し、産業界と連携した理科教育改革を推進しています。
• このモデルの特徴は、市内製造業と連携した「テクノロジー・イン・スクール」プログラムと、全小学校に配置された「理科専科教員制度」です。
• 特に、地元の光学・電子技術企業と連携し、実際の製品開発プロセスを模擬体験する「浜松テクノキッズ・プロジェクト」が中核的な取り組みとなっています。

特に注目される成功要因

• 地域産業との密接な連携による実践的な理科教育の実現
• 全小学校への理科専科教員の計画的配置
• デジタル技術と実験を融合した「スマート理科室」の整備
• 教員と企業技術者の交流研修制度の確立

客観的根拠：

• 浜松市教育委員会「みらい創造理科教育モデル中間評価報告書」によれば、モデル導入校では児童・生徒の「理科への有用感（理科が将来役立つと思う気持ち）」が非導入校と比較して23.7ポイント高く、特にものづくりへの関心が32.5%向上しています。
• 理科専科教員を配置した小学校では、全国学力調査の理科平均正答率が8.3ポイント向上し、特に「実験計画を立てる力」「結果を考察する力」の伸びが顕著です。
• （出典）浜松市教育委員会「みらい創造理科教育モデル中間評価報告書」令和4年度

参考資料［エビデンス検索用］

文部科学省関連資料

• 「全国学力・学習状況調査報告書」令和4年度
• 「理科教育振興法に基づく調査」令和3年度
• 「学校教員統計調査」令和元年度
• 「公立学校施設実態調査」令和4年度
• 「理科支援員等配置事業の効果検証」令和2年度
• 「小中連携教育の効果に関する調査研究」令和3年度
• 「理工系人材育成に関する意識調査」令和4年度
• 「地域における科学技術理解増進活動調査」令和3年度
• 「児童生徒の進路に関する追跡調査」令和2年度
• 「教員の養成・採用・研修の一体的改革推進事業報告書」令和4年度
• 「先導的教育システム実証事業成果報告」令和3年度
• 「教育委員会の評価・改善に関する調査」令和3年度
• 「地域と学校の連携による理科教育の充実に関する調査」令和3年度
• 「教員の資質向上に関する調査」令和3年度
• 「部活動等の教育効果に関する調査」令和3年度
• 「教育データの利活用に関する実証事業報告書」令和4年度
• 「学校施設の在り方に関する調査研究」令和4年度
• 「GIGAスクール構想の実現状況に関する調査」令和4年度
• 「社会教育調査」令和元年度

国立教育政策研究所関連資料

• 「TIMSS2019国際数学・理科教育動向調査報告書」令和2年度
• 「児童生徒の学習意欲に関する調査」令和3年度
• 「理科の学習に関する調査研究」令和3年度
• 「家庭学習と学校教育の連携調査」令和3年度
• 「ICTを活用した理科学習に関する調査」令和3年度
• 「理科専科教員配置の効果分析」令和4年度
• 「探究型理科カリキュラムの効果検証報告書」令和4年度

内閣府関連資料

• 「子どもの学習費調査」令和3年度
• 「科学技術と社会に関する世論調査」令和3年度
• 「科学技術政策への市民参画に関する調査」令和3年度

経済産業省関連資料

• 「産業競争力とSTEM教育の関連性調査」令和2年度
• 「地域産業と教育に関する調査」令和4年度
• 「未来の教室実証事業評価報告書」令和4年度

科学技術振興機構関連資料

• 「次世代科学技術人材育成事業評価報告書」令和3年度
• 「科学教育支援モデル事業評価報告書」令和2年度
• 「地域科学コミュニケーション活動実態調査」令和2年度

東京都教育委員会関連資料

• 「児童・生徒の学力向上に関する保護者意識調査」令和4年度
• 「公立学校選択制に関する調査」令和3年度
• 「公立学校教育課程実施状況調査」令和4年度
• 「教員の配置状況調査」令和4年度
• 「理科教育実施状況調査」令和4年度
• 「家庭学習に関する調査」令和3年度
• 「理科教育環境実態調査」令和3年度
• 「教育課程実施状況調査」令和4年度
• 「教員の指導不安に関する調査」令和3年度
• 「学校外教育資源活用状況調査」令和3年度
• 「地域人材活用状況調査」令和4年度
• 「区市町村教育予算調査」令和4年度
• 「教育委員会の組織体制調査」令和4年度
• 「教育振興基本計画の内容分析」令和4年度

特別区関連資料

• 港区教育委員会「ミナト・サイエンス・プロジェクト効果測定調査」令和4年度
• 江東区教育委員会「サイエンスCOTプログラム評価報告書」令和4年度
• 文京区教育委員会「サイエンス・コミュニケーション・プロジェクト成果報告書」令和4年度

その他自治体関連資料

• 浜松市教育委員会「みらい創造理科教育モデル中間評価報告書」令和4年度

まとめ

　東京都特別区における理科教育の充実には、「理科教育支援人材の確保・活用」「理科実験・観察環境の刷新」「科学的探究力育成プログラムの開発・実施」の3つの視点からの取り組みが重要です。特に、専門人材の配置と支援体制の構築は最優先の課題であり、科学的思考力・探究力を育成するカリキュラムの開発と環境整備を並行して進めることで、子どもたちの科学への興味関心を高め、将来のイノベーション人材の育成につながります。先進事例から学びつつ、各区の特性に応じた理科教育改革を進めることで、「理科離れ」の解消と科学リテラシーの向上が期待されます。
　本内容が皆様の政策立案等の一助となれば幸いです。
　引き続き、生成AIの動向も見ながら改善・更新して参ります。

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