生物学を知ろう

生物の授業を理解するのに役立つ用語集 生物学の勉強に用語をマスターする必要はあるか？ ここまで見てきたように、生物学は膨大な数のトピックをカバーする非常に幅広いテーマです。そのため、頭に入れるべき用語も無数にあります。 けれども、生物学は高校レベルで勉強するにとどまり、後は他の研究分野に移る場合はどうでしょうか。覚えた用語を再び使うことはないかもしれないのに科学的な専門用語を学ぶ努力をする必要があるのでしょうか？ 生物学は生命の科学であり、人間について、そして私たちの環境について教えてくれ、日常生活の中で自然と生物学の用語に自然と触れる機会があることでしょう。そのため、キーワードを学ぶのは必ずしも無駄というわけではありません。 また、高校生物のキーワードを把握することで、生物をさらに進んで学ぶことにした場合に、難なく新しい生物学的な単語や用語を身につけることができることでしょう。 けれども、すべての人が生物基礎（生物1）から生物（生物2）まで勉強することを望んでいるわけではないため、先ずは高校1・2年生で学習する最低限必要な項目に焦点を当てるのが賢明でしょう。 けれどもこの基礎レベルでは、最初に少し戸惑うかもしれない言葉も、実際にはそれほど難しくないことがきっとわかることでしょう！ 高校生物の基本用語 文部科学省は2018（平成30）年3月に高等学校学習指導要領を発表しました。新学習指導要領では、『生物基礎』、『生物』を学ぶ目標として「生物や生物現象に関わり、理科の見方・考え方を働かせ、見通しをもって観察、実験を行うことなどを通して、生物や生物現象を科学的に探究するために必要な資質・能力を次のとおり育成することを目指す」と記載されています。 新学習指導要領における「理科の見方・考え方」とは、「自然の事物・現象を、質的・量的な関係や時間的・空間的な関係などの科学的な視点で捉え、比較したり、関係付けたりするなどの科学的に探究する方法を用いて考える」ことであり、『生物基礎』と『生物』に特徴的な視点として、「生命に関する自然の事物・現象を主として共通性と多様性の視点で捉えること」が挙げられています。 『生物基礎』 （1）日常生活や社会との関連を図りながら、生物や生物現象について理解するとともに、科学的に探究するために必要な観察、実験などに関する基本的な技能を身に付けるようにする。 （2）観察、実験などを行い、科学的に探究する力を養う。 （3）生物や生物現象に主体的に関わり、科学的に探究しようとする態度と、生命を尊重し、自然環境の保全に寄与する態度を養う。 『生物』 （1）生物学の基本的な概念や原理・法則の理解を深め、科学的に探究するために必要な観察、実験などに関する基本的な技能を身に付けるようにする。 （2）観察、実験などを行い、科学的に探究する力を養う。 （3）生物や生物現象に主体的に関わり、科学的に探究しようとする態度と、生命を尊重し、自然環境の安全に寄与する態度を養う。 新学習指導要領では、（1）知識及び技能、（2）思考力、判断力、表現力等、（3）学びに向かう力、人間性等、の三つの柱に対応する形で、上記（1）～（3）のように『生物基礎』、『生物』の指導を通して、どのような資質・能力の育成を目指すのかがより明確に示されました。 『生物基礎』で扱うトピックは、（1）生物の特徴、（2）ヒトの体の調節、（3）生物の多様性と生態系の三つの大項目から構成されています 生物としての共通の特徴、ヒトという動物の生理、生物の多様性に注目した生態系など、ミクロレベルからマクロレベルまでの領域を学ぶように、また、人間の活動と環境との関連や健康に対する認識を深めるように構成されています。 『生物基礎』と『生物』で扱われる重要用語の数は大幅に減少しますが、扱われる内容と分量はこれまでと大きな違いがみられないので、入試内容が大きく変化することはないでしょう。とはいえ、新学習指導要領では「科学的に探究する力」の育成が強調されており、考察問題や論述問題に変化がみられる可能性があります。 大学入学共通テスト（以下、共通テスト）では、『生物』については、試行調査（プレテスト）でも多く出題されていたように、新学習指導要領への移行後には、データの分析や解釈・推論を問うような工夫された問題が多く出題される可能性があります。『生物基礎』については、共通テストでは思考力や判断力を必要とする問題の割合が高まることが予想されます（出典：河合塾）。 高校生物を一歩進んで勉強し始められるように、目にするだろうトピックについて次にご紹介します。 細胞生物学 細胞生物学は細胞の構造と機能を研究する分野で、細胞はすべての生物の基本単位であるという概念を探究します。細胞生物学は、細胞の特性をカバーしていて、細胞それぞれが構成する組織と有機体を扱います。細胞は生命体の最小単位であるため、この生命の構成要素は顕微鏡で観察する必要があります。 組織 組織は、生物学的システムと構造のヒエラルキーを記述するために用いる生物学的用語です。植物と動物は、類似した構造を共有するさまざまな種類の細胞を持っています。科学者は「組織」を還元主義的アプローチで用いています。つまり、あるヒエラルキーのレベルは、前のレベルの基本単位に基づいて組織の複雑さが一歩増すことを表します。 感染 「感染」はなじみ深い言葉ですが、これは感染性病原体が宿主生物の組織に侵入して増殖し、疾病に冒される過程または状態を指すといえるかもしれません。体内に通常は見られない感染性病原体には、ウイルス、細菌や寄生虫があります。 生体エネルギー 生体エネルギー学は、化学と生物学の両方に関係する分野で、生物に見られる分子の化学結合を形成および切断するエネルギーに焦点を当てています。 ホメオスタシス ホメオスタシスまたは恒常性とは、外部の変化に対処するときに、細胞または細胞群が安定した状態を探して維持する能力を指す用語です。これは一般的に、腎臓、肝臓、皮膚などの身体部分の機能を説明するために使用されます。各部位は、外部環境がどのように変化しても一定の内部環境を維持しようとします。 遺伝 生物学でいう遺伝とは、親から子孫に遺伝的な特性を伝達するプロセスを意味します。 変異 生物学でいう変異とは、遺伝子型の変動によって引き起こされる細胞、生物や有機体の違いを指します。これは、特に表現型変異と呼ばれる環境要因によって引き起こされる違いも示すこともできます。 進化 進化とは、連続した世代にわたる生物の遺伝特性の自然な変化です。通常、突然変異、遺伝的浮動または自然淘汰（または自然選択）に起因して、ある世代から次の世代へ集団の遺伝子に変化が起こります。そのような進化の理由は、生物が物理的または行動的に適応するためです。 エコロジー/生態学 エコロジーまたは生態学は、生物とその物理的環境との関係に取り組む生物学の一分野です。この学際的な分野には、生物学と地理学の側面が含まれます。 最新の語彙 高校で学ぶ生物に関する他の記事でも見てきたように、現代の科学者は、学習指導要領が生物学の新しい進歩を反映しているとは感じていません。 技術の進歩は、科学の世界だけでなく、私たちが行えることや発見できることのゲームチェンジャーであるため、技術が隆盛する現代における生物学が、その大きな影響を与えることは不可避です。それは生物学の目を見張るようなブレークスルーにも表れています。 実際、現代の分子生物学は、新しいテクノロジーに大きく依存しています。ただし、高校生物の学習指導要領の技術的要素は、過去数十年にわたってほとんど変化していません 現代の生物学がそれを学ぶ若者を本当に励まし、今日の生きた科学から洞察が得られるようにするには、履修内容を最新のものにし、テクノロジーと学問との関わりを高められるようにする必要があると科学者たちは考えています。 物理学は時代とともに進化しているように見えますが、生物学の分野の専門家は、生物学は教育過程で物理学と同じレベルの洗練された内容が教えられていないと感じています。そのため、DNAの塩基配列や遺伝子予測のアルゴリズムなどを真に理解するのに必要な基礎的な学習が行われていない、と。 バイオインフォマティクスと呼ばれる概念は、今の時代に生物を学ぶ者にとって重要で、それに関連付けられた用語も覚えておいて損はありません。 その他の用語集 生物の用語と定義をより詳しく学びたい場合は、まず教科書を開いてみるのがよいでしょう。ほとんどの科学教科書には学習用の用語集が含まれているか、授業中に出てくる難解な言葉を理解するのを助けてくれます。 あるいは、それよりももっと幅広い生物学用語集をお探しの方は、オンラインで用語集が多数見つかります。 Weblioの生物学用語辞典や学会の各分野の生物学用語集といったウェブサイトでは、テーマに関わるキーワードが参照でき、高校の生物の学習にも役立ちます。 先生による用語習得の手助け […]

生物学の学習の進化 – 高校生物とその先 科学が進化してきたように、高校の授業で習う生物学は、生物学者が行った数々の新しい発見と駆使した研究手法を反映して、年々進化してきています。生物学は学習に値する素晴らしいテーマです。 たとえば、現在の文部科学省の高等学校における履修教科・科目の生物のシラバスでは、1996年以前には考えられなかった科学的ブレークスルー、クローン羊のドリーについて生徒に教えています。 時代とともに進歩してきたことには、作物の栽培法などを扱う新しいモジュールが追加されたことなどが挙げられます。作物の栽培、育種、収穫の研究が進んだおかげで、より多くのことが知られるようになりました。 私たちの知識が広がっただけでなく、展望も広がり、このテーマは今では全世界の経済に焦点を当てて教えられています さらに、バイオテクノロジーが進歩するにつれて、研究者は、より大規模なバイオ発酵槽の使用と酵素の商業的な使用方法を検討するようになりました。とはいえ、テクノロジーは現在、科学の中で非常に大きなウェートを占めています。現代の世界でどれだけ生物学が進化したかを反映するのに、履修内容にほんの少し加味するだけで十分なのでしょうか？ 高校生物は近時の動向をしっかりと反映しているか？ 高校生物に関する他の投稿でも述べたように、このテーマは自然と他の科学の科目とも密接に関連していますが、数学ともつながりがあります。けれども、生物学と情報技術も相互に関連するとは考えたこともないのではないでしょうか？ テクノロジーの進歩により、科学の世界だけでなく、私たちができることや発見できることも刻一刻と変わってきているため、この現代のテクノロジーの時代が近年生物学に大きな影響を与えることは避けては通れません。もちろん、生物学が私たちの日常生活にどれほど大きな影響を与えているかは言うまでもありません。 実際、現代の分子生物学は、新しいテクノロジーに大きく依存しています。ただし、このレベルの生物学の技術的要素は、過去数十年にわたってほとんど変化していません。 現代の生物学がそれを学ぶ若者を本当に励まし、今日の生きた科学から洞察が得られるようにするには、履修内容を最新のものにし、テクノロジーと学問との関わりを高められるようにする必要があると科学者たちは考えています。 物理学は時代とともに進化しているように見えますが、生物学の分野の専門家は、生物学は教育過程で物理学と同じレベルの洗練された内容が教えられていないと感じています。そのため、DNAの塩基配列や遺伝子予測のアルゴリズムなどを真に理解するのに必要な基礎的な学習が行われていない、と。 バイオインフォマティクスと呼ばれる概念は、現代の生物学者にとって重要で、科学の分野に多角的な指導法を取り入れるために、この統計的手法を国のカリキュラムの一部として教えるべきだと科学界は考えています。 この教育論的な議論はまだ人口に膾炙していますが、近時の生物は、数学や物理学の専門家と協力してカリキュラムが作成されているという点に明るい希望を見出すことができます。 日本と比較したイギリスの高校生物の変更点 GCSEの科学試験の歴史 日本と比べて、イギリスでは生物がどのように教えられているのかをご紹介しましょう。生物はCSE、そしてOレベルとして知られているものの一部として何世代にも渡って教えられてきましたが、今日私たちが知っている資格は1988年以来のものです。けれどもそれは、学習要領が80年代以降変わっていないことを意味するものではなく、むしろ随分と変わりました。 まず、上記で例示したような内容の変更に加えて、GCSEコースの試験のマークの方法が変わりました。 たとえば、1988年から1994年の間に、AGSEからGCSEグレードが授与されるようになりました（その当時もUマークという最低グレードを取得してしまう可能性はありましたが）。ただし、90年代半ば以降、最高得点の生徒と残りのAカテゴリーの学生を区別するために、A*グレードが設けられました。 特に科学の試験は近年特に注目されており、従来の構造から離れて、学生は3つの科学のコンポーネント（生物、化学、物理）を研究し、これら3つの科目すべてを平等に採点した最終的な成績を受け取ります（日本でも2009年3月に公示された高等学校学習指導要領が2013年度の第1学年から実施され、それまでは「生物 I」、「生物 II」であったものが、新課程では「生物基礎」、「生物」に変更されました）。 現在、生徒は1つの科学（別名Core science）を研究し、追加科学（よりアカデミックな分野に焦点）と応用科学（より職業に活かせるようなアプローチが取られたもの）に区別される2つの補完的なGCSEのいずれかを選択できるようになりました（日本でも、2012年度の新課程から大幅な科目の変更があり、高等学校では「科学と人間生活」と基礎系科目1科目もしくは、基礎系科目3科目が必修となりました）。これらの重要な変化を反映するために、生徒には科目ごとに個別の成績が出されるようになりました。 モジュール式で学習する以前のアプローチも変更されており、多くの直線型のコースが導入されて、生徒により簡単な目標が提示されるようになりました これらの変更により、評価システムに基づく授業が廃止され（学習を奨励するために、宿題やコースワークを課すことはまだできますが）、2年間の生徒の成績は、記述式のマーク試験の成績のみに基づくようになりました。 これは、生徒がコースワークの助けを借りて試験委員会の判断を左右し、試験の成績を上げることができなくなったため、前向きな動きと捉えられています。 さらに、GCSEは近年、政府主導の改革を受け、4段階で導入されています。現在はフェーズ2の一環におり、他の多くのGCSE科目の中で生物がどのように教えられ評価されるかに影響しています。 現在、教師も生徒も同様に変化を経験しているため、この改革が古いGCSE構造から改善されたものであるかどうかは後々評価されることになるでしょう。 GCSEは2016年以降どのように評価されているか？ GCSEの1年目または2年目に入るときに注意すべき重要な点の1つは、このコースに過去2年間だけで多くの変更点があったことです。これは、コースの構造と評価方法が以前とかなり異なる可能性があることを意味します。 そのため、古いバージョンのGCSE試験を受験した先輩や兄弟から受け継がれた復習ツールやアドバイスは、直接役には立たないかもしれません。 シラバスを読んで、この変更によりどのような影響があるかを見極めてください。これにより、試験に対するアプローチに自信を持つことができます。 ほとんどのGCSEの生徒は、A*～Gの範囲のマーク（A*が最高評価で、Gが最低評価。Uは非常に成績の悪い生徒に付けられるマーク）を授与された歴史的なグレーディングシステムに慣れ親しんでいます。けれども、新しい評価制度が英国の教育制度に段階的に導入されており、生徒はA*～Gの代わりに9～1の評価制度で採点されます。 この新しい評価方法は、この年のYear 11（日本の高校1年生）の生物で初めて導入されました。英文学、英語、数学の科目では、この修正されたGCSE評価構造がすでに導入されているのが見受けられます（2018年の夏の試験で、英国で初めてこの評価システムが取り入れられました）（日本でも、2020年にセンター試験が廃止され、その後継である「大学入学共通テスト」の最初の試験が2021年1月に実施される予定です）。 かなり簡単に聞こえますが、おなじみのA*～Gの文字が9～1の数字の評価基準にスムーズに移行したわけではありません。試験監督委員会は、2つの評価システムの境界線が異なるため、2つを直接比較しないように教育者に助言しています。そのため、現在、評価基準のどの位置にいるのか、どこまで成績を上げる必要があるのかを理解するために、もう少しシラバスに目を通す必要があるでしょう。 Uまたは評価なしのマークがまだある一方、グレード9、8、7はA*～Aとほぼ同等です。グレード6、5、4はB～Cにリンクさせることができますが、3は現在のDに近いと言われています。最後に、2と1はE、F、Gの評価に近い評価です（日本でも、2021年から始まる「大学入学共通テスト」では、大学へ提供される各教科・科目の成績が、配点に対する得点のほか、新たに9段階の段階評価が提供されるようになります）。 変更後の試験のリソース 試験委員会は依然古い仕様に関わる情報を提供し、改革前の過去の試験問題をダウンロードできるようにしていますが、2018年の試験は構造が同じではない可能性があることに注意してください。ただし、すべての科目の復習の大部分は試験テクニックであるため、これらの古いリソースを使用して、最終試験に先立って自信を持つために勉強しても害はないでしょう。 どちらかといえば、古い構造に慣れることで、改革の結果起こった変化に気づけるかもしれません！ 新しい仕様に直接関連する最新の学習資料については、昨年作成されたオンライン資料や、書店で手に入る新しい出版物や刊行物を確認してください。変更点は必ず反映されているはずです。 生物学における最大のブレークスルーのいくつかを確認するには、こちらをご覧ください。 または、生物学の語彙をブラッシュアップしたい方は、このブログをご覧ください。 または、「近所の生物学の先生」を探してみましょう。 最後に、芸術と生物学の間にどのようなつながりがあるかを知りたい方は、Superprofの芸術とのリンクに関するブログをご覧ください。