目次 / p1
序論 / p1
第1章 自然認識に関する先行研究 / p3
　第1節 認知心理学と理科教育における構成主義の発展 / p3
　　1.理科教育における相対主義的観点の必要性 / p3
　　2.相対主義と構成主義 / p4
　　3.認知心理学と理科教育における構成主義 / p5
　　4.初期の研究の理科教育に対する影響 / p6
　第2節 理科教育の構成主義的アプローチ / p7
　　1.学習者の具体的な自然認識の特性 / p7
　　2.理科学習における構成主義的アプローチ / p8
　第3節 認知心理学的アプローチ / p11
　　1.知識をとらえる視点 / p11
　　2.形式的知識と具体的知識 / p12
　　3.宣言的知識と手続き的知識 / p15
　第4節 知識のモデル化 / p19
　　1.具体的事象に関する知識のモデル / p19
　　2.自然認識の全体的モデル / p23
　　3.知識モデルの発展 / p23
第2章 本研究の目的と方法 / p26
　第1節 先行研究の問題点 / p26
　第2節 本研究の目的 / p27
　第3節 本研究の方法 / p27
第3章 ニューラルネットワークによる分析理論 / p29
　第1節 脳の機能とモデル化 / p29
　　1.脳の機能の分局化 / p29
　　2.人工知能のモデル / p30
　第2節 ニューラルネットワークによる知識のモデル化 / p31
　　1.ニューラルネットワークの定義 / p31
　　2.階層型ニューラルネットワークの基本構成 / p32
　　3.ニューラルネットワークの情報処理の特性 / p35
　　4.ニューラルネットワークによる情報処理の問題点 / p36
　　5.ニューラルネットワークによる分析の方法 / p38
　第3節 知識モデルの分析による哲学的問題とその解決 / p39
第4章 ニューラルネットワークによる自然認識の調査 / p41
　第1節 調査の概要 / p41
　第2節 岩石の分類に関する分析 / p42
　　1.調査1の目的 / p42
　　2.調査1の方法 / p42
　　3.調査1の結果 / p43
　　4.調査1のニューラルネットワークのモデルによる分析および考察 / p45
　第3節 ふりこの周期の認識に関する分析 / p53
　　1.調査2の目的 / p53
　　2.調査2の方法 / p53
　　3.調査2の結果 / p54
　　4.調査2のプロダクションシステムのモデルによる分析 / p56
　　5.調査2のニューラルネットワークのモデルによる分析 / p63
　　6.両モデルの比較 / p70
　　7.調査3の目的 / p71
　　8.調査3の方法 / p72
　　9.調査3の結果 / p73
　　10.調査3のニューラルネットワークのモデルによる分析および考察 / p76
　第4節 てんびんの認識に関する分析 / p81
　　1.調査4の目的 / p81
　　2.調査4の方法 / p81
　　3.調査4の結果 / p82
　　4.調査4のニューラルネットワークのモデルによる分析および考察 / p84
　第5節 相対運動の認識に関する分析 / p95
　　1.調査5の目的 / p95
　　2.調査5の方法 / p95
　　3.調査5の結果および考察 / p97
　　4.調査6の目的 / p101
　　5.調査6の方法 / p101
　　6.調査6の結果 / p103
　　7.調査6のニューラルネットワークのモデルによる分析および考察 / p104
　第6節 磁石にはたらく力の認識に関する分析 / p111
　　1.調査7の目的 / p111
　　2.プロダクションシステムのモデルによる分析 / p112
　　3.調査7の方法 / p118
　　4.調査7の結果および考察 / p120
第5章 総括と結論 / p125
　第1節 調査のまとめ / p125
　第2節 先行研究との比較考察 / p128
　第3節 本研究の限界と今後の研究課題 / p130
参考文献 / p132
謝辞 / p142