本研究では，各単元内容の系統性を整理するとともに，理科の一連の指導内容の最適化や構造化を図ることを目的としたこれまでの研究成果から明らかとなった，モデルやアナロジーの取り扱いについて，概念の体制化(organization)と精緻化(elaboration)の観点から考察することを目的とした。特に，温度による体積変化の学習において用いられるアナロジーの教科書における問題点を指摘し，モデルやアナロジーの使用の際の制約の必要性について検証したものである。それらのことから，教科書や教師の説明手段として使用されるモデルやアナロジーのベースとなる領域が，子どもにとってどの程度のなじみがあるのかを検証することや，子どもが理科授業内に持ち込むモデルやアナロジーの起源を整理することで，子どもにモデルやアナロジーを用いて説明させることが可能であるかどうかを検討することの重要性について提言していった。