本研究の目的は,学習した科学的知識を活用する観察・実験活動が,高校生のメタ認知活動を促進し,実験観を変容させることを実践的に検討することであった。まず,化学I「化学反応と量的関係」を事例として,高校生が学習した科学的知識を活用して,メタ認知活動を促進する観察・実験活動をデザインした。そして,公立高等学校の高校2年生を対象とし,処遇群(75名)には科学的知識を活用する観察・実験活動を,一方,対照群(35名)は,化学反応式における係数比が物質量比と同じになることを検証するための観察・実験活動を行った。両群のメタ認知活動,および実験観の変容を比較検討した結果,以下のことが明らかとなった。1. 処遇群は,対照群より,「自分自身によるメタ認知」と「他者との関わりによるメタ認知」が活性化された。2. 処遇群は,対照群より,実験観の「仮説検証方略志向」がポジティブに変容された。