1 時間目

実験計画書の作成

主体的・対話的 で深い学びへ

授業

ハイライト

都 築 先 生 の ア ク テ ィ ブ・ラ ーニン グ

工学分野を志望する生徒に﹁ものづく り﹂を体感させたい

都築慶和先生は、主体的・対話的で深い学びの実現を目指す授業改善の視点から、年１回、観察・実験にアクティブ・ラーニングを取り入れた研究授業に取り組んでいる。

その第一歩として、２０１３年度に言語活動と実験を融合させた授業を行った。まず、数班

愛知県立知立東高校◎校訓は「努力 ─継続は力─」。愛知県教育委員会「高等学校教育課程研究指定校事業」（公民科による主権者教育）の指定校。愛知
県「あいち科学技術教育推進協議会」の指定参加校として理数教育にも力を入れる。
◎設立 1986（昭和 61）年
◎形態 全日制／普通科／共学◎生徒数 １学年 360 人◎２０１７年度入試合格実績（現浪計）
国公立大は、東北大、東京工業大、名古屋大、愛知教育大、大阪大などに 163 人が合格。私立大は、慶應義塾大、南山大、名城大、同志社大、立命館大などに延べ 1077 人が合格。
◎ URL

http://www.chiryuhigashi-h.aichi-c.
ed.jp/

愛知県立知立東高校

都築慶和 つづき・よしかず
教職歴 20 年。同校に赴任して 12 年目。
進路指導主事。
アクティブ・ラーニングの実践は５年目になる。

物理

実験の失敗を成功に導く経験から︑研究の醍醐味を実感し︑協働の大切さも学ぶ●３年生﹁物理﹂の授業で︑﹁重力加速度の値の測定﹂をテーマとした全８時間の単元︒実験計画から発表までを班で取り組む︒既習事項の定着と協働性の涵に授業デザインを掲載︶

１班８人のグループで、重力加速度の値を測定するための実験計画を立案する。教科書を参考にしながら意見を出し合ったり、図書館の資料やインターネットを活用したりして、班ごとに実験方法や必要な器具などを考え、実験計画書を作成。授業時間内に終わらなかった班は、休み時間や放課後を利用して実験計画書の作成に取り組んだ。

養を図るとともに︑科学実験の難しさを経験させる︒

︵P.
25

実践

Fe b r u a r y 2 0 1 822結果を発表し合い、生徒間で相互評価を行う。

さらに、そこで出てきた疑問について考え、その異なる結果が出た理由を生徒同士で話し合う。

じ手順・方法の実験にもかかわらず、班ごとに「ものづくりは１人ではできません。知恵を出業が身近で、工学部を志望する生徒も多い。

カーの本社がある豊田市と隣接しており、製造由は地域性にもある。知立市は大手自動車メー

都築先生が実践的な知識の習得にこだわる理ねらいもあった。

この一連の活動を通して、思考力・判断力・表現し合いながら周りと協働して１つの形にしていに分かれて同じ放射線実験を行う。そして、同力や主体性の向上を図ることをねらいとした。

く。将来、日本の製造業を担う生徒たちに、も値の測定」だ。過去の授業では、生徒に実験方体感してほしいと考えています」

思 考 の 活 性 化・深 化への 配 慮目の前の生徒の力を見極め、指導の内容やタイミングを変えるをこなしている状態となり、他者に任せきりにされた方法や器具で進めますが、それでは実験「学校で行う理科実験の大半は、教科書に示生徒に実験方法から考えさせるようにした。

身の回りの道具を使って実験できることといっな題材であり、生徒の関心を喚起しやすいこと、分野からのアプローチが可能であること、身近をテーマにしたのは、力学や電気など、複数のマ設定を工夫している。「重力加速度の値の測定」

都築先生は、生徒の思考を深めるためにテーする生徒や、何の実験をしているのかを理解でた理由がある。

実際、生徒は、斜面に球を転がすといった一般的な方法だけでなく、様々な実験方法を考えと刺さった深さから測定した班、ピンポン玉のた。りんごにアイスピックを落とし、落下時間て終わり、生徒は物理の知識を一通り備えた状

軟 な 発 想 と ユニ ー ク な 視 点 か ら 実 験 方 法 を 考

浮力と重力の釣り合いから測定した班など、柔み返すことは既習事項の復習にもなるため、知え、実際に実験を行った。

態になる。実験計画を立てるために教科書を読３年次 月には、授業も教科書の内容がすべで、より深い学びになると考えました」

方法を計画し、失敗したら改善策を考えることきていない生徒も出てきます。生徒自身が実験法を示していたが、今回はテーマだけを示し、のづくりとはどういうことかを、実験を通して２年目の研究授業は、限られた時間の中で多様な実験を経験させることをテーマとした。

今回のテーマは、 年度から研究授業で取りのプロセスと結果を共有・発表した。

３つの実験に班内で分担して取り組み、各実験人で１班となり、再生可能エネルギーに関する10上げている、３年生「物理」の「重力加速度の15識を統合して考える力を身につけさせるという

Feb ru ar y 201823

ことは、実際にはとても難しいのだと実感しました。

声

教科書に書いてあるような理想的な実験環境をつくる
生徒 の11

実験計画書に基づいて実験を行う。力学的エネルギーと運動量保存則の実験や、単振り子による単振動を利用した実験、電流と磁場の関係を利用した実験など、これまでに学習した分野の知識・技能を活用した実験が行われた。しかし、ほとんどの班が仮説通りの結果を得ることができず、実験の条件を変えるなど試行錯誤する姿が見られた。
１回目の実験で得たデータを検証し、実験方法をどのように改善すればよいかを話し合った。１回目の実験を失敗と捉え、全く異なるアプローチで実験計画を立て直した班もあった。

重力加速度の測定実験

2 時間目
実験の考察と討議

3時間目

て、生徒が自ら気づき、思考を深められるようの内容や頻度、声かけのタイミングなどを変えかを見極めることです。生徒の力に応じて助言「大切なのは、生徒にどのくらいの力があるの議論が進み始めることも多かったと言う。

ど、少しヒントを与えるだけで、止まっていたるのかな？」「ひもの長さは関係ないかな？」な知識を補足した。
「 単 振 動 はそ う し た 動 き を すながら生徒たちの話に耳を傾け、適宜、必要な実験の考察では、都築先生が机間指導を行いをつかんでほしいと思っています」

敗した理由を深く考え、成功につながるヒント

くは、失敗の繰り返しの中から生まれます。失えて指摘をしませんでした。世に出る製品の多には、明らかに失敗が予想される班以外は、あす。ですから、事前に実験計画書を確認した際りにはいかないことに気づいてほしかったのでかを実感し、ものづくりはそう簡単に教科書通いかに理想的な条件・環境で成り立っているのせることでした。教科書に書かれていることが「今回の授業のねらいは、生徒に失敗を経験さ発表の各活動において、教師の評価と生徒の自そして、評価は、実験計画、実験、発表準備・したり、大胆な改善をしたりしていたという。

実際、生徒は、思い切った実験方法を考え出できる雰囲気にしようとしました」

明言し、生徒が自由な発想で実験にチャレンジ説明しました。実験の成否は評価に関係ないと活動での協働性など、授業に取り組む過程だとを示し、評価のポイントは、分析の的確さや班「私が作成した活動段階ごとのルーブリックあると、事前に説明した。のかを話し合い、どのように改善したのか」で生徒には、評価のポイントは「なぜ失敗したルーブリックで評価規準を事前に示し、チャレンジ精神を喚起

場 づ く りへの 配 慮にしています」
今回、ほぼすべての班が１回目の実験で仮説通りの値を得られなかった。理論的に正しくても、材料の重さや摩擦、タイミングなど、条件や環境のわずかな違いで結果は大きく変わる。
生徒が作成した実験計画書。メンバーが意見を出し合い、１つの計画をまとめていく過程は、コミュニケーション能力やプレゼンテーション能力を磨く機会となる。

2も単振り子による単振動を利用した班は、理論値に最も近い9.91m/s を測定した。実験結果はポスターにまとめ、７〜８
2時間目の発表会の準備に取りかかった。ポスターやプレゼンテーションの内容は、都築先生が事前に点検し、指導した。

7 -8 時間目 発表会・振り返り

4 -6 時間目 再実験と発表準備

２度の実験で学んだことを班ごとに発表。前時に製作したポスターを掲示したり、黒板に図示したりと、各班とも工夫を凝らしていた。都築先生が班ごとの講評を述べた後、生徒同士の質疑応答が行われた。最後に、生徒は学んだことや感じたことを各自でレポートにまとめ、一番分かりやすいと感じた発表とその理由を書いて、生徒間での相互評価を行った。

立て直した計画の下、再び実験を行った。その結果、８班のうち５班で理論値（9.8m/s ）に近いデータが得られ、中で24

Fe b r u a r y 2 0 1 8

授業デザインシート【教科・科目】理科・物理 【分野・単元】 学習した全分野【テーマ・作品】重力加速度の値の測定【設定時数】全８時間
自校の生徒の特性を踏まえた各学習内容における主な目標（身につけさせたい力・姿勢）

学習内容

①
実験計画
書の作成

•︎これまで学習した知識を用いて意欲的に探究する力②
重力加速度の測定実験•︎ 正しい知識を理解し、身につける力

左記の力・
姿勢の「学力の 3 要素」
への分類【単元の目標】①既習事項を活用し、グループで話し合いながら実験全体の計画を立てて実践することができる。②活動全体の内容をまとめ、発表することによって、互いに理解を深め、興味や関心を高める。

左記の力・姿勢を育むための指導内容

教師による発問・働きかけの内容

教師が特に観察・配慮すべき点•１班７〜８人の班をつくる。
•これまで学習してきた知識•「重力加速度の値の測定」をテーマに、を用いて計画を立てるように実験方法や必要な器具について話し合い、指示をする。
実験計画書を作成。
• 計画書が完成したら生徒に• 自己評価シートに記入して、振り返り説明させ、助言、指導を行う。
を行う。

• 既 習の知 識を用いて的 確 に 計画を立てられているか。
• 班で協力して活動できているか。

• 技能•︎ 実験計画書に従って、実験を行う。

• 実験を行わせ、助言、指導を行う。

• 危 険を 伴う実験ではないか。
• 班で協力して活動できているか。

• 協働性• 実験結果をまとめる。仮説通りの結果が得られなければ、その理由と仮説に近づく•グループで解決できない時にための改善策を班で話し合い、実験計画助言する。
を立て直す。
• 考察・討議の結果をレポートにまとめる。

• 意見をしっかり出し合 えて い るか。 討 議 に 参 加
できてい な い 生
徒はいないか。

• 技能• 改善点に注意しながら、再び実験を行う。
• 実験を行わせ、助言、指導• 自己評価シートに記入して、振り返りを行う。
を行う。

• 危 険を 伴う実験ではないか。
• 班で協力して活動できているか。

• 思考力

③
実験の考察・討議• 仲間と協 力して問題を解決する力④
再実験• 正しい知識を理解し、身につける力⑤
実験結果のまとめ• 積極的に意見を出し合いまとめる力• 主体性•︎２回の実験結果と班で討議した内容をレポートにまとめる。

• 結果を報告させ、助言、指導を行う。

• 意見をしっかり出し合 えて い るか。 討 議 に 参 加
できてい な い 生
徒はいないか。

⑥
発表準備• 表現する力• 表現力• ①〜⑤の活動をクラス内で報告するためのポスターを作成。完成したら担当教師の点検を受ける。

• 完成したポスターを提出させて、助言・指導を行う。

• 班で役 割を分担して活動できているか。

⑦
発表会•互いに評 価し合いながら、新たな発見や課題を見つけて探究する力• 判断力•︎ 各班の発表を聞き、理解できた点、よかった点、改善すべき点などをレポートにまとめる。
•︎ 各班の発表後に質疑応答を行う。

• 各班が発表を終えた後、助言、講評を行う。

• 発 表の内容や仕方を観察する。

⑧
発表会・
振り返り

•互いに評 価し合いながら、新たな発見や課題を見つけて探究する力• 判断力•︎ 発表が最も分かりやすかった班とその理由、︎活動全体を通して学んだことをレポートにまとめる。
• 自己評価シートに記入して、振り返りを行う。

•今回の活動を通して最も学んでほしい、「ものは１人ではつくれない。多くの人の協力によってつくられていく」「失敗の中から成功につながるヒントが見つかる」ことを伝える。

• 発 表の内容や仕方を観察する。
• 学んだことについて記述するように指示をする。て、年２〜３回実施することも検討中である。

究にも生かしていきたい」など、高校卒業後に＊都築先生作成の授業デザインシートを基に編集部で作成

己評価を行い、発表方法や内容、分かりやすさなどについて、生徒同士の相互評価も行った。

成果と課題

ものづくりの醍醐味や協働の大切さを実感する生徒たち

取り組みの成果は、授業後の生徒の感想に表れている。
「周りと協力し合うことやコミュニケーションの大切さが分かった」「大学での研もつながる多くのことを学んだ様子がうかがえた。また、都築先生自身の授業形態にも変化が出てきたという。研究授業を始めた頃から、通常の授業でも、生徒同士で協力して演習問題を解かせたり、実験結果の違いについて考えさせたりするようになったのだ。

課題は、今回のような授業をより多く行うことだ。現状では年１回だが、授業計画を見直し「他校の先生に取り組みを紹介すると、『３年生のこの時期に行うのはすごいですね』と言われることがあります。しかし今後、大学入試でFeb ru ar y 2018

多面的・総合的な評価が重視されるようになれば、ただ問題を解いて答えを導き出すような学力だけでは、通用しなくなるでしょう。失敗させる経験は、遠回りに見えても、生徒の将来に必ず生きるものだと考え、取り組みを深化させていきたいと思います」
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