日産財団『理科教育助成』

成果報告書
2020 年度助成
役職

代表者名
テーマ

校長

所属機関

足利市立梁田小学校

駒場

役職 報告者名眞一

教諭 槇田剛志

理科の見方・考え方を育む ICT の活用～子ども同士をつなぎ高め合える学習指導を基盤に～※ご異動等で現職の方では成果発表が難しい場合、上記代表者または報告者による代理発表を可といたします

１．実践の目的（テーマ設定の背景を含む）
１ これまでの経緯（１）学習指導要領等から理科では、これまで「科学的な見方や考え方」を育成することを重要な目標として位置付けており、今回の改訂では、理科の特質から、「理科の見方・考え方」として改めて検討されている。一方、本市においても、ＧＩ
ＧＡスクール構想に基づき、児童へのタブレット端末機の整備や高速大容量の通信ネットワークの整備が進みつつある。今後、授業でＩＣＴを効果的に活用し、児童の学びの質を高めていくことは大切である。
なお、本校は、栃木県小学校理科研究大会足利大会（令和元年度）及び関東甲信越地区理科研究協議会栃木大会（令和２年度）における研究協力校として、理科教育を推進してきた。
（２）学校課題研修の充実から
本校では、平成２７年度～２８年度に市教委指定「学習指導」研究校として、ユニバーサルデザインの視点を取り入れた授業、予習を生かした授業の展開、学び合いの場の工夫の研究をすすめた。現在、「校内研修の充実」と「分かる授業の展開」を重視し研究を推進している。「校内研修の充実」では、理科及び各自の研究教科において「学び合い」を核とした授業研究と実践を通して、研究主題「聴き合い、学び合う児童の育成～子ども同士をつなぎ、高め合える学習指導の在り方～」に努めている。また、「分かる授業の展開」では、ペア・グループなどの学習形態を取り入れた学び合いの工夫に努め、探究的な活動と主体的な学習の充実を図ることで、知識の理解の質を高め、思考力・判断力・表現力等を育成できる指導の工夫に努めている。
２ 研究のねらい
現在、全国の学校では、文部科学省の指導に基づき、新型コロナウイルス感染拡大防止のため、３密をさけるための様々な対策をしている。そのため、教室での授業は、児童机の間隔を離した前向きの学習形態が主である。一方、理科室での実験机は、児童４人が向かい合う座席であるため、新型コロナウイルス対策からは、学びの形態も検討する必要がある。そこで、２点のねらいを考えた。
Ⅰ 理科の授業におけるペア・グループなどの学習形態を取り入れた学び合いの工夫
・単元を見通した適切な学習場所の選定、学習形態の在り方、教育環境づくり
・一人一台のタブレットを効果的に活用した学び合い
Ⅱ 分かる授業の工夫
・「理科の見方・考え方」を育てるための探求的な活動と主体的な活動の充実

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２．実践にあたっての準備（機器・材料の購入、協力機関等との打合せを含む）○大型モニターと ChromeCast
Chromebook を大型モニターにミラーリングするために、理科室に大型モニター、各教室に ChromeCast を整備した。
○micro:bit 及びプログラミング学習セット
３人グループで１つ micro:bit 及びプログラミング学習セットを使用できるようにした。
○教材開発のための消耗品の購入
サーモインクやサーモテープ、試験管等の消耗品を購入した。

３．実践の内容
研究のねらいに迫るための実践内容
Ⅰ 理科の授業におけるペア・グループなどの学習形態を取り入れた学び合いの工夫
仮説Ⅰ「非対面によるグループ学習を考慮した学習場所の選定、学習形態の在り方、分からないことにすぐアクセスできる ICT 環境整備により学習意欲が高まるであろう」について①第３学年「かげと太陽」
個別に「かげの動き」を観察し、作業用紙に記録した。次に、２人組で太陽の高さとかげの動きがわかるモデルを作成した。
②第４学年「もののあたたまり方」
実験の様子を chromebook で撮影し、クラス全体で共有した。また、実験結果の予想をホワイトボードアプリに記入させた。
③第６学年「発電と電気の利用」
一人一台の chromebook に micro：bit 及びプログラミング学習セットをつなぎ、「電気を無駄なく使うための工夫」について、人感センサーと明るさセンサーを使い、必要に応じて電気がつくプログラミングを作った。グルー
プは、３人グループとした。
Ⅱ 分かる授業の工夫
仮説Ⅱ「探求的な活動を単元の導入の場と単元の終末の場に学習過程に位置づけるとともに、毎時間の学習サイクル（つかむ→すすめる→まとめる）を実践することで、理科の見方や考え方を育てることができるだろう」について①第４学年「もののあたたまり方」
単元の導入では、金属や水、空気をあたためた経験を書き出させ、どのようにあたたまっていくのかを考えさせた。また、単元の終末では、発展的な学習として「クーラーの効率的な使い方」や「お風呂の効率的な温め方」を考えた。
②第６学年「発電と電気の利用」
本校の施設は、廊下や階段のライトが自動で点灯したり、トイレの水道は手をかざすだけで水が出たりする。
そこで、単元の導入では、学校の施設を観察し、電気を無駄なく利用するために、学校にあればよいものを児童に考えさせた。また、単元の終末では、発展的な学習として児童が考えた「防犯ブザー」「落とし物警報機」「熱中症警報機」などを３人グループで作った。

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４．実践の成果と成果の測定方法
Ⅰ 理科の授業におけるペア・グループなどの学習形態を取り入れた学び合いの工夫
仮説Ⅰ「非対面によるグループ学習を考慮した学習場所の選定、学習形態の在り方、分からないことにすぐアクセスできる ICT 環境整備により学習意欲が高まるであろう」について①第３学年「かげと太陽」
個別に「かげの動き」の観察を行い、作業用紙に記録し、２人組で太陽の高さとかげの動きがわかるモデルを作成した。ペアで相談しながら実験を行う姿が見られた。また、モデルが正しいかどうかについては、教師がタイムプラスで撮影した動画等に、児童が必要に応じてアクセスしながら検証できる工夫をした。そのため、児童らは、自分たちのタイミングで動画にアクセスし、自分らが作成したモデルの正誤を確かめていた。
アンケートでは、学習前の理科に対する意欲が、６５％(授業前)から８０％(授業後)に向上した。
②第４学年「もののあたたまり方」
一人一台の chromebook を活用し、実験の様子を班ごとに撮影した。撮影した動画は、Googleclassroom にアップロードすることにより、授業内外で、自分たちの実験結果にすぐアクセスする環境を整えた。予想の場面では、前時の実験結果を根拠にした予想を立てた児童が多く見られた。（図-１）
また、予想のワークシートをホワイトボードアプリで共有することで、全ての児童が、すべての児童の考えを非対面でアクセスできるようになった。（図－2）普段、授業中に発言する機会の少ない児童の考えも共有できる利点もあった。
授業後のアンケートでは、「実験を動画で見かえせる。」「出歩かなくても他の人の意見が見られる。」「文字が早く書けるから、実験の時間が長くなる。」といった、chromebook の利点が挙がった。

図-１

図-２ 非対面で他者の考えを共有する工夫③第６学年「発電と電気の利用」
Chromebook に micro：bit 及びプログラミング学習セットをつなぎ、「電気を無駄なく使うための工夫」について、人感センサーと明るさセンサーを使い、必要に応じて電気がつくプログラムを作った。グループは、３人グループとした。なお、本学年では、総合的な学習の時間の年間指導計画も見直し、タブレット操作に慣れる学習時間も確保した。３人グループは、４人グループに比べて、会話が弾み、ペアに比べて発想が広がることが分かった。

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Ⅱ 分かる授業の工夫
仮説Ⅱ「探求的な活動を単元の導入の場と単元の終末の場に学習過程に位置づけるとともに、毎時間の学習サイクル（つかむ→すすめる→まとめる）を実践することで、理科の見方や考え方を育てることができるだろう」について①第４学年「もののあたたまり方」
単元の導入では、金属や水、空気をあたためた経験を書き出させ、どのようにあたたまっていくのかを考えさせた。また、単元の終末では、発展的な学習として「クーラーの効率的な使い方」や「お風呂の効率的な温め方」を考えた。児童のノートには、「クーラーの風向きは、上向きだと思います。冷たい空気は下に行くから、下向きにすると、上に冷たい空気がいかないからです。（図－３」「試験管を下からあたためた方が、あたたまる時間が早かった。だから、お風呂のあたためる口も下についているんだと思う。」といった記述がみられた。

②第６学年「発電と電気の利用」

図－3

本校の施設は、廊下や階段のライトが自動で点灯したり、トイレの水道は手をかざすだけで水が出たりする。
そこで、単元の導入では、学校の施設を観察し、電気を無駄なく利用するために、学校にあればよいものを児童に考えさせた。 また、単元の終末では、発展的な学習として児童が考えた「防犯ブザー」「落とし物警報機」「熱中症警報機」などを３人グループで作った。ノートの記述から、児童の「理科の見方・考え方」が育まれていることを見取ることもできた。
理科において、毎時間の学習サイクル（つかむ→すすめる→まとめる）が定着してきた。また、単元の導入や発展的な学習を単元計画に入れることにより、問題解決の過程で得た知識について、「理科の見方・考え方」を働かせ、実生活に生かす姿も見取ることが出来た。

５．今後の展開（成果活用の視点、残された課題への対応、実践への発展性など）
計画的にプログラミング教育が実践できるよう、総合的な学習の時間や特別活動を軸に年間指導計画を見直していく。また、組織として一貫したプログラミング教育や本研究で実践した学習サイクルを実施できるよう、教師の継続的な研修を行っていく。
各教室に ChromeCast を整備したおかげで、Chromebook の画面を大型モニターに映すことができるようなり、授業の幅が広がった。児童が作成したプログラムや予想をモニターに映したことにより、全体への共有が容易になった。今後は、理科だけでなく、各教科においても Chromebook や大型モニターの利用を推進していきたい。

６．成果の公表や発信に関する取組み※ メディアなどに掲載、放送された場合は、ご記載ください

７．所感
多額の助成金をいただき、プログラミング学習セットや理科教材を整備できたことは、非常にありがたいことでした。
本校の職員、そして子どもたちにとって、大きな贈り物になりました。研究実践や研究成果については、まだまだ残された課題も多くありますが、日産財団によるご支援で充実した理科室の教材・教具で、科学に親しむ子の育成に努めていきたいと思います。

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