高等学校理科（化学基礎）における探究的な学びのための授業づくり～主体的な学びに向かうために～

もくじ
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研修のねらい
研究授業の概要
研究授業での実験の概要
学習指導案の検討
検討結果
研究授業の様子
工夫や改善できる点まとめ１ 研修のねらい
生徒が「科学的に探究するために必要な資質・能力の育成」を実現するための授業改善を推進する。
（参考）高等学校学習指導要領から

２ 研究授業の概要①②③④

科目名 化学基礎
単元名 物質量と化学反応式
本 時 物質の量
授業のねらい
1 円玉を用いた実験観察を通して 測定方法を探究するとともに、物質量とアボガドロ定数および質量と体積との関係性を見出す。

３ 研究授業での実験の概要
実験内容
アルミニウム1 molの粒子数を求める。
アルミニウムの質量から探究する班（質量班）とアルミニウムの単位格子の体積から探究する班（体積班）に生徒の希望に応じて分かれ、１円玉を用いて探究する。

３ 研究授業での実験の概要質量班

体積班

４ 学習指導案の検討
検討課題【課題1-1】 実験内容
【課題1-2】 単元の指導計画【課題2-1】 発問の内容【課題2-2】 無理のない探究の過程について【課題３】 ICTの活用

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学習指導案の検討【課題1-1】 実験内容

当初は、ステアリン酸単分子膜の実験を行い、1 molの数を探究させる実験としようとしていた。

1) 2023.8.28指導案検討会学習指導案

2) 宮本一弘, 化学と教育2009, 57, 336-337.

4-1

学習指導案の検討【課題1-2】 単元の指導計画
原子量、分子量・式量、物質量について説明後、３時間目でステアリン酸単分子膜の実験を行うという構成

2023.9.4指導案検討会「学習指導案」

4-1

学習指導案の検討＜指導案検討会等での意見＞【課題1-1】【課題1-2】① ヘキサン溶液の体積と質量を求める過程にハードルがある。
② ステアリン酸が身近なものではなく、実験そのものの原理や計算と単位の変換をどう指導するかが難しい。
③ ３時間目がこの実験であるので、どのように授業が進んでいくのかが疑問である。
④ この実験を扱うのであれば、モル質量を扱ってからが望ましい。
⑤ 抽象的な内容であるので、単元の指導計画を通じて、イメージ化していくことが大切である。
⑥ 授業のねらいを実現する身近にある粒子の数や質量を調べる取組を考えるのも１つの方法である。

実験内容や粒子概念が身に着く単元内容の配列について検討5-1

検討結果【課題1-1】

実験内容を「ステアリン酸単分子膜」の実験から、「１円玉を用いた実験」へと変更した。

(左)2023. 9. 4 (右)2023.9.20 指導案検討会「学習指導案」

１円玉を用いることで、身近な題材とし、取り組みやすい課題とした【思考１】【課題1-2】について、どのように単元の指導計画の内容配列を改善すると、１円玉の探究を進めるにあたり、無理なく探究を進められるでしょうか。

5-1

検討結果【課題1-2】

実験当日の学習指導案① 粒子概念を身に付けさせるために、「物質量→相対質量→原子量・分子量・式量（モル質量を含む）」の順に再構成した。
② 米粒等を用い、粒子を数える実習を取り入れる指導計画とした。

4-2

学習指導案の検討【課題2-1】 発問の内容
１円玉を用いてアボガドロ数を求める探究活動を通し、物質量とアボガドロ定数および質量と体積との関係性を見出すことを目的としたときにどのような発問がよいか。

2023.9.20指導案検討会「学習指導案」

4-2

学習指導案の検討【課題2-2】

無理のない探究の過程について生徒が無理なく探究するためには、どのようなデータや助言を予め与えておくべきか。

2023.9.20指導案検討会「学習指導案」

4-2

学習指導案の検討＜指導案検討会等での意見＞【課題2-1】【課題2-2】①

発問を考える上で、生徒がどういうことを材料にして、今回の学習活動を進めていくのか考えるとよい。
② 指導案を作成する際に、与えられた数値や条件から、生徒がどのように思考するのか、予想して考えておいた方がよい。
③ 導入で体積の情報を与えると、それが誘導になって体積のみに考えが向くのではないか。
④ アルミニウム原子１個の質量とモル質量を与えると、実験せずに結果が出せてしまう。
⑤ 質量班と体積班で難易度に差があるので、与えるデータを変えてはどうか。

発問の内容や実験時に与えるデータの内容や方法について検討【思考２】【課題2-1】及び【課題2-2】を踏まえ、生徒が無理なく探究活動を進めるには、どのような発問を行い、どのようなデータを生徒に提示し、進めるとよいでしょうか。

5-2

検討結果【課題2-1】

・生徒の反応、教師の手立てを明確化して検討した。
・発問については、「質量と体積２つの観点から検証する方法を考えてみよう」とし、探究の過程の２つのルートを明示した。
(左) 2023.9.20指導案検討会「学習指導案」(右)実験当日の学習指導案

5-2検討結果【課題2-2】

実験当日の学習指導案

・質量班には「アルミニウム原子１つ分の質量は何g」という問いから探究させ、体積班には単位格子模型を与え、単位格子中の原子数（４個）のデータを与えた。
・実験器具のみ与え、使用する１円玉枚数も含め実験方法は生徒に考えさせた。

4-3

学習指導案の検討【課題３】 ICTの活用
探究活動において、実験グループ間の円滑な情報共有のためのICTをどのように活用すればよいか。
導入でのFormsの利用

実験データ処理でのスプレッドシートの利用

2023.8.28指導案検討会「学習指導案」

まとめでのFormsの利用

4-3

学習指導案の検討＜指導案検討会等での意見＞【課題３】①②

スプレッドシートを使うなら、計算式も共有した方がよい。
スプレッドシートで計算式を入力しようとすると、生徒が入力するのに時間がかかる。
③ Formsを使用して、個人思考を全体共有するには時間がかかる。

生徒同士の考えを共有するための効果的なICT活用について検討5-3

検討結果【課題３】

Googleスライドの利用に統一

レポート用紙の該当箇所を生徒に写真で撮影させ、Googleスライドに画像を貼り付け共有した。使用するアプリは１種類とした。

６ 研究授業の様子
教師の発問・実験の説明

https://youtu.be/6uoZ_5f4SQo

６ 研究授業の様子
実験の様子

https://youtu.be/W7bCshZcwA0

６ 研究授業の様子
実験内容の共有（まとめ）https://youtu.be/c9LhumSKjpk

【思考３】
今回の実践を踏まえ、理科における探究的な学びをより一層進める観点から、さらに工夫や改善できると思われる点について、考えてみましょう。

７ 工夫や改善できる点【振り返りから】① 生徒の探究活動について・生徒観に応じて、ゴールを具体的に示すことで、生徒が思考すべき場面で時間をかけることができる。
・単元の指導計画で原子量、式量、モル質量の学習内容の定着にもう少し時間をかけることで、本探究の意味合いがより明確になる。
・教師が伝える部分と生徒が自ら学べばよい部分を分けて指導することで、時間に余裕が持てる。

７ 工夫や改善できる点【振り返りから】② より深い探究活動とするために・どのタイミングでどのような手がかりを与えるかは、探究を進める上でポイントになる。
・教員側から答えにたどりつきそうなヒントを提示して進めるのではなく、生徒自身に考える時間を十分に確保する。
・一度取り組んだ方法で最後まで取り組めるような多様性を認める雰囲気があるとよい。
・あえて１円玉の質量の誤差やメスシリンダーを使用する意
味について考えさせることで、新たな気づきが得られる。

７ 工夫や改善できる点【振り返りから】③ 情報の共有（ICTの活用）
・他の班の結果を見ることができるICTツールがあれば、他の班をヒントに探究を進めることができた。
・生徒が「mol、質量、体積の関係をとらえる」という上で、教師が生徒の計算のつまずきをきちんと拾って、全体で共有しておくことが大切である。
④ その他

・今回の題材をより日常生活と結びつけて指導していくことができればよい。

８ まとめ① 生徒に身に付けさせたい資質・能力を明確化し、それに基づいた単元の指導計画を作成する。
② 探究活動においては、生徒の思考パターンを予想して、生徒観を踏まえた活動のロードマップを考え、それに応じた発問や授業展開を考える。
③ 探究活動では、生徒が見通しを持って実験に取り組み、生徒が自らの考えをまとめ・表現する場面を適切に設定し、得られる新たな気づきや疑問を大切にする。
④ ICTを適切に活用することで、全体で生徒の意見等を効率よく集約し、探究活動の取組の質を高めることができる。

制作・協力北海道教育委員会 国立大学法人東京学芸大学