技術分野における第３学年「統合的な問題の解決」につながるカリキュラムの構築

岐阜大学教育学部附属小中学校

大羽淳也

１ 研究主題設定の理由

資質・能力

技術によってよりよい生活と持続可能な社会を構築

予測できない社会的な課題を解決するために必要便利な技術＜課題＞・仕組みがどうなっているか学べていない。
・よりよいものを作りたいという意欲がもてない。

１ 研究主題設定の理由
システム化された現在の技術に対応するために第３学年で取り上げる内容ではそれまでの学習を踏まえた「統合的な問題」について取り扱う

題材や学習活動も含めて３年間の技術分野のカリキュラムを構築
今後の社会を生きる子供たちに必要な技術分野の教育の実現につながる

研究主題

技術分野における第３学年「統合的な問題の解決」につながるカリキュラムの構築

２ 研究内容
１ 生徒の実態把握(１)技術の見方・考え方をもとにした小学校段階における問題解決の経験の把握(２)高等学校における情報に関係する学習の状況と本校の実践との関連

２ 第３学年「統合的な問題の解決」につながる３年間のカリキュラムの構築(１)技術の見方・考え方をもとにした「問題を見いだして課題を設定し解決する力」のレベルの検討

３ 第３学年「統合的な問題の解決」の指導計画及び実践と評価(１)Ｄ

第３題材 よりよい生活や社会を築くための計測と制御の技術を応用したシステムの指導計画(２)Ｄ 第３題材 よりよい生活や社会を築くための計測と制御の技術を応用したシステムの実践と評価

研究内容１ 生徒の実態把握(１)技術の見方・考え方をもとにした小学校段階における問題解決の経験の把握◯プログラミング教育に関わる実態(昨年度の研究)△情報以外の題材が生徒の実態を応じたものとなっているか十分に検討できていない。

→他教科でどんな学びをしてきたか よりも→どんな問題解決の経験をしてきたか
主に生活科、総合的な学習の時間

(１)技術の見方・考え方をもとにした小学校段階における問題解決の経験の把握→どんな問題解決の経験をしてきたか
技術の見方・考え方をもとにした「問題を見いだして課題を設定し解決する力」①問題を見いだす空間的範囲②問題を見いだす時間的範囲③着目する範囲(場面と立場)④着眼点⑤技術の最適化の段階

(１)技術の見方・考え方をもとにした小学校段階における問題解決の経験の把握

学年の発達に応じて、広がりが見られる

(１)技術の見方・考え方をもとにした小学校段階における問題解決の経験の把握対象となる相手意識をどのように設定するかによって範囲が決まる

(１)技術の見方・考え方をもとにした小学校段階における問題解決の経験の把握対象となる相手意識の設定によって異なるがある程度経験している

(１)技術の見方・考え方をもとにした小学校段階における問題解決の経験の把握

技術特有の内容に関わるので、「選択」以外の経験は少ない

(１)技術の見方・考え方をもとにした小学校段階における問題解決の経験の把握

願いをもたせ、空間的範囲、時間的範囲、対象となる相手を適切に設定する必要がある。
技術の最適化の段階は、中学校で段階的に高めていく必要がある。

(２)高等学校における情報に関係する学習の状況と本校の実践との関連
高等学校の情報の教科書及び学習指導要領解説より「情報Ⅰ」では、プログラミング、モデル化とシミュレーション、ネットワークとデータベースの基礎といった基本的な情報技術と情報を扱う
方法とを扱うとともに，コンテンツの制作・発信の基礎となる情報デザインを扱い…
「情報Ⅱ」では、情報システム、ビッグデータやより多様なコンテンツを扱うとともに、情報技術の発展の経緯と情報社会の進展との関わり、更に人工知能やネットワークに接続された機器等の技術と今日あるいは将来の社会との関わりについて考えさせる。なお、プログラミングに関しては、中学校技術・家庭科技術分野においても充実を図っており、それらの学習内容との適切な接続が求められる

(２)高等学校における情報に関係する学習の状況と本校の実践との関連
例えば、気象データや自治体が公開しているオープンデータなどを用いて数値の合計、平均、最大値、最小値を計算する単純なアルゴリズムや、探索や整列などの典型的なアルゴリズムを考えたり表現したりする活動を取り上げ…
さらに問題解決のためのプログラミングを取り上げ、プログラミングでワードプロセッサや表計算ソフトウェアのようなアプリケーションソフトウェアが持つ検索や置換及び並べ替えなどの機能の一部を実現した
り、ツールやアプリケーションを開発したり…

中学校において、上記のような内容を経験させることで、円滑な接続につながる。

(２)高等学校における情報に関係する学習の状況と本校の実践との関連
気象データや自治体が公開しているオープンデータ(Web API)を活用したアプリケーションの開発
Ｄ

生活を豊かにするネットワークを利用した双方向性のあるコンテンツに関する
プログラミングによる問題の解決〜ネットワークのデータを使い人の役に立つアプリを作ろう

お天気アプリ
本検索アプリ翻訳アプリ
お弁当提案アプリ

(２)高等学校における情報に関係する学習の状況と本校の実践との関連

(２)高等学校における情報に関係する学習の状況と本校の実践との関連
高等学校との接続を意識した学習研究内容２時

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第３学年「統合的な問題の解決」につながる３年間のカリキュラムの構築
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D 第１題材A 第１題材
第生活や社会を支えている材料と加 生活に密接に関わる情報通信
１ 題材名工の技術を探る
ネットワークの学（技術分野のガイダンスを含む） 技術を探る
年
授業時数

94B 第２題材
第目的に応じた生物育成
２ 題材名の技術による問題の学
年
解決
授業時数

9B 第１題材
作物の栽培を通して，基礎的・基本的な生物育成の技術を探る
3B 第３題材
これからの生物育成の技術の活用

C 第１題材エネルギーの安全で有効な利用と電気回路の仕組みを探る

1517172

C 第２題材
生活や社会で利用されているエネルギー変換の技
術による問題の解決

C 第３題材
これからのエネルギー変換の技術の活用

D 第２題材
生活を豊かにするネットワークを利用した双方向性のあるコンテンツに関するプログラミングによる問題の解決

9110

D 第３題材
第よりよい生活や社会を築くための計測と制御
３ 題材名の技術を応用したシステムの学
年
開発
授業時数

A 第２題材
材料と加工の技術による問題の解決

Ａ 第3題材
これからの材料と加工の技術の活用

D 第４題材これからの情報の技術の活用の仕方を考える

1

技術による問題の解決カリキュラムの構築技術による問題の解決

Ａ 第２題材 材料と加工の技術による問題の解決
Ｂ 第２題材 目的に応じた生物育成の技術による問題の解決
Ｃ 第２題材 生活や社会で利用されているエネルギー変換の技術による問題の解決

Ｄ 第２題材 生活を豊かにするネットワークを利用した双方向性のあるコンテンツに関するプログラミングによる問題の解決
Ｄ 第３題材 よりよい生活や社会を築くための計測と制御の技術を応用したシステムの開発

(１)技術の見方・考え方をもとにした「問題を見いだして課題を設定し解決する力」のレベルの検討①問題を見いだす空間的範囲

個人

家庭や身近な集団

地域社会

地球規模

②問題を見いだす時間的範囲

現在

近い将来

将来

(１)技術の見方・考え方をもとにした「問題を見いだして課題を設定し解決する力」のレベルの検討③着目する範囲(場面と立場)
＜場面＞
・作る場面
・使う場面
・廃棄する場面・万が一のトラブルの場面＜立場＞
・使い手の立場・作り手の立場④着眼点
・社会からの要求 ・安全性 ・環境負荷 ・経済性

(１)技術の見方・考え方をもとにした「問題を見いだして課題を設定し解決する力」のレベルの検討⑤技術の最適化の段階
・選択…目的や条件を踏まえて適切なものを選ぶ。
・管理…その効果を発揮が発揮できるよう、適切な状態に維持する。
・運用…効果が発揮できるよう適切に用いる。
・改良…技術の欠点を改める。
・応用…本来の用途と異なる場面に用いる。

①問題を見いだす空間的範囲 ②問題を見いだす時間的範囲
３年生 Ｄ よりよい生活や社会を築くための計測と制御の技術を応用したシステムの開発

将来

２年生 Ｄ 生活を豊かにするネットワークを利用した双方向性のあるコンテンツに関するプログラミングによる問
題の解決

近い将来

現在

１年生
Ａ 材料と加工の技術による問題の解決

個人

２年生 Ｃ 生活や社会で利用されているエネルギー変換の技術による問題の解決
２年生 Ｂ 目的に応じた生物育成の技術による問題の解決

家庭や身近な集団

地域社会地球規模

③着目する範囲（場面 立場）
作る 使う 廃棄する
使い手の万が一の場面 場面
場面 トラブルの場面
立場

作り手の立場Ａ 材料と加工の技術(２)

〇 ◎〇〇

◎〇

Ｂ 生物育成の技術(２)

◎ 〇

〇〇〇

◎

Ｃ エネルギー変換の技術(２)

〇 ◎

◎〇

◎〇

Ｄ 情報の技術(２)双方向〇 ◎〇

◎

◎

〇

Ｄ 情報の技術(３)計測と制御

〇 ◎〇

◎◎〇

◎…特に重視する

④着眼点
社会からの要求

安全性

環境負荷

経済性

Ａ 材料と加工の技術(２)

〇

◎〇

〇

Ｂ 生物育成の技術(２)〇〇◎〇Ｃ エネルギー変換の技術(２)〇〇〇◎

Ｄ 情報の技術(２)双方向〇◎〇〇

Ｄ 情報の技術(３)計測と制御◎〇〇〇◎…特に重視する

⑤技術の最適化の段階
１年生相当
選択管理・運用改良

応用

Ａ 材料と加工の技術による問題の解決

２年生相当
Ｂ 目的に応じた生物育成の技術による問題の解決

Ｄ 生活を豊かにするネットワークを利用した双方向性のあるコンテンツに関するプログラミングによる問題の解決

３年生相当

Ｃ 生活や社会で利用されているエネルギー変換の技術による問題の解決

Ｄ よりよい生活や社会を築くための計測と制御の技術を応用したシステムの開発

統合的な問題の解決

題材の具体については、昨年度の実践をご覧ください研究内容３

第３学年「統合的な問題の解決」の指導
計画及び実践と評価(１)Ｄ 第３題材 よりよい生活や社会を築くための計測と制御の技術を応用したシステムの指導計画
統合的な問題の解決とは？
４つの内容の何かを組み合わせることありきで考えてしまう
自分たちの問題を解決する過程で、複数の技術を組み合わせなければ、解決ができない。
→今までの学習の内容を活用して解決しよう。

(１)Ｄ 第３題材 よりよい生活や社会を築くための計測と制御の技術を応用したシステムの指導計画
統合的な問題の解決の例
川の水かさが増えた時、ダムを解放させて、自動的に水を調整させたい①センサで水位を測る
Ｄ 計測と制御②警告音を鳴らす③ＬＥＤを点灯させて警告する④ダムのゲートを開く Ｃ エネルギー変換
Ｃ＋Ｄ 結果、統合的な問題の解決と言える
統合とは、目的ではなく、問題を解決するための手段である。

(１)Ｄ 第３題材 よりよい生活や社会を築くための計測と制御の技術を応用したシステムの指導計画
統合的な問題の解決につなげやすい内容
Ａ 材料と加工の技術
Ｂ 生物育成の技術
Ｄ 情報の技術

価値を変換

木材棚

Ｃ エネルギー変換の技術 人が活動するためのエネルギーを得る
エネルギーを変換

Ｃ エネルギー変換の技術だけ質が違う

(１)Ｄ 第３題材 よりよい生活や社会を築くための計測と制御の技術を応用したシステムの指導計画
統合的な問題の解決につなげやすい内容
Ｃ エネルギー変換の技術
人間

機械、ＰＣ

人の動作 → 機械、機構
人の判断 →ＰＣ

Ｄ 情報の技術(計測と制御)

Ｃ エネルギー変換の技術、Ｄ 情報の技術 は組み合わせやすい
Ｃ＋Ａ

Ｃ＋Ｂ＋Ｄ

Ｃ＋Ｄ 等

(１)Ｄ 第３題材 よりよい生活や社会を築くための計測と制御の技術を応用したシステムの指導計画
本題材における技術の見方・考え方をもとにした「問題を見いだして課題を設定し解決する力」のレベルの検討①問題を見いだす空間的範囲 ②問題を見いだす時間的範囲

①問題を見いだす空間的範囲 ②問題を見いだす時間的範囲
３年生 Ｄ よりよい生活や社会を築くための計測と制御の技術を応用したシステムの開発

将来

２年生 Ｄ 生活を豊かにするネットワークを利用した双方向性のあるコンテンツに関するプログラミングによる問
題の解決

近い将来

現在

１年生
Ａ 材料と加工の技術による問題の解決

個人

２年生 Ｃ 生活や社会で利用されているエネルギー変換の技術による問題の解決
２年生 Ｂ 目的に応じた生物育成の技術による問題の解決

家庭や身近な集団

地域社会

地球規模

(１)Ｄ 第３題材 よりよい生活や社会を築くための計測と制御の技術を応用したシステムの指導計画
本題材における技術の見方・考え方をもとにした「問題を見いだして課題を設定し解決する力」のレベルの検討①問題を見いだす空間的範囲 ②問題を見いだす時間的範囲
地域社会、地球規模
近い将来から将来③着目する範囲(場面と立場)

③着目する範囲（場面 立場）
作る 使う 廃棄する使い手の万が一の場面 場面
場面 トラブルの場面
立場

作り手の立場Ａ 材料と加工の技術(２)

〇 ◎〇〇

◎〇

Ｂ 生物育成の技術(２)

◎ 〇

〇

〇

〇

◎

Ｃ エネルギー変換の技術(２)

〇 ◎

◎〇

◎〇

Ｄ 情報の技術(２)双方向〇 ◎〇◎◎〇Ｄ 情報の技術(３)計測と制御〇 ◎〇

◎

◎

〇

◎…特に重視する

(１)Ｄ 第３題材 よりよい生活や社会を築くための計測と制御の技術を応用したシステムの指導計画
本題材における技術の見方・考え方をもとにした「問題を見いだして課題を設定し解決する力」のレベルの検討①問題を見いだす空間的範囲 ②問題を見いだす時間的範囲
地域社会、地球規模
近い将来から将来③着目する範囲(場面と立場)使う場面、使い手
④着眼点

④着眼点
社会からの要求

安全性

環境負荷

経済性

Ａ 材料と加工の技術(２)

〇

◎

〇

〇

Ｂ 生物育成の技術(２)〇〇◎〇Ｃ エネルギー変換の技術(２)〇〇〇◎

Ｄ 情報の技術(２)双方向〇

◎

〇

〇

Ｄ 情報の技術(３)計測と制御

◎

〇

〇

〇

◎…特に重視する

(１)Ｄ 第３題材 よりよい生活や社会を築くための計測と制御の技術を応用したシステムの指導計画
本題材における技術の見方・考え方をもとにした「問題を見いだして課題を設定し解決する力」のレベルの検討①問題を見いだす空間的範囲 ②問題を見いだす時間的範囲
地域社会、地球規模
近い将来から将来③着目する範囲(場面と立場)使う場面、使い手④着眼点
社会からの要求⑤技術の最適化の段階

⑤技術の最適化の段階
１年生相当
選択管理・運用改良

応用

Ａ 材料と加工の技術による問題の解決

２年生相当
Ｂ 目的に応じた生物育成の技術による問題の解決

Ｄ 生活を豊かにするネットワークを利用した双方向性のあるコンテンツに関するプログラミングによる問題の解決

３年生相当

Ｃ 生活や社会で利用されているエネルギー変換の技術による問題の解決

Ｄ よりよい生活や社会を築くための計測と制御の技術を応用したシステムの開発

統合的な問題の解決

(１)Ｄ 第３題材 よりよい生活や社会を築くための計測と制御の技術を応用したシステムの指導計画
本題材における技術の見方・考え方をもとにした「問題を見いだして課題を設定し解決する力」のレベルの検討①問題を見いだす空間的範囲 ②問題を見いだす時間的範囲
地域社会、地球規模
近い将来から将来③着目する範囲(場面と立場)使う場面、使い手④着眼点
社会からの要求⑤技術の最適化の段階
改良、応用

⑤技術の最適化の段階 改良、応用改良、応用のレベル…
統合的な問題の解決であり、制作を進めながら技術の欠点を改めていきたい。また、可能であれば本来の用途と異なる場面に用いることができるようにしていきたい。
ユーザの状況を想定して解決策を考えさせたい。
誰のためのシステムか。
どんな困り感があるのか。
どんな状況を解決したいのか。

(１)Ｄ 第３題材 よりよい生活や社会を築くための計測と制御の技術を応用したシステムの指導計画
前半は、問題の解決に必要な知識及び技能の習得

暗い時と◯◯のときに光る防犯ライ
トのシステム

後半は、グループで設定した問題の解決をするためのシステムの開発

身の回りの問題を解決するためのシステム

日本は災害が多い国である。
どうすれば、災害にあっても生き抜くことができるのだろうか？
この内容について他教科で学んでいる。
テーマの設定人の命を守る防災システムがあったら…

(２)Ｄ 第３題材 よりよい生活や社会を築くための計測と制御の技術を応用したシステムの実践と評価
１
２

どんなシステムを作るのか
そのシステムでは、センセで何を計測して、どんなことをするのか
３ システムの動きの順番
４ システムの構成
５ 情報処理の手順を、
アクティビティ図で６ 出力について※ ９時間で解決できる内容にしていく。

災害時に安全に移動できる自動運転車(初期の段階)

災害時に安全に移動できる自動運転車(改良の段階)

地震の揺れを感知し、音と光で知らせるシステム

水かさが増えた時、ダムを解放させて、自動的に水を調整するシステム

(２)Ｄ 第３題材 よりよい生活や社会を築くための計測と制御の技術を応用したシステムの実践と評価制作していく中で改良しながら、さらなる問題点を技術の着眼点に沿って見つけることができた。

誰のためのシステムなのか、最初の願いや思いに立ち返り、よりよいシステムづくりに向けた意識を高めることができた。

３

成果と課題

＜成果＞
◯生徒の実態に即した「小中高の円滑な接続を目指す技術分野のカリキュラム」と「統合的な問題の解決につながるカリキュラム」の構築ができた。
◯技術の見方・考え方をもとにした「問題を見いだして課題を設定し解決する力」のレベルの検討したことで，生徒の問題を解決する力を段階的に育てることができるカリキュラムを構想することができた。
◯第３学年「統合的な問題の解決」の指導計画及び内容の実践例を示すことができた。

３

成果と課題

＜課題＞
△生活科、総合的な学習の時間の問題解決の経験にとどまり、他教科での学びとのつながりや問題の解決の経験を把握した指導計画になっているか十分に検討できていない。
△「Ｄ 情報の技術」以外の問題の解決の内容が十分に検討できていない。
△今回の統合的な問題の解決の学習が、グループによる活動になっているため、システムの見直しに関わる場面以外での学習の状況の把握が困難であった。

３

成果と課題

＜今後に向けて＞
・他教科での学びとのつながりや問題の解決の経験を把握し、より生徒の実態に即した題材を再検討する。
・第３学年の統合的な問題の解決の学習の指導計画、題材開発、授業実践と検討を行っていく。
・グループでの実習における個々の学習の状況の把握の方法について検討していく。

技術分野における第３学年「統合的な問題の解決」につながるカリキュラムの構築
ご清聴ありがとうございました。
岐阜大学教育学部附属小中学校大羽淳也