平成 28・29 年度 佐賀県教育センター 高等学校理数教育

３授業実践
実践事例 10 化学基礎指導計画〇単元名「３章 物質の変化 １節 物質量と化学反応式」（化学基礎 実教出版）〇単元の目標物質量と質量や気体の体積との関係、化学反応式における物質の変化とその量的関係について、観察・実験などを通して基本的な概念や原理・法則を理解させ、科学的な見方や考え方を養う。
○単元について
本教材は、学習指導要領の内容「化学基礎 (3)物質の変化 ア 物質量と化学反応式」に基づくものである。
身の回りにある物質は、質量が極めて小さい原子や分子などが多数集まったものである。本単元では、原子、分子の質量をより簡単に表す方法として原子量、分子量、式量について学ぶ。原子、分子などの個数をひとまとめにして扱う物質量と、質量や気体の体積との関係について理解する。また、化学反応式の係数の比が化学反応における物質量の比を表すことを学ぶ。反応に関与する物質の質量や体積の間に成り立つ関係を物質量と関連付け、物質の変化量を化学反応式から求めることができるようになることをねらいとしている。
○単元における工夫（思考力・判断力・表現力の育成を目指して）・単元が始まる前に対話的活動の必要性について話をする。
・対話的活動では、まず個人で考えた後にペアやグループ活動において生徒同士で考えを比較・関連付けたり、実験などで得られた情報を整理したりすることで、自分の考えを再考したり再構築したりし、確かなものにする場面を設定する。
・基本的には既存のペアやグループで活動を行い、他のグループの考えも参考にしたい場合は移動して聞いてもよいなど生徒の動きに制限を設けない。
・学習用ＰＣのデジタルワークシートを利用し、グループで出た意見を発表させ、クラス全体で共有できるようにする。
○本時の目標・化学反応における反応物の物質量と生成物の物質量の関係について、対話的活動を通して生徒同士が考えを比較しながら仮説を立て、表やグラフに整理した実験結果を基に考察して表現することができる。

【思考・判断・表現】○本時における工夫（思考力・判断力・表現力の育成を目指して）
・自分の考えに根拠を持たせるために、化学反応式を書かせ、反応式の係数比と物質量比の関係を意識して仮説を立てさせる。
・実験の仮説を立てる場面と考察する場面で、対話的活動を通して生徒同士で考えを比較し、根拠を基に考え表現させるようにする。

実践事例 10-1

平成 28・29 年度 佐賀県教育センター 高等学校理数教育

授業の様子

10／10 時間目･･･対話的活動･･･評価（Ａ･･･十分達成

Ｂ･･･おおむね達成

学習活動･･･生徒同士のやりとり、発表内容

過程
導 １
入★･･･達成不十分な生徒への支援）

教師の働き掛け（○）、評価規準（◆）

本時の課題を確認する。

展 ２
開３

反応物の物質量と生成物の物質量にはどのような関係があるのだろうか。
実験の説明を聞く。

○塩酸の取扱いに注意するよう指示した。

炭酸カルシウムと塩酸の反応の化学反応式を書く。

４

一定量の塩酸と反応する炭酸カルシウムの物 ○反応する炭酸カルシウム(反応物)と発生する二質量（反応物）と発生する二酸化炭素の物質量 酸化炭素(生成物)の物質量を求めさせ、仮説をとの関係について仮説を立てる。
考えるヒントとした。

(1) 個人で考えた後、グループで考えを比較す ○各グループで話し合う際、生徒同士の考えを比る。
較し、根拠を基に説明するよう促した。
○各グループの発表者を決めて話合いをさせた。

生徒が仮説について話し合っている様子
生徒Ａ：炭酸カルシウムから二酸化炭素が何個生成する？
生徒Ｂ：炭酸カルシウムと二酸化炭素の比率は１：１なので，炭酸カルシウムと同じだけ二酸化炭素は発生すると予想する。だから，二酸化炭素の物質量が炭酸カルシウムの物質量に比例するよ。

実践事例 10-2

生徒が記入したワークシート

平成 28・29 年度 佐賀県教育センター 高等学校理数教育展
開(2) グループで立てた仮説を発表する。

生徒が仮説を発表している様子

生徒Ａの発表内容：
炭酸カルシウムを加えた分だけ二酸化炭○代表となるグループを２つ選び、グループでまとめた記述内容をスクリーンに提示し、発表させた。
◆化学反応の物質の量的関係について根拠を基に考察し、表現している。
【思考・判断・表現】（ワークシート、発表内容の分析）
Ａ：自分で理論値などの根拠を基に仮説を立て、説明している。
Ｂ：自分で仮説を立て説明している。
★：他の生徒の意見を参考に、仮説を記述するよう促す。

素が発生すると思います。その理由は炭酸カルシウムと二酸化炭素の係数比が１：１だからです。
５

実験を行い、結果を整理する。

○実験を行う前に、実験操作についてのスライドを用いてポイントと注意点を説明した。

生徒が実験を行っている様子
６ 考察する。
(1) グラフを基に、個人で考察した後、グルー ○グラフより２つの直線が表す意味を考えさせプで考えを比較する。
た。
○各グループで話し合う際、生徒同士の考えを比較し、根拠を基に説明するよう促した。

生徒が考察について話し合っている様子

実践事例 10-3

平成 28・29 年度 佐賀県教育センター 高等学校理数教育展
開(2) グループでまとめた考察を発表する。

○仮説を発表していない３グループについて、グループでまとめた記述内容をスクリーンに提示し、発表させた。

生徒が考察を発表している様子

生徒Ｂの発表内容：
炭酸カルシウムは 0.02mol までは二酸化炭素と１：１の比例関係で反応するが、その後は反応せず二酸化炭素は発生しなかった。
その理由は、炭酸カルシウムと二酸化炭素は反応式の係数の比が１：１だけど、塩酸まで考えると１:１:２で、コニカルビーカーにある塩酸は 0.04mol だか

生徒が記入したワークシート

ら、炭酸カルシウムが 0.02mol 反応した
時点で塩酸がすべて反応してしまうので、炭酸カルシウムはそれ以上反応しなくなると思ったからです。

ま ７とめ
８

本時のまとめをする。

振り返りをする。

◆化学反応の物質の量的関係について根拠を基に考察し、表現している。
【思考・判断・表現】（ワークシート、発表内容の分析）
Ａ：グラフから２つの直線が意味する関係について考察し、説明している。
Ｂ：グラフから、考察したことを説明している。
★：グラフから、反応物と生成物の関係について再確認させる。
○ワークシートに今回の実験で分かったことを書かせ、反応物と生成物の物質量の関係について確認した。
○リフレクション・シートに記入させた。

実践事例 10-4

平成 28・29 年度 佐賀県教育センター 高等学校理数教育

授業実践の考察（実践事例 10）
視点１ １時間における生徒の変容
ワークシートの記述内容の評価（表１）について、原子量の授業では、評価がＢの記述（自分の考えについて根拠がなく、結論のみ記述）をした生徒６人（31.6％）のうち５人が、評価がＣの記述（空欄やその他）をした生徒６人（31.6％）のうち５人が対話的活動後に評価がＡの記述へと変わりました。
次頁資料１は、記述内容がＢからＡへと変わった生徒の例です。最初は質量の異なる炭素が存在すると漠然と考えていましたが、対話的活動後に、同位体の存在とその存在比を考慮するように考えが深まりました。
次に、溶液の濃度の実験を計画する授業では、Ｂの記述をした生徒２人（11.8％）の全員が、Ｃ記述をした生徒８人（47.1％）のうち６人がＡの記述に変わりました。次頁資料２は、記述内容がＣからＡに変わった生徒の例です。自分では計算値を求め実験方法を考えることができませんでしたが、対話的活動を通して、他の生徒の考えを参考に、２つの実験方法について考え説明することができました。化
学反応の量的な関係の授業については、ワークシートを工夫し仮説を立てる前に根拠となる計算値を求め、グラフを書き予想を立てさせ、考察では実験の結果と予想を比較しながら考えさせたため、対話的活動が活発に進みました。その生徒の記述例が次頁資料３です。しかし、根拠を基に記述できている生徒（評価Ａ）の数が他の授業と比べると少なかったです。１単位時間内に対話的活動の場面を２回取り入れたため、書く活動の時間が短くなり記入できなかった生徒がいたとことが理由として考えられます。
各授業において、自分の考えと他の生徒の考えを比較することで、再考して自分の考えに根拠を持ち、確かなものにできたと考えられ、対話的活動の成果が見られました。
課題点として、班によっては理解度の高い生徒の考えが正解と決めつけ、それ以上の対話が生まれない場面もありました。自分の考えに自信を持って言えるような雰囲気作りが必要です。また、リフレクション・シートの「今日の授業で大切だと思ったこと」の記述があまり書けていませんでした。これは、本時のまとめにおいて教師が学習内容について確認するような場面を設定していなかったためと考えられ、振り返りの時間が大切だと分かりました。
表１ ワークシートの記述内容の評価
授業内容

Ａ
Ｂ
Ｃ

原子量溶液の濃度

自分の考え

対話的活動
後の考え

自分の考え

対話的活動
後の考え

36.8%
31.6%
31.6%

89.5%
0.0%
10.5%

41.2%
11.8%
47.1%

88.2%
11.8%
0.0%

Ａ：根拠あり
判定基準 Ｂ：根拠なし、結論のみ
Ｃ：空欄、その他

化学反応の量的な関係※ (仮説)※ (考察)
対話的活動
対話的活動
後の考え
後の考え
58.8%
64.7%
41.2%
35.3%
0.0%
0.0%

Ａ：根拠と計算両方あり
Ｂ：根拠と計算どちらか一方

Ａ：予想、グラフ、根拠あり
Ｂ：予想、グラフ、結論のみ

Ｃ：空欄、その他

Ｃ：空欄、その他※自分の考えと対話的活動後の考えの記入欄の区別がなかったため、対話的活動後の考えのみ取り上げています。

授業実践の考察 10-1

平成 28・29 年度 佐賀県教育センター 高等学校理数教育

課題 「炭素Ｃ」の原子量は 12 ではなく 12.01 である。その理由を考えなさい。
自分の考え：「小さい炭素が１つ混ざっている」

対話的活動後の考え：「炭素はほとんどが質量数 12 の原子だが、微量ながら質量数 13 の同位体も存在し、その存在は無視できないので存在比を考慮した平均値を使っている。
」
資料１ 生徒のワークシート記述変容の例【（Ｂ）→（Ａ）の生徒】
課題 １％塩化ナトリウム水溶液 50g の調整方法について説明しなさい。
自分の考え：「計量する」

対話的活動後の考え：「水 49.5g に塩化ナトリウム 0.5g を混ぜる。または、水 99g に塩化ナトリウム１gを混ぜ、半分の 50g を測りとる。」
資料２ 生徒のワークシート記述変容の例【（Ｃ）→（Ａ）の生徒】
課題 反応物の物質量と生成物の物質量にはどのような関係があるのだろうか。
仮説 対話的活動後の考え「2HCl ＋ CaCO3 → CO2 ＋ H2O ＋ CaCl2（係数比 ２：１：１：１：１）
炭酸カルシウムと二酸化炭素は１：１だから発生する二酸化炭素は加えた炭酸カルシウムと同じ量になる。
」

考察 対話的活動後の考え(1) 計算で予想した二酸化炭素の物質量と、実験で測定した二酸化炭素の物質量を比較し、ほぼ一致するか検証してみよう。
「全く一致しなかった。予想していた物質量と異なる結果が得られた。」(2) グラフを基に炭酸カルシウムと二酸化炭素の物質量の関係について説明しよう。
「一定量の塩酸と反応する炭酸カルシウムの物質量と発生する二酸炭素の物質量は、最初比例していて、後は一定になっていた。」(3)今回の実験で分かったことを書こう。
「一定量の塩酸と反応する炭酸カルシウムの物質量と発生する二酸化炭素の物質量は、十分に塩酸があるときは比例関係がある。また、その物質量の比が化学反応式の係数の比であることが分かった。
」
資料３ 生徒のワークシート記述変容の例【仮説（Ａ）→考察（Ａ）の生徒】※自分の考えと対話的活動後の考えの記入欄の区別がなかったため、対話的活動後の考えのみ取り上げています。

授業実践の考察 10-2

平成 28・29 年度 佐賀県教育センター 高等学校理数教育

視点２ 単元における生徒の変容(1) リフレクション・シートの自己評価の分析（表２）
思考力に関する自己評価について、10／23 で評価Ａが 25％、評価Ｂが 70％であったものが、10／27 以降はＡもＢも 50％近くなっています。課題について複数の視点から考えることができるようになりました。思考力に関しては授業内容に影響されるところも大きく、考えが広がり、深まるような課題設定とワークシートの工夫が必要です。判断力に関する自己評価については、回数が増えるごとに高くなり、自分で結論を導き出せるようになりました。表現力に関する自己評価ついては、相手に伝わるように説明することができると評価した生徒が半数を下回ることが多く、これからの課題と考えられます。協働性に関する自己評価については、最初から評価が高く、最終的には全員が他の生徒と協力することができたと答えています。対話的活動へ意欲的に取り組んだことが分かります。全ての項目において、回数を重ねるごとに評価Ｃの割合は減少し、これは対話的活動の成果と考えられます。
表２ リフレクション・シートの自己評価

10月23日ＡＢＣ

10月27日

思考力

判断力

表現力

協働性

25.0%
70.0%
5.0%

20.0%
50.0%
30.0%

25.0%
55.0%
20.0%

70.0%
20.0%
10.0%

ＡＢ
Ｃ

思考力

判断力

表現力

協働性

55.6%
44.4%
0.0%

61.1%
27.8%
11.1%

44.4%
38.9%
16.7%

50.0%
44.4%
5.6%

10月30日ＡＢＣ

11月13日

思考力

判断力

表現力

協働性

52.6%
47.4%
0.0%

73.7%
26.3%
0.0%

57.9%
31.6%
10.5%

84.2%
15.8%
0.0%

ＡＢ
Ｃ

思考力

判断力

表現力

協働性

45.0%
50.0%
0.0%

45.0%
50.0%
0.0%

40.0%
50.0%
5.0%

70.0%
25.0%
0.0%

(2) 評価問題の分析(次頁表３、表４)
思考力については、問題１ではあまり変化が見られず、問題２は評価Ｃから評価Ｂへの増加が少し見られますが、思考力が身に付いたと言える値ではありませんでした。判断力については、問題１では評価Ｃから評価Ｂへの増加、問題２は評価Ｂから評価Ａへの増加が見られ、判断力が身に付いていると考えられます。表現力については、問題１ではあまり変化が見られませんが、問題２は評価Ｂから評価Ａへの増加が見られ、表現力が身に付いていると考えられます。
単元を通して、対話的活動での自分の考えを持ち、グループで活動から再考して自分の考えを確かにし、それを表出することで、特に判断力や表現力が育成されたと考えられます。

授業実践の考察 10-3

平成 28・29 年度 佐賀県教育センター 高等学校理数教育

表３ 評価問題の記述内容の評価

問題１

Ａ
思考力 40%
判断力 35%
表現力 40%
問題２

Ａ
思考力 5%
判断力 5%
表現力 15%

事前Ｂ
Ｃ
55% 5%
20% 45%60% 0%

Ａ
41%
35%
35%

事後
Ｂ
Ｃ
59% 0%
53% 12%
65% 0%

事前Ｂ
Ｃ
65% 30%70% 25%75% 10%

Ａ
6%
47%
47%

事後
Ｂ
Ｃ
76% 18%
35% 18%
41% 12%

表４ 評価問題の評価の判定基準

問題１
評価の観点

ＡＢＣ

【思考力】
実験を考える。

複数の実験を考 えて １つの実験を考えてい実験を考えていない。
いる。
る。

【判断力】
根拠を述べる。

根拠を分かりやすく述根拠を述べている。
べている。

根拠を述べていない。

【表現力】
他の人に伝わるよう分他の人に伝わるように分かりやすく表現 かりやすく工夫して表 適切に表現している。 表現していない。
現している。
する。
問題２
評価の観点

ＡＢＣ

【思考力】
全ての生成物を考え 生成物の一部を考え 生成物を考 えて いなている。
い。
生成物を考える。 ている。
【判断力】
根拠を基に 理由 を分
膨 らむ 理 由 を述 か り や す く 述 べ て い 理由を述べている。 理由を述べていない。
る。
べる。
【表現力】
他の人に伝わるよう分
他の人に伝わるように分かりやすく表現 かりやすく工夫して表 適切に表現している。 表現していない。
現している。
する。
次頁資料４は評価問題１における生徒の記述内容の変容の例です。事前で１つの実験方法を考えていたのが、事後では３つの実験方法を考えることができるようになりました。自分の考えが広がり、思考力が身に付いていることが分かります。次頁資料５は評価問題２における生徒の記述内容の変容の例です。化学反応式は事前、事後とも間違っていますが、事前は「空気による膨張」から、事後は「二酸化炭素が発生」と化学反応式から判断し、また、相手に分かりやすく伝えるために文章と図を用いて表現していることから、判断力と表現力が身に付いていると考えられます。

授業実践の考察 10-4

平成 28・29 年度 佐賀県教育センター 高等学校理数教育問題１
事前

実験方法はＡ、Ｂ、Ｃの塩化ナトリウム水溶液を加熱する。ビーカー内に残った結晶の量を計る。残った結晶の量が 30g、10g、5g と分かるとそれぞれを区別できると思ったから。

事後・味見する。味の濃さで分かるから。
・Ａ、Ｂ、Ｃの各ビーカーの重さを計る。最も重いのが 30g 溶かした食塩水、軽いのが５g 溶かした食塩水、残りが 10g 溶かした食塩水と分かる。
・Ａ、Ｂ、Ｃの各ビーカーの水を全て蒸発させ、残った塩化ナトリウムの質量を計る。最も重いのが 30g 溶かした食塩水、軽いのが５g 溶かした食塩水、残りが 10g 溶かした食塩水と分かる。
資料４ 生徒の評価問題１の記述変容の例

問題２
事前NaHCO3 → Na ＋ H20 ＋ CO2 炭酸水素ナトリウムが熱に反応し、空気が膨張したから。

事後

NaHCO3 → NaOH ＋ CO2 炭酸ナトリウムを加熱すると、二酸化炭素が発生し、中で膨張して気体だからなくなり穴があいた。

資料５ 生徒の評価問題２の記述変容の例
４研究のまとめ(1)研究の考察の表１の評価問題の記述内容に関する評価の値は、次の基準で判定しました。
Ａ「十分満足できる状況」

前頁表４の判定基準Ａ３個以上

Ｂ「満足できる状況」

Ａ「十分満足できる状況」、Ｃ「努力を要する状況」以外

Ｃ「努力を要する状況」

前頁表４の判定基準Ｃ３個以上(3) 学習に関するアンケート調査の分析（次頁図１、図２、図３）
授業中の学習活動（次頁図１）では、質問３が事前では平均 2.7 から事後では平均 3.1 へと 0.4 ポイント増加していることから、生徒が理由や根拠を基に、自分の意見（自分の考え、答え）を発言したり、記述したりするように意識が変容し、表現力が身に付いてきたと考えられます。質問２、５、６は事前と比べ事後は 0.3 ポイント増加しました。学習内容について「なぜだろう」と疑問を持ち思考しながら授業に臨むようになり、自分の考えと他者との考えを比較したり、既習内容と関連付けたりして自分の考えを確かなものにしようとした生徒が増えたことが分かります。質問 10 の対話的活動については、事前に平均 3.5 だったのが事後に平均 3.3 へ減少しました。理由の記述として、いろいろな人の考えを聞くことで理解が深まる、他の人へ考えを伝えることで自分の理解が深まるなどの意見が多かった一方で、話合いの時間が長く逆に意見がまとまらない、話合いに参加しない人が出てくるなどの否定的な意見もありました。このことから、生徒の対話的活動への意欲は高いので、話合いの時間を決め、生徒へ役割を与えるなど教師からの指示を的確に示すことで、より効果的な活動と授業実践の考察 10-5

平成 28・29 年度 佐賀県教育センター 高等学校理数教育なると考えられます。

図１ 学習に関するアンケート（授業中の学習活動）における事前と事後の変化（平均値）
授業以外の学習活動（図２）についても、授業中の学習活動と同じような傾向が見られました。特に質問２は 0.5 ポイント増加しており、授業内容について疑問点を考え、大切なことを意識しながら授業に臨むようになったと考えられます。

図２ 学習に関するアンケート（授業以外の学習活動）における事前と事後の変化（平均値）
化学を学ぶ理由についてのアンケート（図３）では、質問３が 0.3 ポイント、質問５が 0.4 ポイン
ト増加しており、化学について知っていることが増えると楽しい、分かるようになると楽しいと感じる生徒が増えました。この単元で行ったペアやグループ活動についての生徒の記述より「自分では考え付かなかったことを知ることができた」「難しい問題も皆で取り組むことで意欲が高まった」とあり、対話的活動により主体的に学習に取り組むことで、分かることの喜びを感じ、生徒の学習意欲の向上につながったと考えられます。

図３ 学習に関するアンケート（化学を学ぶ理由）における事前と事後の変化（平均値）

授業実践の考察 10-6