見通しをもって問題解決する理科学習指導（第二年次）―課題意識を伴った実験計画と，思考のつながりを大切にした学習過程を通して―
長期研究員

一ノ瀬

辰 徳

《研究の要旨》
本研究は，小学校理科において児童が見通しをもって問題解決することを目指したものである。児童が自ら解決したい問題を見いだし，主体的に実験計画を立てることで，課題意識と実験結果の見通しをもって実験をすることができるようにした。また，見通しを考察につなげる工夫と，考えの変容を自覚させる工夫を手だてとした。その結果，解決の方法を発想する力を育成しながら，見通しをもって問題解決する児童の姿が実現された。

Ⅰ

研究の趣旨

２

小学校学習指導要領では，学習の基盤となる資質・能研究の内容(1)【手だて１】「本気で解決したい問題」力の一つに問題発見・解決能力が挙げられている。また児童が課題意識をもつためには，解決への意欲をかき

同解説理科編では，「 自然に親しみ，見通しをもって観察，立てる問題を児童が見いだすことが重要だと考える。そ実験などを行い，その結果を基に考察し，結論を導きだ

こで，事象提示を工夫し，児童が解決の必然性を感じたすなどの問題解決の活動」の充実が求められている。な上で，問題を見いだすことができるようにする。そのた

お「見通しをもつ」とは，「見いだした問題に対して，予めに，学習対象の性質や規則性が分からなければ求める想や仮説をもち，それらを基にして観察，実験などの解結果が得られない，といった状況を設定する。そして，決の方法を発想すること」と示されている。

その課題意識を児童がもち続けるためには，見いだした

これまでの自身の授業では，課題意識や見通しをもて問題を共有して，その問題を意識し続けることが重要だ

ないままに実験を行う児童の姿や，見通しを踏まえずにと考える。そこで，事象提示から児童がもった素朴な疑実験結果のみで考察する児童の姿が見られた。また研究

問についての考えを交流した上で，各自が見いだした問

協力校の児童への意識調査の結果，「 実験の操作に夢中に題を整理し，「本気で解決したい問題」として明確化し，なり，実験の目的が分からなくなることがある」と答え解決に至るまで問い続けさせる。

た児童は７割だった。問題解決を通じて科学的な考えを(2)【手だて２】「わたしたち流の実験」
児童が問題の結論を予想し，実験計画を経て，「実験で身に付ける学習過程が，十分に実現されていない実態がこういう結果が出れば自分の予想通りだ」と実験結果の明らかとなった。
そこで本研究では，「見通しをもって問題解決する姿」

見通しをもつためには，主体的に実験を計画することがを，①課題意識をもつ姿，②見通しをもつ姿，③見通し重要だと考える。そこで，「予想の正しさを確かめる」とを考察につなげる姿，④考えの変容を自覚する姿ととらいう目的を踏まえて，実験で変化させる条件の設定を各え，それらの姿を実現する学習指導の在り方について研自で考え，その後に班の話合いで実験計画を立てるよう究を進めることとした。第一年次の研究では，①と②のにする。さらに，全体で交流し，互いに計画の意義を認姿を多くの児童に実現することができた。よって第二年め合った上で実験に取り組むようにする。また，実験計

次の研究では，その姿をさらに多くの児童に実現させな画を立てる過程で，予想と実験結果の見通しの整合性をがら，③と④の姿を実現することを目指す。

友達と確認しながら，ノートに明確に記述する。
(3)【手だて３】「ノートづくりのワザの共有」

Ⅱ

研究の概要

１

研究仮説

児童が見通しを考察につなげるためには，見通しを実験結果と比較して考察することが重要だと考える。そこ

以下の手だてを講じれば，見通しをもって問題解決すで授業実践Ⅰでは，そうした考察を助けるワークシートる児童を育てることができるであろう。

を活用する。また授業実践Ⅱでは，ワークシートがなく【手だて１】課題意識を生む「本気で解決したい問題」てもそうした考察ができるように，ノートづくりを工夫【手だて２】見通しをもたせる「わたしたち流の実験」

する。具体的には，工夫できた児童のノートを紹介し，【手だて３】考察につなぐ「ノートづくりのワザの共有」

その工夫のアイディアをワザとして共有する。各自が自【手だて４】変容を自覚させる「振り返りシート」

分に合ったワザを取り入れてノートづくりを進め，見通- 40 -

しを考察につなげられるようにする。

中で「もっとタイムを縮めたい」という思いをもち，「お(4)【手だて４】「振り返りシート」

もりを重くすればよい」「 ふりこの長さも関係しているの児童が自らの考えの変容を自覚するには，視点を明確ではないか」などの意見を出した。その後に各自が「本にして振り返る機会を設定することが重要だと考える。

気でたしかめたいこと」をノートに記述した。そして，そこで，「振り返りシート」を活用する（図１）。

教師が全員の記述を整理してまとめたものを「本気で解Ａ振り返りの視点決したい問題」として共有し，毎時間の導入で提示した

Ｂ各時間の振り返り（図３）。

Ｃ初めの考え(2)【手だて２】「わたしたち流の実験」
Ｃ終わりの考え

児童は，振れ幅，ふりこの長さ，おもりの重さとふりＡ学習の目標。

この１往復する時間の関連性の問題において，実験計画。

を立てた。教師は，３パターンの数値を設定することと，。

設 定 可 能 な 数 値 の 範 囲 （ 例 え ば ふ り こ の 長 さ は 20cm～
図１ 「振り返りシート」の構成100cm）だけを示した。

その特徴は，学習の目標に基づいた視点が明示されてまず，各自で変化させいること（Ａ），各時間の学習活動に応じた視点で振り返る条件の数値を考えりができること（Ｂ），単元の初めから終わりにかけてのた。次に，考えをもち考えの変容を可視化できること（Ｃ），である。

寄り，班で話し合って

３

実験計画を完成させ研究の実際

対象学年第５学年36名（２学級）た。そして，友達と確授業実践Ⅰ 「電流がうみ出す力」（８時間）認しながら，予想と整授業実践Ⅱ 「ふりこ」（10時間）

合性がとれた実験結

本稿では授業実践Ⅱ「ふりこ」の実際について述べる。

果の見通しをノート(1)【手だて１】「本気で解決したい問題」に記述した（図４）。

教師は，ふりこのつくりを学んだ児童に，「１往復する

その後，「最大，最小，中間の数にした」「20ずつ増や時間の短さで勝負する」というふりこゲームを紹介し，すようにした」「 他の班が実験しない条件の結果を出せる

過去の歴代最高記録が0.65秒であることを伝えた。児童ようにした」というように，全体で考えを紹介し合った。

は，ゲームの前に記録の測定方法を考える中で，10往復教師は児童に条件制御の考え方を働かせてほしいと考分の時間を10で割ることで１往復の時間をより正確に出え，実験の直前に変えてはいけない条件を問うと，児童せることに気付いた。ふりこの長さを50㎝，おもりの重は，「振れ幅」「おもりの重さ」と答えた。実験計画でふさを20ｇに統一するのはよいが，おもりをスタートさせりこの長さの設定を考えたからこそ，「 ふりこの長さ以外る位置は自分なりに決めたいという意見が出たため，振の条件はそろえなければいけない」と考えたと思われる。

れ幅は自由という設定にして，歴代最高記録を更新する

さらに「ふりこの長さの実験だから，振れ幅を測る道具ことを目指してゲームに取り組んだ（図２）。

はいらないよね」と教師が問うと，児童は「全部の班でそろえるべきだから必要」「 前回の実験と同じ30°でそろえるとよい」と，条件制御の考え方を働かせて答えることができた。その後，班の仲間と条件が制御できているか確認しその結果，児童は1.27秒という最高記録を出したが，歴代最高記録には及ばなかった。友達と疑問を交流する合いながら，実験を進めることができた（図５）。

- 41 -

振り返りの記述から，問題が解決するまで課題意識をも(3)【手だて３】「ノートづくりのワザの共有」
授業実践Ⅰではワークシートを活用し，見通しを実験ち続けている姿を見ることができた（図９）。

結果と比較して考察することができた。そうした考察をまた児童は，単元の後ノートでも実践するためには，ノートづくりをどう工夫半に再度行ったふりこすればよいのか問いかけ，単元の学習に臨んだ。振れ幅

ゲームで，学んだことをの問題解決の過程で，「 予想と結果を比べた記述を吹き出活用して歴代最高記録しで付け加える」という工夫をする児童が現れた。それに挑戦した。その後の振を紹介すると，そのよさを認める児童が多くいたため，り返りの記述からは，本そのアイディアをノートづくりのワザとして共有した。

気で解決したい問題を次のふりこの長さの問題解決の過程では，吹き出しのワ解決できたことや，ふりザを真似しながら，「 結果の見通しから考察に向かって矢このきまりについての印をつけてから考える」という工夫をする児童が現れた。

理解を確かにした児童

そのアイディアにも納得する児童が多かったため，それの姿を見ることができもワザとして共有した (図６）。

た（図10）。

その後の問題の意識調査の記述からは，共有したワも，児童が自分自身の問ザを取り入れて題解決として学習を進

図 10

ゲームへの再挑戦

めていたことが分かっ

考察への矢印た（図11）。

する児童がさらに増えた。

児童Ａの振り返り

さらには，授業実践後予想と比べた記述解決の過程でノートづくりを

図９

図６

ノートづくりのワザ②

見通しをもつ姿
おもりの重さについて調べる実験計画では，87.9％の(4)【手だて４】「振り返りシート」
各授業の終末に，学習活動の内容に応じた視点で振り児童が，自分の予想と班返りを記述した。例えば，実験計画や実験を行った時間の実験計画を踏まえたには「Ⓑ実験の計画について学んだこと」を視点とし，結果の見通しを適切に結論を導出した時間には「Ⓐふりこについて分かったこ記述できた（図12）。と」を視点として振り返りをした（図７）。

③

図 12

結果の見通しの記述

見通しを考察につなげる姿
考察後に振り返りを行った児童の記述からは，実験結果を自分の予想と比べてとらえる姿や，結果の見通しと実験結果を比べることで考察がしやすくなったことを実感する姿を見ることができた（図13）。

単元の初めと終わりには

図 13

ふりこについて知っていることを記述し，単元の学習前④会とした（図８）。

考えの変容を自覚する姿
単元末の振り返りシートの記述から，ふりこの規則性後における概念を可視化し，考えの変容を自覚できる機考察後の振り返りの記述の理解，解決の方法を発想する力につながる条件制御の考え方について，考えの変容を自覚する姿を見ることができた（図14）。

Ⅲ研究のまとめ１

授業実践の考察(1) 児童の変容①

課題意識をもつ姿問題を見いだしてから結論を導出するまでの児童Ａの- 42 -

ふりこの規則性についての気付きを記述していた児を記述するものである。テストの結果，実験計画で条件童は全体の90.9％で，条件制御の考え方についての気付制御の考え方を適切に働かせることができた児童が，授きを記述していたのは全体の39.4％であった。

業実践前の30.1％から78.7％に増加した（図17）。このことから，全児童の約半数にあたる48.6％の児童について，(2) 意識調査から解決の方法を発想する力を育成することができたと言え

図15は授業実践前後の意識調査の結果である。

る。また，予想と実験計画を踏まえた結果の見通しを記述することができた児童は，実践前の40.6％から90.8％に増加した。このことから，約９割の児童は自分自身の図 15①

意識調査の結果力で予想と実験計画から結果の見通しをもつことができ課題意識をもつ姿るようになったと考えられる。

授業実践後，「問題の答えを出したいという気持ちで取り組めたか」という質問に，93.9％の児童が肯定的に回答した。
②

見通しをもつ姿「結果の見通しをもつことができたか」という質問に97.0％の児童が肯定的に回答し，授業実践前から28.2％上昇した。
③

図 17

見通しを考察につなげる姿

２「見通しを意識して考察できたか」という質問に，授業実践を通して，「ふりこ」の学習に係る知識・技能90.9％の児童が肯定的に回答していた。
④を身に付けさせることができた。そして，授業実践前は考えの変容を自覚する姿

条件制御の考え方をうまく働かせることができていなか「自分が学んだことをじっくりと振り返れたか」といった約半数の児童について，解決の方法を発想する力をう質問に84.8％の児童が肯定的に回答し，授業実践前から15.7％上昇した。また，振り返りシートには，「分からなかったことが分かるようになった 」「じっくりと納得した」と，自分の考えの変容を実感する記述が多く見ら93.9％が「三つの振り返りの視点が示されたこと」を，69.7％が「友達の振り返りが紹介されたこと」を選んでいた。これは，振り返りシートの活用が考えの変容の自覚に寄与したことを示している。

において，８～９割の児童が適切に記述ないし肯定的に回答していた。このことから，四つの手だてを講じるこことができたと言える。
３

研究の課題

「問題解決の力」の評価テストの結果，実験計画で条件制御の考え方を適切に働かせることができなかった児童が，授業実践後でも21.3％いた。一方で，授業中に条件(3) 事後テストの結果から制御の考え方を働かせ，その有用性を実感して振り返り単元テスト
単元末に行った市販の単元テストの平均点は期待平均点 ※ 1を上回り，児童は学習内容を理解することができシートに記述した児童は，その88.5％が評価テストでも条件制御の考え方を適切に働かせることができていた。
このことから，全ての児童が理科の考え方を十分に働かたと言える（図16）。
※1

育成することができた。また，記述分析や意識調査結果とで，児童が見通しをもって問題解決する姿を実現するれた。振り返りがしやすくなった要因として，児童の①評価テストの正答率

研究の成果

せられるような授業の展開と，その有用性を実感できる教材会社がサン プル校の調査 結果より算出した 平均点

ような振り返りの行い方を，今後の課題としていきたい。
この課題に取り組むことによって，科学的に問題を解決していく力を，より多くの児童に養うことができると考
図 16

単元テストの結果える。
また，本研究は実験を中心とする化学・物理分野で授② 「問題解決の力」の評価テスト「問題解決の力」としての解決の方法を発想する力 を業実践を行っていたため，観察の活動が主となる地学・評価するために，授業実践の前後に評価テストを行った。

生物分野の単元においても実践を積み重ね，見通しをもそれは，発展的な問題について予想し，条件制御の仕方って問題解決する児童の姿をいずれの単元でも実現できを明らかにしながら実験計画を立て，実験結果の見通しるよう，研究を進めていきたい。
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