科学的な根拠を基に考察できる中学校理科指導の在り方（第一年次）―思考を可視化し，見通しをもたせる学習活動を通して―
長期研究員

弓 田

一 彰

《研究の要旨》
本研究では，中学校理科において，実験・観察を通して課題解決の科学的な根拠を明らかにし，それらを活用して考察する学習指導を目指した。解決の見通しを明確にするための導入の工夫，科学的な根拠を明らかにする意図的な対話活動の設定，思考を可視化し思考を整理するノート指導の工夫などを行うことで，科学的な根拠を基に考察できる生徒の割合が増加した。

Ⅰ

研究の趣旨

２

研究の内容

次期中学校学習指導要領解説理科編では，「問題を見(1)【手だて１】解決の見通しを明確にする導入の工夫

いだし観察・実験を計画する学習活動，観察，実験の結単元の導入で，既習の学習内容や生活体験と関連させ果を分析し解釈する学習活動，科学的な概念を使用してる事象を提示し，学習課題につながる気付きや疑問を促考えたり説明したりする学習活動などが充実するようにす。それを基に学習課題を設定することで，課題を解決すること」と示されている。これらの充実を図ることは，する必然性を見いだし，課題を追究するための見通しを育成すべき資質・能力の中の思考力，判断力，表現力等明確にすることを目指した。

を育成するためにも重要であると示されている。研究協】科学的な根拠を明確にする対話活動の設(2)【手だて２】

力校の生徒の実態として，実験結果を分析・解釈した際定に，規則性や関連性を読み取ることができず，科学的な探究の中で，課題解決の根拠を他者と伝え合う対話活

根拠も曖昧で論理性に欠ける生徒が多く見られた。例え

動を，単元の中で意図的に設定する。対話活動を通して，ば,「実験がうまくいった」「教科書と同じ結果になった」

自分がもっている根拠の妥当性を図ったり，自分にないなど，実験の結果について感想を述べるだけの表現にな情報や不足する情報を他者から収集し，それらを比較しっていることや，考察する視点がずれ，飛躍した内容にたり関係付けたりすることで，根拠をより明確なものになっていることなどが挙げられる。これは，生徒自身ができることを目的とした。このような対話活動を通して課題を解決する必然性を感じず，見通しをもたないまま明確になった根拠を生かし考察する姿を目指した。

学習が進んでしまっていることや，思考を整理できず自(3)【手だて３】思考を可視化し思考を整理するノート指分の考えをもてないこと，他者との関わりの中で科学的導の工夫な根拠を明確にできていないことなどが原因として考えノート内にリフレクションスペース（以下，Ｒスペーられる。そこで，本研究では，科学的な根拠を基に考察ス）を設定する（図１）。Ｒスペースとは，学習過程におできる生徒を育むことを目指した。科学的な根拠を基にいて，段階的に振り返り，自分の考えや，他者の考えな考察する姿を「自ら探究し，解決の過程で生まれた自分どを記述できるスペースである。自分の思考を言語化しの考えや，他者の考えを取捨選択しながら課題に対する記録したり，自分になかった他者の考えを記録したりす根拠を明らかにして結論を表現する姿」ととらえ研究をることで，思考の流れ進めることとした。講じる手だては，考察に至るまでのが可視化され，自分の学習過程を重視し，主題にせまる生徒の育成を目指した。

考えを整理することができる。このスペース

Ⅱ

研究の概要を活用して，思考を整

１

研究仮説理し考察させることを以下の手だてを講じれば，科学的な根拠を基に考察す

図１

目指した。

ることができるであろう。

３構造化されたノート

授業の実際【手だて１】解決の見通しを明確にする導入の工夫

対 象 学 年

【手だて２】科学的な根拠を明確にする対話活動の設定

授業実践Ⅰ 「化学変化と物質の質量」（８時間）【手だて３】思考を可視化し思考を整理するノート指導の工夫

授業実践Ⅱ 「天気とその変化」（14 時間）- 50 -― 50 ―

第２学年31名（１学級）(1)【手だて１】について

授業実践Ⅱ「雲のでき方

授業実践Ⅰ「化合する時の物質の割合」では，初めに」では，導入で生徒が抱い演示実験（天秤にぶら下げたスチールウールの一方を加た疑問を解決するために，熱すると，酸化により質量が増え傾く現象）を提示し，同じ疑問を抱いた生徒同士直前に学習した内容の確認を行った。その後，既習内容とのずれを認識させる発既習内容とのズレを認識させる発問
もう片方のスチールウールを加熱したら天秤はどうなるか？

問 を し た （ 図 ２ ）。 多 く ので小グループを編成し各々が設定した小課題を追究していく授業を展開した。雲ができる一連の過程につい加熱

生徒は，もう一方も同様に

図２ 実際の発問酸化すると考え，「つり合う」と予想をしたが，実際にはては様々な要因が絡み合っており，生徒は探究していつり合わない現象が生徒の目の前で起きた。このように

図４ 実践Ⅰの交流シート
く中で，自分が調べた情報だけでは根拠が不足し解決で予想を裏切られた事象から，ある生徒が「どちらのスチきないことに気付いた。そこで，対話によって他者からールウールもしっかり限界まで加熱（酸化）すればつり不足していた根拠を引き出し，自分の根拠と関係付ける合うのでは」と発言した。その発言をきっかけに「金属ことで課題解決につながる新たな根拠を生み出すことがに結び付く酸素の量に限界はあるのか」という課題を生できた。このような対話活動を単元の中に位置付けたこ徒自身が見いだした。とで，課題を解決するための科学的な根拠が明確化され，また，授業実践Ⅱ「雲のでき方」では，雲の資料映像を見せた後，フラスコ内に雲を作る実験を提示した。空それらを後の考察に生かす生徒の姿が見られた。
(3)【手だて３】についてにあるはずの雲が，フラスコ内にできる現象を目の当た

授業実践Ⅰ「化学変化と熱」において，「カイロが発熱りにし，「なぜだろう」と疑問をもつ姿がみられた。またする原因」について各班で予想し，実験，分析までを行事象から生徒が疑問に感じたことを付箋に貼り出し他者った。Ａ班では，酸素で満たされた密閉袋の中にカイロをと共有することで，学習課題につながる気付きや疑問を入れて温度変化を調べ焦点化し，解決していくために何を調べるべきかを明確る実験を行った。Ａ班にすることができた（図３）。の分析は，温度の上昇とともに，酸素で満たされていた密閉袋が真

図５

Ａ班のまとめ空状態に変化したことから「発熱の反応により袋の中の酸素が減少
図３する」という課題解決疑問を共有するワークシートと付箋紙の記述例

このように，既習内容とのずれや生活体験を生かしたに重要な情報を示した

事象提示を行うことで生徒が疑問をもち，さらにはその（ 図 ５ ）。 す る と ， こ

疑問を課題に結び付けていく活動を通して，課題を解決の情報を科学的な根拠する必然性を見いだし，その後，自分なりの予想や仮説

図６ 生徒Ｂの考察としてＲスペースに書く姿が見られた。生徒Ｂの記述をを積極的に記述する姿が見られた。

見ると，Ａ班の分析と，他班の「鉄粉を用いると温度が(2)【手だて２】について上昇した」という情報をＲスペースに書き残し，自分の授業実践Ⅰ「化合する時の物質の割合」では，金属と考察に生かしている様子が分かる（図６）。このようにＲ化合する酸素の質量の規則性を調べる実験を行った。こスペースを活用することで，自分の考えを整理し，科学の実験では，あえて使用する金属の質量を各班で変え，的な根拠を基に考察する生徒の姿が見られた。

違う条件で実験した各班の結果から得られた根拠を伝え４合うことで，より明確な根拠にするための意図的な対話(1)【手だて１】について授業実践の考察活動を設定した。対話活動の場面では，「交流シート」と授業実践後に，解決の見通しを明確にする導入の有効いうワークシートを用いて，集めた課題解決の科学的な性について分析を行った。アンケート結果の変容から，根拠を可視化し，生徒が自分の考察に生かしやすいよう事象提示から生徒自身が疑問を抱き，課題に結び付けるに工夫をした（図４）。

ことができた生徒の割合が48.3％から70.9％に増加した- 51 -― 51 ―

（図７）。同様に，授業実践Ⅱで用いた疑問を共有するワ流れが可視化されることで，自分の考えの形成や，考察ークシートの付箋紙について分析すると，生徒が抱いたをすることに有効であったと言える。しかし，まだ記述疑問の68.3％が課題に直結しており，アンケートによるする機会を与えないと書けない生徒が多く，必要感を感意識調査（70.9％）と近い値を示した（図８）。また，「結じ自ら率先して利用する生徒は少なかった。

果を予想して，実験・観察に取り組んでいるか」という意識調査の項目に対し，
図７

肯定的な回答の割合

図 10 生徒Ｃの事前・事後での記述の変容(4) 生徒の考察の変容について意識調査の変容が増加した。これは，実践前後の生徒の考察の内容を分析した（図11）。実践

生徒の疑問が学習課前（６月）と実践後（11月）を比較すると，本研究のね題になったことで，らいとなる科学的な根拠を基に正しい考察ができた生徒

解決する必然性を見疑問の付箋紙についての分析の割合が増加した（26％→41％）。しかし，根拠が曖昧だ

いだし，明確な見通しをもてた生徒の割合が増えたととったり，不足があったりしている生徒の割合がまだ32％らえることができる。本研究で行った導入の工夫は，生と多く，考察できていない生徒を含めると59％もの生徒徒の見通しを明確にする点で効果的であった。

がねらいを達成できていない状況が明らかになった。こ(2)【手だて２】についてれらの生徒の考察を見ると，科学的な根拠を自分の考察

図８

授業実践後に実施した対話活動に関する意識調査につに生かし切れていない曖昧な記述であった。科学的な根いてクロス集計を行った（図９）。「自分の考えや考察を拠を自分の考察に生か周りの人に説明したりしているかを振り返る発表したりすることで活動やＲスペースを効自分の考えを広げ深め果的に活用させることている」と回答した生で，科学的な根拠を基徒が実践前の 36％から考察内容の分析
市ｋ(N=31)に考察できる生徒を増(N=31)58％に増加した。また，

図９ クロス集計結果
点線囲みの部分の「対話活動で積極的に発表できなかっやしていけると考える。

たが，自分の考えを広げ深めることができた生徒」につⅢ研究のまとめ

いては０人から５人（16％）に増えた。これらの生徒は，

１

研究の成果

図 11

考察の分析結果

単元の導入の工夫により，解決の必然性を感じ，見通他者から引き出した情報を自分の考えに生かすことがでしを明確にして自ら探究する姿が見られた。また，目的きた生徒ととらえることができる。
このような生徒は，解決の根拠を伝え合う対話活動にを明確にした対話活動によって，他者との対話から課題よって，より明確な根拠に近づけることができ，手だて解決の根拠を引き出し，科学的な根拠をより明確にしての有効性を示すことができた。

いくことができた。さらには，自分の思考の過程や，集(3)【手だて３】についてめた他者の考えを可視化できるＲスペースの活用によっ「Ｒスペースが役に立つものだった」という問いに対して，自分の考えを整理し，より確かなものにする姿が見

授業実践Ⅰ後には83.3％もの生徒が肯定的な回答を示しられた。このような学習過程を通して，科学的な根拠をⅡ後には90.1％にまで増加した。生徒Ｃの実践前に行っ基に考察する生徒の割合がわずかではあるが増加したこ

たレディネステストと，実践での考察を比較すると，実とから，本研究における手だては効果的であった。

践前は科学的な根拠が曖昧で論理性に欠ける記述だった

２

研究の課題のが，Ｒスペースの活用によって自分の考えを整理した

科学的な根拠を基に考察できる生徒の割合は，実践前ことで，科学的な根拠に基づいた考察を記述できていると比較すると増加したものの，まだ過半数の生徒ができことが見てとれる（図10）。このように，Ｒスペースに記ていないのが現状である。本研究を継続して続けていく

述した内容を生かし，科学的な根拠を基に考察できていとともに，考察自体に目を向け，探究の中で得た科学的た生徒は，授業実践Ⅰ後で57.7％を示し，Ⅱ後で69.6％な根拠を自分の考察に生かしていけるような学習指導のに増加した。このことから，Ｒスペースによって思考の工夫が必要である。

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