実践研究助成

研究成果報告書

研究課題

算数科のつまずきを解消し「学ぶ意欲」を育む R-PDCA サイクルの確立

副題～データ分析に基づく授業改善を通して～キーワード

１人１台端末環境，算数科，学力向上

学校/団体 名千葉県柏市立手賀東小学校

所在地〒270-1465 千葉県柏市手賀４７９－７
http://www.tegae-e.kashiwa.ed.jp/

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１．はじめに小学校教育が大きく変わろうとしている。2020 年度より完全実施される小学校学習指導要領
では，情報活用能力が学習の基盤となる資質・能力として位置づけられた。また，2019 年度末の補正予算で成立した GIGA スクール構想によって，子供たち一人ひとりに個別最適化され，創造性を育む教育 ICT 環境の実現に向けた 1 人 1 台端末環境が急速に進んでいこうとしている。
このような急激な流れの中，「１人１台端末環境で学ぶことで，本当に子供たちの学力は向上するのか？」という疑問に対し，「学力向上に寄与する」と確信を持って回答できるだろうか。
将来必要とされる力や学びに向かう力の育成といったものだけでなく，教科学習においても学びが変わり，学力が向上していく姿を，エビデンスベースで語ることが必要であると考える。

２．研究の背景
研究教科として算数科を選択したのは，下記の課題からである。
(１) つまずくところは毎年同じ
柏市では，小学校 1 年生から６年生までの学習内容について，柏市学力・学習状況調査(以下「学力調査」)を行っている。毎年，同じ問題を使っているが，過去５年間の結果を見ると，つまずいている問題は全く変わっていないことが分かった。例えば，「教科書のおよその面積はどれぐらいか」という量感を問う問題や，「この直方体の展開図はどれか」といった図形領域の正答率はとても低い。教師は，毎年一生懸命に授業を行っているはずなのに，できないものはずっとできていないのである。つまり，これまで通りの授業を続けていたのでは，この部分はこれからも変わらないということになる。
(２) ２年生でつまずいてしまうと改善が難しい
同一集団の変容を観ると，６年生で正答率の低い位置にいる児童は，２年生の学習内容で既につまずいており，改善されていないことが判明した。改めて言うまでもなく，算数科は系統性があり，急にできるようになるということはありえない。前の学年の内容が理解できていな
かったら，次の学年でも理解は難しく，結局つまずいたままになってしまう。クロス集計を取ると，当然のことながら，正答率が低い子どもは満足感が低く，自己肯定感も意欲も低いという結果が出ており，つまずきが学ぶ意欲の低下の原因となっているものと考える。

３．研究の目的
算数科は，一度つまずきが生じると次の段階も理解が進まないため，学ぶ意欲が低下してしま1

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研究成果報告書う。また，その状況が続くと改善を図ることも難しくなってしまう。そこで，本研究では，「データ」に基づいた授業改善を行うことにより，これまで児童がつまずいていた単元や内容のつまずきを解消することで，学ぶ意欲を向上させること目的とする。また，そのための手段として，１人１台端末の活用を図る。

４．研究内容と経過
本研究は，2018 年度に４～６年生で先行研究を行った成果と課題を基に，2019 年度はパナソニック教育財団の助成によって，全学年を対象に実施したものである。研究の進め方及び授業改善については，以下の，Ｒ－ＰＤＣＡサイクルを取り入れることにした。
（１）データ分析による「つまずき状況」の把握【Ｒ】
これまでの授業は，教師の「勘(Ｋ)と経験(Ｋ)と度胸(Ｄ)」に支えられていることが多かった。この「ＫＫＤ」は，教師が授業を行う上で必要な資質・能力であると思う。しかし，「毎年同じ問題でつまずいている」ということになれば，ＫＫＤだけでは解決は難しい。
そこで本研究では，データに基づく授業改善に取り組む。過去５年分の学力調査を分析し，柏市及び本校の各学年，単元ごとのつまずきやすい内容を明確にする。これまでの「ＫＫＤ」に，新たにデータ（Ｄ）を追加して「ＫＫＤＤ」で授業を設計することにした。
さらに，課題の改善に向けては，「ＰＤＣＡ」サイクルが大切と言われるが，これまでの授業研究で弱かったのは（Ｃ）の部分であろう。教師は，綿密に計画を立てて授業をするものの，授業後にその結果がどうであったかを，あまり検証することはできていなかった。それは，評価の基準がはっきりしていないためではないか。つまずきがわかっているのであれば，それがどう変容したかということを，学級全体の正答率および個の理解度から評価するということが可能となる。そこで「ＰＤＣＡ」サイクルに，先に述べた学力調査の分析（Ｒ：Research）
を加え，「Ｒ－ＰＤＣＡ」サイクルで研究を進めることにした。
具体的には，学力調査の結果から，子供たちがつまずいている問題を調べ（Ｒ），なぜできないのか，どうすればできるようになるのか仮説を立てて授業を計画する（Ｐ）。そして，その計画に基づいて授業を行い（Ｄ），つまずきを解消できたかを類似問題でチェック（Ｃ）し，その結果を考察して授業を改善（Ａ）するというサイクルである。

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研究成果報告書（２）１人１台端末による「つまずかせない授業」の開発【Ｐ－Ｄ】
過去５年間，つまずいている問題が変わらないとすると，これまで通りの指導方法では正答率の向上は期待できない。そこで，つまずきを解消するためのツールとして，新たに１人に１台ずつの端末を活用し，「つまずかせない授業」の開発をめざしていくことにした。
つまずきの傾向を見ると，例えば，２年生のかけ算の単元では，計算問題は，ほぼ全員が正答しているのに，かけ算の意味を問う問題の正答率は約 60％しかない。つまり，つまずきの多くは活用領域（問題）なのである。このことから，単に情報端末を使ってドリル学習を行ったのでは，成果は望めない。思考力や表現力，判断力を育成するた
めに情報端末を使うべきであり，主体的・対話的で深い学びの実現をめざしていく必要がある。具体的には，右の３つのパターンにより，授業を設計した。
（３）１人１台端末を活用した評価【Ｃ－Ａ】
つまずきやすい問題を分析し，情報端末による独自の「つまずき改善確認問題」を実施する
ことで，本時の目標の達成状況をその時間内に見とる仕組みを構築する。その結果を考察し，授業時間中の個別指導と，次時や次年度の授業計画に生かしていく。

５．代表的な実践
１人１台端末による「３つの授業パターン」について，代表的な事例を紹介する。
（１）情報端末による問題作り
第１は，子供に問題を作らせるパターンである。
例えば，４年生の学力調査を見ると，『教科書の表紙のおよその面積は』という，長方形の面積に関する問題の正答率が，かなり低いことが分かった。そこで，「縦と横の長さが記述されていれば公式に当てはめて面積を求めることができるのに，およその面積の見当がつかないのは量感が育っていないからではないか。量感を豊かにするためには，子供一人一人が問題を作って解き合う活動が良いのではないか。
」という仮説を立てた。
授業では，端末のカメラ機能を使って，各自で身の回りの長方形や正方形を撮影し，学習ツールで問題を作る活動を行った。例えば，教室の時計を撮影し，時計のおよその面積を求める問題を作る。その際に，時計の横に上履きを置き，おおまかなサイズ感をつかむヒントを付け足していった。子供が作る問題は，サッカーゴールやプール，消しゴムなど，大きさの異なる長方形や正方形を扱うように留意した。問題ができたら，グループ内でお互いの端末に転送して出題しあう。当てずっぽうで答えるのを避けるために，答えには必ず根拠を付け加えることにし，それを受けて出題者が答えと求め方を説明するなど，対話的な学びを行うようにした。
授業の最後には，教師が１人１人の端末に確認問題を配信し，個別に問題に取り組ませた。
この授業では，『はがきのおよそ面積は？』という確認問題を出題し，その正誤を教師の端末画面で把握し，できていない子供にはその場で個別指導を行い，できている子には，発展的な問題を与えた。

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このような授業を実施した結果，５年間の柏市平均正答率が 24.3％，本校は 17.3％だったが，2019 年度の学力調査では，正答率が 60％にまで急上昇した。この１人１台端末による問題作りのパターンは，面積に限らず，長さや重さ等の量感をつかませる活動に効果的だと考えている。
（２）学習者用デジタル教材(教科書)のツールで試行錯誤
第２のパターンが，学習者用デジタル教材(教科書)を使った学習である。
例えば，４年生の学力調査を見ると，『右の図の直方体の展開図を選びなさい』という問題の正答率が低い傾向があった。そこで，「例えば，立方体の展開図は全部で 11 通りあるが，これまでの授業では，３,４通り考えさせるだけで終わってしまっていた。試行錯誤しながら展開図をたくさん考える経験を積ませる必要があるのではないか。
」という仮説を立てた。
授業では，学習者用デジタル教科書のデジタル教材（シミュレーション）を使い，できるだけ多くの展開図を考えさせるようにした。紙にかいたり，紙を切ったりして展開図を作ろうとすると，作業に時間がかかり，たくさんの展開図を考える時間は設定できない。しかし，デジタル教材なら，かいたり，切ったり試行錯誤することが容易なので，紙上では思いつかないよ
うな展開図も発見できた。しかも，対話的な学びをすることで，発見がどんどん増えていった。
１人では５個ぐらいの展開図しか見つからなかったのが，グループで話し合ったら８個まで増え，学級全体で話し合うと 10 個近くまで見つけることができた。子供たちも，対話的な学びをすることで，学びが深まっていくことを実感できた。
５年間の柏市平均正答率が 61.8％，本校は 58.2％であったが，つまずき改善確認問題では75％にまで上がった。デジタル教材によって試行錯誤させるパターンは，特に図形領域において効果的であると感じている（３）プログラミング学習で思考する第３のパターンが，プログラミング学習によって思考を促すパターンである。
例えば，５年生の学力調査を見ると，『正方形の紙を３回折り，辺の長さを等しくして切った二等辺三角形を開いてできるのは，正何角形ですか(問題には図つき)』といった，正多角形に関する正答率がとても低い傾向があった。そこで，「正多角形のかき方については，円を利用してかかせており，手がきで扱えるのは正八角形ぐらいまでが限界である。プログラミングによって，辺の長さと角の大きさが等しいという性質に注目させ，もっといろいろな正多角形をかかせてみることが有効ではないか。」という仮説を立てた。
授業では Scratch を使い，まず正方形を描くプログラムを考えさせた。同じ距離を進んで，90 度回転する動きを４回繰り返せば，正方形がかけることがわかったら，正三角形をかかせてみる。回す角度は 60 度ではない理由を考え，話し合った後，正六角形，正八角形と次々とかかせていく。最後に正百角形をかくことを課題にすると，辺の数と回転する角度を掛けると，常に 360 度になることを発見していった。
柏市の５年間平均正答率が 24.3％，本校は 11.1％であったが，学力調査では，67％に急上昇した。プログラミング学習を取り入れるパターンは，６年生の「速さ」の単元など，公式の暗記にとどまらず，思考力を育てたい場面に効果的であると考える。

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６．研究の成果

冒頭に示した「１人１台端末により学力は向上するのか？」についての疑問であるが，本研究により，私たちは「向上する（した）」と考えている。その根拠を下記に述べる。

算数( 201８.4)

42算数( 2019.4)4439

上の図は，本校の 2018 年４月(2017 年度の内容)と 2019 年４月(2018 年度の内容)の学力調査の結果である。2018 年度に限らず，これまでは数年間，全学年そろって，全国平均を下回っていた。大きく下回っている学年も目立つ。それが，１人１台端末による授業改善を実施したところ， ３学年が全国平均をわずかながら上回った。まだ大きく下回っている学年が 1 つあるものの，全体的には大きな成果があったと思う。
また，下の図は，2018 年３月に卒業した学年について柏市の平均正答率と比較したものである。途中からの転出入を除いた同一集団である。１人１台端末を活用していなかった，2018 年４月の 6 年生進級時には，徐々に柏市平均正答率との差が開いてきており，26.6 ポイントもの差があった。それが，６年生の１年間で，３ポイント差まで近づくことができた。

柏市学力調査・同一集団の変化(算数科正答率)

90.0
80.0

柏市平均, 70.3

70.0
60.0
50.0
40.0
30.0

手賀東小学級平均, 67.4

20.0
10.00.0

2014年
1年の内容

2015年
2年の内容

2016年
3年の内容

2017年
4年の内容

2018年
5年の内容

2019年
6年の内容

上記のように，劇的な変化が見られたが，「同じ問題で正答率が上がったのは，授業で類似問題を扱ったからではないか。
」という見方もあるたろう。
そこで，2020 年１月に，まったく異なる問題による学力調査を実施してみた。すると，右の図のように，本校の学力は，ほぼ全国並みの結果まで向上しており，大きく上回る学年も見られるようになった。

5算数 2020.1(別問題)実践研究助成

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７．今後の課題・展望
学校に，１人１台端末が入ったことで，これまでは実現できなかった豊かな学びが可能となり，学力調査にもその成果がみられた。また，「算数が好き」と回答した子供は 95％おり，学ぶ意欲の向上も見られるようになった。とは言え，本校の学力は，ようやく全国平均並になったところである。今後さらに学力を向上させるべく，下記の項目に留意したい。
（１）授業しやすいＩＣＴ環境を整備する
全教室無線ＬＡＮや授業支援システム，学習者用デジタル教科書など，情報端末を活用しやすいＩＣＴ環境の整備することから，本研究をスタートさせた。コンピュータ室を廃止して，学校図書館をメディアルームに改装したのも，その一環である。１人１台端末活用の日常化を図るためには，教師も子供も，いつでも，どこでも，準備しないで使える環境を整えることが大切であろう。今後さらに，学習者用コンテンツの充実や教室用プリンターの設置など，ＩＣＴ環境の充実を図っていきたい。
（２）情報端末活用の目的を明確にする
情報端末は，様々な使い方ができる便利なツールである。それだけに，使えそうなところで場当たり的に使い，活用の目的が明確でない場面を目にすることもある。また，情報端末を使うことが，手段ではなく目的になってしまっていたりもしている。だから，本校では欲張らずに，「算数のつまずきを解消する」ことに目的を絞って研究を進めてきた。学級全体での使い方としては，その成果がみられるようになったので，今後は，子供たち１人１人を個別最適化する目的で，情報端末の活用を進めていきたい。
（３）活用パターンを共有する「１人１台端末を使って，算数のつまずきを解消しなさい」といきなり言われても，多くの教師は困るだろう。自分でデータを分析し，ゼロから授業を考えたのでは，負担がとても大きくなってしまう。本校では，つまずきデータを提供し，活用のモデルやパターンを示すことで，授業準備にかかる負担を軽減することができ，気楽に取り組めるようになった。
児童のつまずきやすい問題の傾向は，柏市全体と本校で違いはみられなかった。このことから，全国的に同じ傾向が見られるはずである。今後は，全国の学校と情報を交換しながら，効果的な活用パターンを生み出していきたい。

８．おわりに
右の図は，2019 年度の学力調査の結果を追加した過去６年間分のつま学年

単元名

５年間正答率 ５０％

活用パターン

１

場所をあらわそずき分析により，授業改善が必要な

２

３４％

問題作り

内容としてピックアップしたもので

３

分数
う円と球４４％

問題作りある。既に，2020 年度の各学年の研４折れ線グラフ５３％

デジタルコンテンツ

５

割合

４９％

デジタルコンテンツ

６

並べ方と組合せ６６％

プログラミング

究授業として改善計画を立てていプログラミングる。今後も，本研究の成果を継続し，１人１台端末の効果的な活用に関して，エビデンスベースで研究を推進していきたい。

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