●優秀賞

思考力を伸ばす指導の工夫─概念地図と一枚ポートフォリオを導入して─

群馬県渋川市立古巻中学校

すずきゆきえ鈴木幸枝
授業実践し、思考力を伸ばすことに有効である

1. 主題設定の理由かを検証する。
PISAやTIMSS等の各調査から、日本の子ど3. 研究の基本的な方針

もは観察・実験は好きであるが、将来理科に関係する職業に就きたいと思う割合が低いこと、

本研究は、中学校３学年の理科２分野、単元知識・技能を活用して問題を解決する等の思考「地球と宇宙」の第２節「四季の星座と季節の力・判断力・表現力等が弱いことが浮き彫りになっ変化」の「季節変化の原因を探ろう」（５時間扱た。

い）を通して行う。

本校の生徒も同様で、観察・実験には大変意

問題解決学習の過程は、「課題把握」→「予想」欲的に取り組むが、その結果を考察することに→「観察・実験計画」→「観察・実験」→「結自信が持てず、友達に頼ってしまったり苦手意識果のまとめ」→「考察」として捉え、その各段階を持っていたりする生徒が多い。これを解決すを強い目的意識に支えられ意欲的かつ継続的にるには、授業において生活や既習事項との関連実施できるよう工夫する。

を重視して、生徒が興味を持てるような自然事象①

授業の導入を工夫し、当たり前に捉えているとの出合いを考え、目的意識を持って問題解決「季節の変化」を視覚的に整理して提示するに当たれるような学習過程を工夫する必要があことで、問題意識を持たせるようにする。

る。この活動を通して、思考力を伸ばすには、②

予想を基に生徒の考えを整理し、解決方策

問題解決学習の各過程で得た情報を整理し、身別にグループ編成を行い、観察・実験によってに付けた知識・技能を必要に応じて引き出し、必要な情報を手に入れ、そのデータを考察し生活経験や素朴概念と関係付けを行って考察すて問題解決に当たるよう授業展開を工夫する。

る経験を積み上げることが重要であると考える。

③

解決に必要なデータは、継続的な観測などの体験活動を通して得られるよう、道具の工2. 研究のねらい

夫や場の設定を行う。

問題を解決する際、１時間毎の学習内容を一④覧できるものがあれば、学習を振り返って必要問題解決には、まず自分の考えを持たせる。

その際に概念地図や１枚ポートフォリオを活用な知識・技能や素朴概念を想起して、関連付けする。て考えやすくなるのではないかと推察される。そ⑤

こで、概念地図と１枚ポートフォリオを導入して自分の考えを基に班や全体での交流を通して、自分の考えを確認・修正・深化させ、思22

●A部門

考力を育成する。

優秀賞

学習前の思考の様子を概念地図で見ると、「季節変化」の原因として地軸の傾きを考えている生

4. 授業実践徒は見られなかった。本単元開始前から、透明⑴ 生徒の実態半球による太陽運行経路や高度や方位などを定観察・実験に対しては、「自分でやった方がよ期的に測定しており、月々の太陽の通り道の違いく分かるし、楽しいから自分の手で行う」とほとから、太陽の高さが変化することに気付いていんどの生徒が答えており、自然事象の変化を見るので、「季節変化」の原因を探るための方法と届ける楽しさを味わっていることが分かる。結果して、「太陽の位置を調べる」と挙げた生徒がいや考察の話し合いは、学級全体では「間違ったる。しかし、未記入の生徒も多く見られた。

ら恥ずかしい」「自分の考えに自信が持てない」⑵ 指導目標などから「積極的に挙手発言できないが、小集季節による太陽高度や昼夜の長さの変化につ団では意見を言える。
」と多くの生徒が答えていいて調べ、季節の変化は地球が地軸を傾けたまる。NRT検査から、知識はよく身に付いているま公転していることに起因することを理解させと考えられる。そこで、大切なのはこの力を生かる。

して活動したり考えたりすることで、学習したこ⑶ 指導と評価の計画「季節変化の原因を探ろう」とを「生きた知識」として活用できる力を付ける（５時間予定）：表１参照

ことである。

⑷ 指導の工夫⹏ଔᣇᴺ㧦᭎㧔᭎ᔨ࿾࿑㧕ࡐ㧔㧝ᨎࡐ࡯࠻ࡈࠜ࡝ࠝ㧕ࡢ㧔ࡢ࡯ࠢࠪ࡯࠻㧕ⴕ㧔ⴕേⷰኤ㧕ᤨਥߥቇ⠌ᵴേ⹏ଔⷙḰ㧔⹏ଔᣇᴺ㧕ᜰዉᡰេߩᎿᄦ㧝 㧝 ቄ▵ߩ․ᓽࠍᝒ߃‫ޔ‬ᄌ٤ᢎᏧ᠟ᓇߩቄ▵ߩ․ᓽࠍ⴫ߔ౮⌀ࠍⷞ⡬ߐߖ‫ޔ‬ൻߩේ࿃ࠍ੍ᗐߒ‫ޔ‬ㅊⓥ⸘
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23

①

思考力向上に関する工夫と支援

ような概念地図と１枚ポートフォリオを合わせた

季節変化の原因を追究する学習では、各自の記入用紙を考案した。また、生徒が使用するも予想に基づいて問題解決のための実験観察班をのと同じ形式の１枚ポートフォリオ中に１時間毎編成して取り組ませ、得られた結果を考察させる。の指導目標と評価計画を明記し、生徒の活動をそして、他者へ分かりやすく伝え、結果を交流しねらいに即して観察し、指導をしやすいよう工夫あい、互いに考え合う学習を取り入れる。

した。

ア

概念地図と１枚ポートフォリオの活用

使用方法は、生徒が１時間の授業後に活動内生徒自身が自らの考えを持つためには考える容を振り返って学習内容や気づきなどを書き込材料が必要である。既習事項の定着や理解が不む。それを回収して点検し、励ましや賞賛の言十分であったり、記憶が薄れてしまった状態で葉や修正を入れる。また、題材学習前に概念地は問題に直面したとき考える材料が乏しくなり、図を記入させ、学習後に再度記入させて両者を自信を持って考えたり表現したりしにくくなる。そ比較することで、理解度や概念の捉えの変容をこで、既習事項が目に見える形で整理してあり、見取る。また、生徒自身もその変化を見て考え一覧できることが必要ではないかと考え、図１のたことを記入する。

●図１／概念地図と１枚のポートフォリオ（指導目標と評価計画入り）

24

●A部門

イ

ワークシート活用に関わる工夫

・思考の過程や変容を見取るため、ワークシートを１枚ポートフォリオと関連させて作成し活用する。
・ワークシートに学習の各過程における気づきや考察を記入する欄を設ける。
・自己の考えを基に、班やクラスで話し合って考えたこと、教師や他の生徒との関わりによって考えが変わったことや新たに気づいたり考えたりしたこと等を記入する欄をワークシートに設ける。
② 思考の基になる確実なデータを得るため●写真１／太陽の位置記録の補助教具の作成と活用
透明半球を使用して太陽の運行観測を行っても、必要とする南中高度などは直接求めることができない。そこで、測定時に方位と高度を測定できる道具があったり、得られた透明半球上の点から直接南中高度を求めることができたら、生徒が考察に必要な実測データを手に入れることができると考え、測定器を自作して活用する。
ア

透明半球を使用しての定期的観測：太陽の動く様子が年間でどのように変化するかは定期的に観察しないと理解することができない。年間４回定期的に測定することでおよそ運行状況を予想することができる。体験を通しての気づきや、●写真２／日射量測定

測定データからの気づき、そのデータ処理の仕方やそこからの気づきを生かした授業展開を行
い、日周運動や年周運動、南中高度などの概念を理解させる。
（写真１）イ

日射量測定器の活用：太陽観測日の時刻毎の日射量を測定させ、地球が受ける太陽エネルギーの量の変化を実測データを基に考えさせる。
（写真２）
ウ

自作太陽方位高度測定器の活用：透明半球上に太陽の位置を示す点をプロットできても、天球と半球との位置関係の捉えが難しい。それを補助するために実際の太陽の方位と高度を測定できる器具を自作して活用する。そのことで、高度と方位が時間経過と共に変化することや空間的な捉えをしやすくする。
（写真３）●写真３／太陽方位高度測定

25

優秀賞

ねらう思考力

学習過程
まとめと振り返り

教師の指導

確実な概念形成【科学的な思考】季節による昼夜の長さや太陽の南中高度・気温の変化は、地軸の傾きが原因であることを見いだすことができる。

概念地図と１枚ポート
フォリオにより構築された概念の確認と思考の高まりの確認

観察実験による理論の確かめと構築
地軸が傾いたまま公転することで、調べた現象が生じるか調べる。

観察支援【科学的な思考】
太陽の南中高度と昼夜の長さや日射量が季節毎に異なることを整理し、その原因を考えることができる。

話し合い活動の支援

自分の考えを持ち、実験観察や他との交流を行うことでより高い思考へ到達する。

調査結果の交流と練り合い

結果整理と概念の発生
地球の自転と公転

１枚ポートフォリオの点検による思考の支援

交流により概念の安定化
季節による気温・日射量・昼夜の長さ
南中高度の変化の把握と理解

練り合いの支援交流の場の設定

・日射量測定データの整理
・理科年表
・実測

予想別追究
実験データ整理と調べ学習

・理科年表
や前橋気象
台データな
どで月平均気温調べ

・透明半球
データの確認と整理・星座早見盤による測定・透明半球 ・モデル操及び方位と 作による思高度の測定 考データの確認と整理
・早見盤

追究の視点
設定と確かな追究支援

季節の変化の捉え
各自の予想

気温の違い 太陽からの 昼夜の時間 南中高度の 地球の公転
エネルギー の長さの違 違い
・自転・地量の違い
い軸の傾き

素朴概念の引き出し

既習事項や実験観察より●図２／思考形成関係図エ

自作南中高度測定器の活用：記録した透⑹ 授業実践

明半球のデータを読みとるには自作方位高度測

─１枚ポートフォリオの活用─

定器は使用できない。そこで、透明半球に直接季節変化が起こる原因の予想では、教師撮影当てて測定できる南中高度測定器を自作した。の渋川市の四季の写真を見て、「 きれい。夏はこ⑸ 思考形成関連図（個人・集団の思考・練り合い・

んなに花が咲いて、昆虫も活発に活動する暑い

１枚ポートフォリオと概念地図の活用による思季節だよね。」「冬はこんなに雪が降った時も考形成）：図２参照

あったよね。寒い季節だ。」「秋もこんなに紅葉

１班：気温の変化により季節の変化が生じる
２班：昼夜の長さの違いで季節の変化が生じる
３班：南中高度の違いで季節の変化が生じる
４①班：太陽から受ける熱エネルギー量の違いで季節の変化が生じる（サーモテープを使用）
４②班：太陽から受ける熱エネルギー量の違いで季節の変化が生じる（モーターを使用）
５班：地球が太陽を公転していることで季節の変化が生じる
６班：地球が太陽を公転する時、夏と冬は太陽との距離が異なり季節の変化が生じる（公転 楕円軌道）●表２／編成された問題解決のための班

26

●A部門優秀賞

してきれいだね。榛名山の紅葉だ。
」「渋川ってきれいだね。
」と当たり前に過ごしていた季節を感動と共に特徴をまとめ、その原因探しの活動に入った。まず、各自の考えをワークシートに書き込み、それを基に発表し合って同じと考えられるものを求め、６つに考えがまとまった。ここま
でが１時間目で、学習内容のまとめや気づきを１枚ポートフォリオのステップ１に書き込んだ。次時には６班に分かれて追究方法を検討した結果、４班が２つの方法に分かれ、７班編成で２時間●写真４／班活動の様子

かけて探究活動を行った（表２）。
追究活動には思考の連続性が大切である。しかし、授業は学校行事等様々な関係で週１時間、時には２週間に１時間等ということもある。また、作業量や調べることが多いときには１時間では完了しない。こうしたときに１枚ポートフォリオに学習内容や気づき、感想などをまとめておくと次時への思考の連続性が図りやすかった。生徒の活動の様子から実例を挙げると、３班の活動中に１枚ポートフォリオを見合いながら、「 この前の●写真５／発表による交流の様子

時間、透明半球から高度分度器で季節毎の南中高度を調べたんだよ。６月の夏至が78°だよ。

所の境界を見分けて地球儀に巻き付けたひもに……」「今日は、その間も月ごとに調べてその変印をしていた。
「 ここが光の当たっている昼と当化を見ようよ。
」という会話が聞こえた。生徒にたっていない夜との境界だよね。」「違うよ。こっよっては学習内容をデータだけでなく図でまとめちだよ。」「光の当たり方が弱いのかな。もっとてあり、想起しやすく大変便利であった。
「 夏の強いライトないかな。」「文化祭の時使うステー

太陽の通り道はこれで、冬はこの通り道だよ。

ジを照らすライト使って見ようよ。」「うん。今度だから夏の方が昼が長いよね。
」「それが早見盤は分かりやすい。」「地球儀の位置はここでいいで調べた、日の入りの時間から日の出の時間をかな。」「少し、向きが曲がっているよ。地軸が引いた長さと同じ訳だよね。
」「こんなに夏と冬少しずれているもの。」「やっと、測れたね。」「やっとでは昼の長さが違うんだね。
」「今まで気づかたぁ。」と大変満足そうであった。班員の見る目なかったけれど、調べて図に表してみるとこんがなかなか一致せず、何度もデータを取り直した

なに違うんだね。
」「これだもの気温の差になっが、その様子も１枚ポートフォリオに記録していて表れるよね。
」と図を見ながらの会話が進んでた。１時間たったときやっと目が慣れたので、次いった。図には、透明半球上にそれぞれの季節時に正式に測定しようということだった。その時の太陽の通り道が記入されていた。文での記載にも、このメモが役立ち活動がスムーズに進んだ。

だけより視覚的に捉えやすく、問題になった時同一つの問題を解決することができると次のこだわりが出てくる。
「発表もみんなに分かってもらえるじ視点で話し合いができていた。
５班では、四季の位置の地球儀に太陽に見立ように工夫しよう。」「グラフは地軸の傾きがあてた照明装置を当て、光の当たっている所と暗いる場合と、ない場合とにまとめて表そう。」「季27

節ごとの地軸の傾きの有無で表す方がいいよ。
」

変化や原因に関しては思考が深く及んでいないと工夫していた。

ことが分かる。学習後では、概念が整理され、大量のポートフォリオを蓄積することも意味が

季節変化とその原因について、地軸の傾きの有あることではあるが、前時の活動を確認し、本無や公転と関わらせて捉え、その結果として太時の活動に入る、問題点を確認して討論に入る

陽の当たり方の変化が生じ、南中高度や昼夜のなど、数時間の流れを一度に見渡せることは流長さ、気温の変化が起こり、季節変化が生じる

れを追って学習を進める上で効果的であった。

ことへと繋いでいる。また、６班の追究結果から、そして、学習が進むにつれて自分の考えが形成

公転軌道は楕円軌道であることも表現している。

されたり修正されたり、高まったりした変容の姿

このように学習結果が身に付き、それがしっかりも追うことができた。この時、この原因で変わっ表現されていることから、概念同士を正しく結びたのだという変容の足取りも見取ることができつけて思考していることが分かる。そのため記た。このようにして自己の成長を実感し、自己肯入要素も無駄な部分がカットされ、図４のＡ段階定感が醸成されるため、交流活動では自信を持っの生徒で学習前の記入要素が37であったのが25て発表したり質問を受けたりし、生き生きとしたと少なくなっている。この傾向はＡ段階の生徒

活発な活動へと繋がった。質問を受けたことにの全てとＢ段階の60パーセントの生徒に見られも、この用紙を見て点検しながら回答していた。

た傾向である。ただし、Ｂ段階の生徒の方が学学習内容や観察・実験データなどがしっかり記習前後の記入要素が少ない傾向にあった。他の入されていれば、こうした場合にも効果的に活用

Ｂ段階の生徒では、学習前後での記入要素の数できることが分かった。

がほとんど同じ傾向も見られた。Ｃ段階の生徒はこのように、１枚ポートフォリオには１時間毎要素が７から10へ増加し、一直線でしか捉えての学習内容をまとめたり、気づきを書き込んでおいなかった関わりが、地球を中心として公転、くので、振り返ると学習の足跡がよく分かる。思地軸の関わりで捉え、南中高度と気温の変化そ考に躓いたとき振り返る材料にもなっている。
「これを暖かい季節との関わりで捉えている。四季の時こう考えた。重要な事項はこれだった。
」と、の変化として明確に表現されていないが、質問悩んでいることへの解決の糸口がつかめたよう法で補って聞いてみると、寒い季節のことも捉である。

えられていた。

⑺ 生徒の変容①

このように概念地図で表すことでその時点で概念地図よりの、生徒の思考の様子が見取れ、異なった時点

図３・４は生徒が記入した概念地図である。

での概念地図と比較することで、思考の変容をＡ段階は集団中、学習内容を良く理解している見取ることができる。今回のように学習前に図を上位群、Ｂは中位群、Ｃは下位群の生徒を表す。

書かせることで、既習事項の関わりを見取れ、Ａ段階の生徒は学習前から多くの言葉を知り、実態を把握して授業を構成することができる。そ記入要素が多い。これは、塾等で授業に先駆けして授業後に行った概念地図で最終的に生徒のて学習しているためである。しかし、地球の自中に定 着したものの考え方を見ることができ、転は昼夜の変化と結びつけているのみで、公転評 価に使用することができる。長い単元では、も季節の変化と結びつけているが地軸の傾きに途中段階で書かせることで思考の修正も可能では気づいていない。季節変化で生じる現象に関ある。生徒にとっては両者を比較することで、自しても概念の繋がりはなく、概念をふくらませる分の考えの変容を知り自己肯定感を持つことにほど日常生活との繋がりで記入が増えたり、学つながり、物事を行う際のメタ認知能力を養うこ

習済みの季節の星座の方へ広がっており、季節ともできることが分かった。

28

●A部門

②

優秀賞

手段として１枚ポートフォリオは役立ったと90％

アンケート結果より（１枚ポートフォリオを中心に）の生徒が答えており、効果的に活用されたこと授業前後で比較した質問項目全てにおいて向が分かる（図５）。また、概念地図を比較するこ上が見られ、自分の考えを持って集団中で積極とで、どの生徒も自分の思考が成長したことを感的に意見を出せていることが分かる。その考えるじ取ることができた。

●図３／生徒が記入した概念地図と１枚ポートフォリオ（Ａ段階の生徒）

29

学 習 前

学 習 後

Ａ 段 階
Ｂ 段 階
Ｃ 段 階
●図４／生徒が記入した学習前後での概念地図

季節変化の原因追究のための方法別の班を形

5. 成果と課題成したため、活動目標や内容が明確に意識されていたこと、解決に向け一人一人の生徒が積極⑴ 成果的に活動したこと、解決に必要な手段や思考材①

概念地図や１枚ポートフォリオは、既習事項

料が、１時間毎の授業で各自が蓄積してきた１を整理して必要な情報を取り出したり関連付け枚ポートフォリオにあること等が自信を持って考たりし、自分の考えを持つことに効果的であっえられることにつながったと考えられる。

た。こうして自分の考えを持って話し合いに参加できた時、活発な話し合いができ、交流を30●A部門●図５／アンケート調査による学習前後での生徒の変容

通して思考力が高まっていくことが分かった。
②

１時間毎の学習を整理し、身に付けた概念や自分や他の考えを記入しておくことで、学習を通して得た自分の考えのよさに気づいたり、友達の考えに触れながら変容していく姿も捉えることができ、自己肯定感が醸成し、自信を持って表現する勇気や意欲を持てるようになった。教師が、生徒と同じ形式の１枚ポートフォリオに指導の観点や評価規準を書き入れておくことで、生徒の活動を見取りやすくなり、指導に効果的であった。

③

学習前後で作成した概念地図を比較することで、自然事象に対する考え方の変容に気づき、学習による成長を認識でき、自己肯定感が醸成できることが分かった。

⑵ 課題
思考力は、指導を重ねる中で徐々に育成されるものである。年間指導計画を見直し、３年間を見通して継続的に育成できるよう、効果的な単元を検討したり、生徒の成長の段階や実態に応じてスモールステップを設け、重点的に指導できるようにすることが大切であると感じた。

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優秀賞