学びの時間と空間をデザインできる子供の育成～「電磁石の性質」の実践を通して～
工藤健司

１．問題の所在

どこかに置いて、教科書等に掲載された実験を教師

理科は、子供たちの好きな教科の一つにあげられが提示し、実験を行う授業を続けてしまうのである。

ることが多い。平成 30 年度全国学力学習状況調査

また、教科書等に掲載されていない面白い実験を提の児童用質問紙 1)においても、「理科の勉強は好き示したり、実験させたりすることも教師主導型の理ですか」という質問に対して「当てはまる」「どち科授業と言える。これらの授業には、子供の「不思らかといえば当てはまる」と回答した児童が 83.5%

議だな。どうして、〇〇なのだろう？」「〇〇したであった。また、「観察や実験を行うことは好きでら、どうなるのだろう？」という子供の学ぶ側の論すか」という質問に対して「当てはまる」「どちら理が欠落しているのである。

かといえば当てはまる」と回答した児童は 89.8%で②のグラウンド・ルールとは、「どの教室でもクあった。以上のことから多くの子供は、理科が好きラス全体の話し合いにおいて、教師と子供が共有しであり、観察、実験を行うことが好きである児童がている暗黙的なルール」のことである。黒田ら２）は、多いことが伺える。

「子どもの学びや他者とのつながりを促進するよ

一方で、「理科の授業で、自分の考えをまわりのうな良い影響を及ぼすグラウンド・ルールを共有し人に説明したり発表したりしていますか」という質ていかなければならない」と述べている。つまり、問に対して「当てはまる」「どちらかといえば当て子供の学びや他者とのつながりを促進しないグラはまる」と回答した児童は、54.6%であった。この

ウンド・ルールは、クラスにとって悪い影響を及ぼ結果が何を意味しているのかを考えていくことは、しかねないということである。教室における教師と理科教育を考えるうえで非常に重要なことである。

子供との会話でよく見られるものとして、「IRE 連

筆者は、上記のような状況に至った背景には、以下鎖」と呼ばれる会話の構造がある。 3) 教師の発問のような要因が存在すると考えた。

（Initiation）があり、それを受けて子供が反応し①教師主導型の理科授業（ Response ）、 そ れ に 対 し て 教 師 が 評 価 す る②グラウンド・ルールの共有不足（Evaluation）という構造である。この「IRE 連鎖」①に関しては、「主体的・対話的で深い学び」からは、知識伝達型の授業において用いられることが多の授業改善が求められている今日でも、教師側が準いとされている。一方で、「主体的・対話的で深い備した実験道具を使って、決められた実験を行う理学び」からの授業改善を求められている今日、授業科授業が多いと推察する。実験の準備は、時間がかにおける「IRE 連鎖」と呼ばれる会話の構造を再考

かり、安全を確保するための専門的知識も必要であする必要があると考えられる。

るため、子供に実験を考えさせることが困難である

以上の問題点を踏まえて、今年度、本校の研究主と感じる教師も多いと思われる。したがって、子供題である「子供とつくる学び」の実現のために行っが「やってみたい」「試してみたい」という思いはた授業実践について報告する。

提言＆実践報告1２．理科における「子供とつくる学び」とは成し遂げられるものではなく、日々の授業の積み重本学級（5 年生）の子供たちは、テキストに掲載ねが大切なのだと感じる。そのことも踏まえたうえされていることが正解であり、知識として習得するで、今年度、理科における「子供とつくる学び」をべきものであるという考えが強く、友だちの発言に対して批判的な意見や考えを出し合い、「クラスの知」を構築していく姿が少なかった。子供は、理科に関する知識をたくさん持っており、紙面上で習得した知識を再生することにおいては、よくできていた。しかし、子供たちの知識が、いつでも活用できる生きた知識であるのかどうかは、不明であったた『学ぶ側の論理に寄り添いながら、他者とともに問題を解決してく活動をとおして、子供が生きた知識を習得していくこと』
として、授業をデザインしていく。
今年度、本学級の実態から「子供とつくる学び」を実現するための手立てを以下の２点とした。

め、本単元「電磁石の性質」のプレ授業として、あ１つ目は、「知識が物語になる」ことである。前る回路に検流計をつなぐ授業を行った。すると、子述したとおり、知識を機械的に記憶するだけでは、供たちの驚くべき姿が見られた。検流計のつなぎ方

今後の生活に活用できる生きた知識にはなり得なは理解しており、ノートにも絵や回路図を使って正い。単元のはじめに「電磁石の仕組み」を追究するしいつなぎ方が表現されていた。しかし、実物を使ことで、「電磁石を強くするためには…」という問って検流計をつなぐように指示すると、正しくつな題に対して、様々な道具を媒介とした学びが展開さぐことができなかった子供が一定数いたのである。

れると考えられる。このような学びは、テキストのこのことから、子供たちが習得したと思われていた知識を丸暗記したものではなく、子供が対象と対話知識は、いつでも活用できる生きた知識とはなってする中で得られたものであり、生きた知識となるといないことが明らかとなった。

考えられる。

理科における「子供とつくる学び」とは、一体ど２つ目は、「子供自身が学びの時間と空間をデザのようなものなのだろうか。前述したとおり、教師インする」ことである。指導者が指示するがままに、主導型の授業では、限界がある。一方で子供に問題子供が動くことは、子供の学びに対する主体性を奪を丸投げすることでもない。学ぶ側（子供）の論理うことである。子供のアイデンティティを保障するを大切しながら、教師はその学びに寄り添っていくためにも、子供が既習内容や生活経験から自分の予ことが大切であると考える。また、子供たちがクラ想を立て、その予想を確かめる実験を子供自身が選ス内で、安心して発言できる雰囲気づくりやグラウ択できる状況をつくり出していく必要がある。

ンド・ルールの共有が大切なのだと考える。しかし、私たち教師は、これまで受けてきた教育の呪縛から３．単元を計画するにあたってはなかなか解放されておらず、つい教師主導型の授

本単元の指導にあたって、教科書では電磁石をつ業や IRE 連鎖の会話構造で授業を展開してしまい

くり、試行錯誤しながら問題を発見し、解決していがちである。「子供とつくる学び」は、一朝一夕でく流れになっている。しかし、この流れでは「コイ2 研究紀要

ルに電流を流すと強い磁場ができ、この中に鉄心を４．実践報告「電磁石の性質」

入れると磁化されて鉄心が磁石になること」を子供①電磁石の仕組みを追究する（第４時・第５時）が理解することができない。以前、赴任していた学単元導入において自作した電磁石で自由試行を校において、「電磁石の性質」の単元が終了し、簡行った。すると、子供から「導線に電流を流した時単な小テストを実施した時に、「鉄心にも電流が流だけ、鉄心が磁石になる。」という声があがった。

れている」と答えた子供が多かったことがある。これは、電磁石の仕組みを理解していないことから生じていると考えられる。そこで、今回は単元のはじめに「電磁石の仕組み」について追究する時間を設定した。この時間を設定することで、単元後半の電流の大きさや向き、コイルの巻き数などに着目して、電流がつくる磁力を調べる活動を子供自身でデザ

このことは、クラスのほとんどの子供が、すでに知識として持っている物であった。そこで、教師から「もともと、この鉄心は磁石ではないよね。では、この磁石の力はどこからきているの？」と問いかけた。すると、一瞬、教室内が静まった。この瞬間、子供たちは自分自身と対話していたと考えられる。
その沈黙を一人の子供が破った。以下、子供と教師の談話を示す。

インすることができると考えた。
以上のことを踏まえた上で、本単元を以下のよう計画した。

C1：「電流を流した時だけ、磁石の力が生まれたのだから、電流と磁石の力は関係あると思う。」
T ：「その磁石の力は、どこから出ているの？」

単元計画（全１５時間）

C2：「…鉄心？」第１次 電磁石の性質（５時間）①電磁石をつくってみよう………………２時間②電磁石と永久磁石を比較してみると………………１時間③電磁石の鉄を引き付ける力はどこからやってくる？……２時間

T ：「鉄心には電流が流れているの？」

第２次電流の向きと電磁石の極のでき方の関係（２時間）①電流の向きを変えると電磁石の極はどうなる？…………２時間

C3：「…いや。流れてない…。」
C4：「うん。流れてない。」
T ：「では、磁石の力はどこから出ているの？」
C5：「…ということは、導線？」
C6：「うん。導線だと思う。」
T：「では、導線から磁石の力が出ていることを確かめるにはどうしますか？」

第３次 電磁石の強さを変えるには（６時間）①電流の大きさと電磁石の強さの関係は？
………２時間②コイルの巻き数と電磁石の強さの関係は？
………２時間③電流とコイルの巻き数以外の条件を変えてみると…。…２時間（★本時２／２）

この後、子供たちは、砂鉄や方位磁針を使って、導線から出る磁石の力について追究していった。そして、教師から「電流を通す素材なら、どんなものでも磁石の力は生まれるの？」と問い、金属製のスプーンをみせた。すると子供たちは、すぐに実験を第４次電磁石を利用したおもちゃづくり（２時間）はじめ、方位磁針の針が触れることを確認した。子
供たちは、これらの実験を通して、「電流を流すと導線からわずかではあるが磁石の力が生じる」とい提言＆実践報告3

【第５時の板書】うことを自分たちで結論づけた。また、子供たち
は、これらの結果から、導線をたくさん巻いたコ
イルならば、磁石の力が集まって、強い電磁石になるのではないかと考えていた。
このように、子供たちの「わかったつもり」を顕在化させることで、学びのストーリーを子供自身がつくりあげていった。そして、この第４・第５時における学びが、本時の学びへとつながっていた。

②電磁石の強さを変える条件は？（電流の強さと巻き数以外の条件に関して第１２時・第１３時）

電磁石の強さは、導線の巻き方に関係すると予想
この子供は、この時点では、まだ明確な予想はできていないが、導線を密に巻いた方が電磁石力の力は強いと予想している。

第３次では、電磁石の強さに関わることについて追究する活動を行った。本時までに、電流の強さとコイルの巻き数を変えた時の電磁石の強さの違いについては、実験し、考察した上で、それ以外の条件で電磁石を強くすることができるのかどうかについて考えた。子供からは、以下の６つの条件が出された。
・導線の巻き方電磁石の強さは、導線の長さに関係すると予想
導線の長さが短い方が、電磁石力は強いと予想している。導線が長いと電流が分散されるイメージでかかれている。

・導線の太さ・導線の素材
・芯の素材
・導線の長さ・鉄心の太さ
それぞれの条件に対して予想させたところ、以下のような予想が見られた。

4 研究紀要電磁石の強さは、鉄心の太さに関係すると予想
この子供は、鉄心の径が小さい方が、一か所に電流が流れるため、電磁石は強くなると予想している。

ではなく、一人の学び手として他者と協働しながら学ぶ存在であることがわかる。

各班の実験結果は以下のとおりであった。

電磁石の強さは、導線の太さに関係すると予想
この子供は、導線の断面積の違いから、導線の径の大きい方が電流がたくさん流れると予想している。
各自で予想した後に、それぞれの予想を友だちに説明する時間をとった。その中で、子供たちは、自分のイメージを絵と言葉で表現していた。この活動は、・導線の太さを変えると、導線が太い方が電磁石は強くなった。
・導線の長さを変えると、導線の長さが短い方が電磁石は強くなった。
・芯の素材は、鉄を入れた時だけ、磁石の力が生じる。

自分のイメージを電流、導線、芯になったつもりで、芯の素材を変えて実験した班からは、「鉄心だけが物語っているものであった。改めて自分の考えをイ磁石の働きをしたことが意外だった」という声が聞メージ図で表現し、説明することの大切さを実感しこえてきた。
「どうして？」と問い返すと、「鉄もアた。そして、これらの条件から調べてみたいものをルミも銅も電流は流れるのに、どうして鉄だけが磁１つ選び、同じ実験をするメンバーで班を再構成し石の働きをしたのかが不思議です。」という返答がた。

あった。この子供は、この実験後にも芯の部分に電実験するにあたり、指導者からは準備物は提示し流が流れていると考えている。その場で、電磁石のなかった。どのような素材のものを、どれだけいる仕組みを振り返らせ、芯の部分には電流は流れていのか伝えるように指示しただけである。子供たちは、ないことを確認した。子供の誤概念を取り除くこと様々な注文をしてきた。教師は、それに答えて準備の大変さを感じた瞬間であった。

物を用意した。これは、子供が実験するにあたり、一方で、導線の巻き方、導線の素材、鉄心の太さ自己決定しながら自分たちの学びの時間と空間をの３条件については、自分たちの予想していた結果調整していった姿であると考える。同じ実験をするとは異なるデータが得られ、困惑していた。この場メンバー間で話し合い、実験へ取り組む真剣さが見面では、あえて指導者側から問いかけることをせずられた。また、夢中で取り組み、自分たちの実験結に、子供たちがどのような考察をするのか様子を見果に責任をもつ様子が見られた。このことからも、た。一部の子供たちからは、「このデータは、信頼子供は「何も知らない存在」「知識を授かる存在」

できるのかな？３回の実験のばらつきが大きいよ

提言＆実践報告5うに思う。
」「このデータからは、よくわからない。」

得していくこと』として授業をデザインしてきた。

といった発言があった。そこで、指導者から「この子供たちのわかったつもりを顕在化させることで、後どうする？」とだけ聞くと、「再実験をしてみた子供たちは自分自身で学びをデザインし、生きた知い。
」という反応が多かった。後日、再実験を行い、識を習得することができたと思う。一方で、子供に導線の巻き方と導線の素材に関しては、子供たちの任せすぎて、予想以上に時間がかかってしまったこ

納得解を得ることができた。しかし、鉄心の太さについては、班によって得られたデータに違いがあり、指導者から説明をすることで、その時間を終えた。とは次への課題である。また、予想を立てたり、実験結果から考察したりする場面では、子供の発言が少なかった。これは、クラスにおいて安心して発言できる環境が整っていなかったことが考えられる。
黒田らが提唱する「子どもの学びや他者とのつながりを促進するような良い影響を及ぼすグラウンド・ルールを共有していく」ことは、今後の課題である。

再実験時の板書
おわりに
宮下は、理科という教科をホットな理科とクールな理科という言葉を使って、説明している。
ホットな理科とは、「誰のために、何のためにその理科の知識を使うのかを明確にした理科学習。
」
クールな理科とは、「理科の知識を習得することに主眼を置いた理科学習。
本学級の子供は、普段、クールな理科を求めているのだと感じる。一方で、筆者は普段の授業では、ホットな理科を子供たちに求めている。おそらく、どちらが良いという問題ではなく、どちらも必要なものなのだと思う。私たち教師は、目の前の子供に対して、一人の学び手として認め、寄り添いながら授業を展開していくことが大切なのだろう。
本実践においては、「子供とつくる学び」を『学ぶ側の論理に寄り添いながら、他者とともに問題を解決してく活動をとおして、子供が生きた知識を習

6 研究紀要【参考文献】
1) 平成 30 年度
果資料

全国学力・学習状況調査

全国版

調査結小学校：国立教育政策研究所

National Institute for Educational Policy
Research(nier.go.jp)
https://www.nier.go.jp/18chousakekkahoukoku/factsheet/18primary/2) 深い理解を生み出す理科授業とその評価
篤志、森本信也

学校図書2018黒田p51

3) 前掲深い理解を生み出す理科授業とその評価
p52