岐阜大学教育学部

教師教育研究第5号

2009

中学校理科「大地のつくりと変化」と「動物の生活と生物の変遷」におけるアンモナイト化石とオウムガイ標本の教材としての活用の試み
1 ．アンモナイト化石を用いた示準化石の授業実践

1 ．はじめに

関市立武芸川中学校

青井映里同舩

戸岐阜大学

川上紳

一

名古屋芸術大学

東條

文治

智て，アンモナイト化石，オウムガイ標本の教平成20年 1 月の中央教育審議会の答申に材としての可能性を探り，授業実践によっておいて，理科の改善の基本方針として，「自その有効性を調べることを目的としている．

然に親しみ，目的意識をもった観察・実験をアンモナイト標本については，フランス産行うことにより，科学的に調べる能力や態度ジュラ紀標本を多数確保し，第 1 学年の「大を育てるとともに，科学的な認識の定着を図

地のつくりと変化」の授業において，事象提り，科学的な見方や考え方を養うことができ示の場面で生徒に配布し，興味・関心を高めるように改善を図る」という方向性が示される手だてとし，示準化石の学習へと展開した．

た．平成20年 6 月に発表された新学習指導

また，第 2 学年の「動物の生活と生物の変遷」

要領には，その具体的内容が示されている（文の授業においては，アンモナイトがどのよう部科学省，2008）．

な生物であったかを課題とし，半分にカット

第 2 分野の地学分野においては，学習内容したオウムガイ標本とアンモナイト標本をグの系統性を図りつつ，地学的な時間スケール，ループに 1 セットずつ確保し，アンモナイト空間スケールのなかで事象を捉えさせることとオウムガイの殻のつくりを調べる授業を構が明記され，地層の年代とその推定法として，想した．

示準化石を取り上げ，その際に野外での化石アンモナイトを教材とした科学教育の実践

採集や博物館等での実物標本の観察を行うよには，進化をテーマにした松川（1984）のうな工夫が求められている．

研究，示準化石をテーマにした村上（1995）

一方，第 2 分野の動物の生活と生物の変遷の研究のほか，藤田・川村（2007）などがでは，動物を比較して，共通性や相違点につある．また，小学校理科学習におけるアンモいて分析するとともに，地層学習と関連を持ナイト化石やオウムガイの観察の着眼点につたせて，生物が進化してきたことを理解させ，いては，最近田口（2007）が解説している．

生物を時間的なつながりでとらえる見方や考本研究は，新学習指導要領の内容を踏まえたえ方を身に付けさせる内容が新たに導入され中学校における授業構想および実践として位ている．本研究は，こうした学習内容につい置づけられる．

−81−

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図 1 ．アンモナイト化石標本．

2 ．教材開発

ガイは気体の量を調節することで潜水艦のよアンモナイトは，三葉虫，サメの歯，恐竜うに浮いたり，沈んだりしている．同様にア化石と並んで人気の高い化石の一つである．

ンモナイトにも殻壁と気房があり，殻壁は曲一見したところ巻貝のような殻をしている面になっており縫合線と呼ばれているが，巻が，イカやタコと同じ軟体動物のなかの頭足貝にはこうした構造はみられない（Benton類に属している．巻貝は同じく軟体動物であand Harper，2008）．すなわち，アンモナイるが，腹足類に属している．すなわち，殻のトとオウムガイを比較し，両者には殻壁，縫巻き方は似ているが，分類学的にはアンモナ合線があるが，巻貝には殻壁が存在しないこ

イトと巻貝は全く異なるものである．オウムとを観察することで，巻貝，オウムガイ，ア

ガイには殻壁と隔壁で隔てられた部屋（気房）ンモナイトの仲間わけができる．

があり，海水と気体が含まれている．オウム−82−

こうした殻の形態は，オウムガイの生活様

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式と密接に関係している．アンモナイトにつに示す．この図には，比較に用いるオウムガ

いては，海底で生活していたものが多いといイ標本も合わせて示した．

われているが，直径が 1 ｍを超えるものもあ

一方，事象提示に用いるアンモナイト化石

り，気房の存在は生存にとって重要な役割を標本については，フランス産ジュラ紀のもの果たしていたことは間違いない．

を約2000個確保し，生徒一人一人に配布できるようにした（図 2 ）．同じ場所で採集されたものであるが，形態の異なるものが多数あり，アンモナイト目，リトセラス目，フィロセラス目にまたがり少なくとも30種が含まれている．これらの中から代表的なものを選んで「アンモナイト図鑑」を作成した（図3 ）．アンモナイト図鑑には， 3 つの目が含まれており，生徒は自分が手にした標本がどれにいちばん類似しているかを比較できるようにした．

図 2 ．フランス産ジュラ紀のアンモナイト化石．

アンモナイトの系統樹（図 4 ）を見ると，古生代オルドビス紀にオウムガイのなかまとさて，中学校の理科授業において，こうしの共通の祖先から枝分かれし，古生代シルルた形態の観察をじっくり行わせるには，少な紀にバクトリテス目，その後ゴニアタイト

くとも学習班に一つずつアンモナイト化石と目，プロレカニテス目が分岐し，中生代になオウムガイ殻標本が必要となる．また，殻壁るとプロレカニテス目から分かれ中生代三畳や縫合線を観察するには，標本を縦に分割し紀に繁栄したセラタイト目，ジュラ紀，白亜た標本が必要である．オウムガイ標本につい紀にかけて繁栄したリトセラス目，フィロセてはフィリピン産のものを10個体確保した．

ラス目，アンモナイト目，および異常巻きをまた，アンモナイト標本については，時代示すアンキロセラス目に分岐している．一の異なるものを同じく10個確保した．形態

方，オウムガイ，タコやイカのなかまは，系観察に使用するアンモナイト化石標本を図 1

統樹の根元に近い部分でアンモナイトと別れている．アンモナイトは，オウムガイよりもタコやイカに近いと考えられているが，オウムガイとアンモナイトの殻の構造はよく似ており，中学校レベルでの学習においてはいずれも近縁関係にあるとみなして問題はない．

3 ．授業構想／単元指導計画
これらの教材をどの単元に位置づけ，どのような流れで学習を進めたらよいかを検討した．第 1 学年「大地のつくりと変化」の単元
図 3 ．アンモナイト図鑑．

において，アンモナイトとオウムガイの比較−83−岐阜大学教育学部

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2009

図 4 ．アンモナイトの系統樹．代表的な化石の形態は Moore（1964）に基づく．

4 ．授業前における生徒の実態調査に関する授業 1 時間と，アンモナイトの進化に関する授業を 1 時間連続させて行うこ

授業実践前に生徒の化石に対する知識につとは一つの案として浮上したが，進化についいてアンケート調査を行った．質問内容は化ての学習を 1 年生を対象にするのは難しい

石について知っていることを自由に記述させと判断し，示準化石としてのアンモナイトのた．生徒が知っている化石については，アン学習を第 1 学年「大地のつくりと変化」で，モナイト，三葉虫が圧倒的に多く，恐竜，貝アンモナイトとオウムガイの形態比較をテー類（ビカリア），ナウマンゾウなどがあった．

マにした授業を第 2 学年「動物の生活と生また，化石はかつて生きていた生物が地層中物の変遷」で扱うことにした．以下は，第 1に埋没して化石になったとするものがあった

学年「大地のつくりと変化」における授業実が，化石を用いて地層の形成された時代を調践について述べる．

べられることや，化石から当時の環境がわか授業は，2008年 1 月の第 3 学期に行った「大地のつくりと変化」の単元（全14時間）るといった内容については，記述はまったくみられなかった．のなかで，単元導入 1 時間，火山と火山岩の5 ．示準化石における授業実践

学習，地層の学習に続く第 6 時間目に位置づけた．

アンモナイト化石を用いた示準化石に関する授業は，2009年 1 月29日に関市立武芸川中学校で実践した． 1 年生 2 クラスを対象−84−

中学校理科「大地のつくりと変化」と「動物の生活と生物の変遷」におけるアンモナイト化石とオウムガイ標本の教材としての活用の試みとして，それぞれ 1 時間ずつ授業を行った．

どの時代にどのようなアンモナイトが生息しまた授業のまとめと感想については，次の理ていたのかに関する知識が必要とされる．そ科の時間に記入させた．

こで，地球史の専門家（川上）が，系統樹が描かれた資料を提示し（図 4 ），最近の地球（1）授業の導入の歴史は，古生代，中生代，新生代に分けら授業の導入では，フランスのセント・ポー

れ，新生代の始まりが6500万年前，中生代ル・デ・フォン（Saint Paul de Fonts）にあの始まりが 2 億5000万年前，古生代の始まる化石産出地の写真とアンモナイト化石の産りが 5 億4200万年前であること，（2）アン状を示す写真を提示した（図 5 ）．

モナイトのなかまは，古生代のシルル紀ごろに出現し，中生代の終わりまで生息していたこと，（3）アンモナイトのなかまは，古生代のゴニアタイトのなかま，中生代のフィロセラス，リトセラス，アンモナイトなど，いくつかのグループに分けられていることを説明した．そのあとで，各グループに約10～20個ずつアンモナイト化石を配り，系統樹と比較しながら，時代を調べるように促した．図 6に，アンモナイトを調べる生徒の様子を示す．

図 5 ．フランスのアンモナイト化石の産地．
教師（青井）が地層には化石が含まれていることを説明し，化石の種類から地層のできた時代がわかるかという質問を提示した．生徒の発言からは，化石がアンモナイトであること，アンモナイト化石だとすれば中生代や古生代の地層であることがわかるといったものがあった．生徒の探究意欲を高めるため，
図 6 ．アンモナイト化石を比べる生徒．

この段階でビニール袋に入った化石を提示
し，「ここに写真の地層で採集された化石がありますが，調べてみたいですか？」と問い生徒たちは，実物のアンモナイト化石を手かけた．すると，多くの生徒から，「調べてにしたこともあり，夢中でアンモナイトがどみたい！」という声が上がった．そこで，本の時代のものかを決めようと，観察に集中し時の課題として，「地層に含まれていた化石ていた．観察結果がまとまった段階で，どのから地層ができた時代を調べることができる時代の化石が何個含まれているのかを集計さだろうか．」とし，黒板に板書した．

せ，その結果を黒板の表に記入させた（図7 ）．

（2）探究活動 1
アンモナイト化石から時代を調べるには，−85−岐阜大学教育学部

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2009であるとした．しかし， 1 グループだけは，依然古生代のものも含まれているという結果を提示した．

6 ．議論（1）アンモナイト化石とオウムガイ標本の教材として意義
本研究でとりあげたアンモナイト化石とオウムガイ標本は，新学習指導要領解説－理図 7 ．結果は班ごとに記録する．

科編の内容に沿ったものである．まず，アンモナイト化石は，「大地のつくりと変化」の生徒たちは，古生代から中生代にかけての単元において，示準化石の一つとして明記さ化石であると考えていた．この段階で，生徒れている．フランス産ジュラ紀アンモナイトの中から同じ地層からでてきたのに，古生代を生徒一人一人に与え，アンモナイト図鑑とから中生代まで何億年も離れた時代のアンモ比較して近縁種を探す活動を通じて，目的意ナイトが一緒にみつかることが疑問である，識をもった観察を行わせることが可能となという発言があった．

る．フランス産アンモナイト化石には，リト
セラス目，フィロセラス目，アンモナイト目（3）探究活動 2に属するものが含まれており，アンモナイト

この疑問に対しては，地層は古いものから化石の多様性を認識させるきっかけをつく新しいものへと徐々に積もっていくという意ることができる．今回の授業実践から，探究見もあった．そこで，教師（青井）が，「も活動をする生徒は，アンモナイト化石と系統う少し時代を絞り込むための情報があるとい樹や図鑑との比較に夢中になっており，学習いね．」と語りかけ，それを受けて，川上が，の動機づけに対しては，大きな効果がみられフランス産のアンモナイトの代表的な種を表ることが明らかになった．興味・関心の高ま示したアンモナイト図鑑（図 3 ）を提示した．

りを示す生徒の感想には，次のようなものがこの図鑑には，たくさんのアンモナイトの画あった：像があるが，殻の巻き方や，表面の模様から，3 つのグループ（アンモナイトのなかま，リトセラスのなかま，フィロセラスのなかま）に分けられることを説明した．これら 3 つのグループの特徴に注目して，もう一度化石を比較するよう促した．その際に，わかりにくい化石も含まれているので，図鑑や系統樹とよく似た代表的なものを手がかりに，確かな考察材料を選ぶように机間指導を行った．再検討の結果，ほとんどのグループは，アンモナイトを中生代（ジュラ紀，白亜紀）のもの−86−・

アンモナイトにもいろいろな種類があることや，化石で地層の年代がわかるなんてすごいと思いました．あまり興味がなかったのだけど，化石にさわったり，自分で年代を特定できたりして興味がもてました．アンモナイトの実物を見て，写真でたくさんの種類があることがわかり，もっと化石の種類を知りたいと思った．

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・・

化石を種類別に分けることはむずかし

興味・関心の高まりについては，実物標本かったけど，ある程度地層の年代がしを用いて探究学習ができたこと，アンモナイぼりこむことができたので，うれしかっ

トにはたくさんの種類があり，形態にも多様たです．このようにして地層の年代を性があること，化石から地層の年代が絞り込知ることができるのだと実感しました．

めることを実感できたといった要素がプラス

化石について少し勉強してみて，そに働いていることが読み取れる．また，驚きの化石についてどの年代のものなのかや感動といった点では，アンモナイトの種類わかって，おもしろかった．今日は本の多さ（多様性），地球や生物の歴史性，示準物の化石が見れて楽しく授業ができた化石という年代指標についての記述があった．

し，わかりやすかったです．あまり岩石を見るということがなかったけど，よく見ると同じような岩石でも， 1 つ1 つが少しずつ違っていることを知りました．それに写真と比較できてわかりやすかったです．
・

実際にアンモナイトを見てみて，小さいアンモナイトだったから分類するのが難しかったです．種類が 1 万以上あると知ってすごく驚きました．

・

同じように見える化石でも，名前が違ったり，種類が違ったりして年代も・・・

さらに，授業のおもしろさについては，示準化石という概念を学習するだけでなく，実際に化石の見分けの作業から化石が産出された地層の年代を絞り込むという活動が有効であった．
（2）教材の検証
アンモナイト化石標本は，生徒の興味・関心を高めるうえで，有効であったが，系統樹や図鑑と比較する際には，できるだけ保存状態がよく，かつ，容易に判断がつくものを選違うことに，すごく驚きました．

んで提示すべきであった．今回の授業実践で地層を見ると，地層のできた時代には，無造作に10個程度与えたため，化石に生きていた生き物などが分かるのです

よっては小さくて見にくかったり，表面が磨ごいと思いました．

耗していて，形態がしっかり観察できなかっ今日の授業で，本物の化石に触ってたりするものが含まれていた．生徒のうちのみたけど，やっぱり何億年も前の生き何人かは，こうした標本までしっかり見分け物が今の時代に残っていると考えるとようと試みており，判断が難しい標本を前に，すごいと思いました．

しっかりとした考えにまとめられないでもどアンモナイトで 1 万種類はあるとかしい思いでいる生徒の姿がみられた．

知って驚いたし，何より，地層の中の化石（示準化石）で，その年代がわかるなんてすごいと思いました．理科って楽しいと思いました．
・

自分でその化石を見て触って，ふだんできないことができて，すごくいい勉強になりました．また，一度見直すことで，年代を絞ることができること

一方，系統樹やアンモナイト図鑑についても，どの種，どの標本を掲載するかよく吟味して，標本と資料がよく対応するように改良する必要があることがわかった．こうした教材の改善については，次回までに万全に準備して授業実践をおこなって評価していくことが必要である．

がわかって勉強になりました．

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教師教育研究7 ．おわりに第5号

2009

record. 592p, Wiley-Blackwell.

本研究は，新学習指導要領を念頭においた，藤田勝代・川村喜一郎（2007）作って楽しアンモナイト化石を教材として用いた授業のむアンモナイトアクセサリー（財）深田地実践研究である．その第 1 歩として，本論文質研究所一般公開で実施されてきた化石のでは，アンモナイト化石を用いた示準化石の型取りを通してする地学教育の普及，財団授業実践について報告した．今後，動物の仲法人深田地質研究所年報， 8 ，81-88.

間わけや，生物の変遷をテーマとした授業実

松川正樹（1984）アンモナイトによる「生践を行い，アンモナイト化石やオウムガイ標物進化」の教材化：同一内容に対する複数本の教材としての意義を明らかにしていきた教材の開発に関する試み，地学教育，37，いと考えている．

97-108.
文部科学省（2008）中学校学習指導要領解
説－理科編，149p，大日本図書．

謝辞．本研究は，小野輝雄氏から大量のフランス産ジュラ紀アンモナイト化石を提供しMoore, R. C.（1964）Treatise of invertebrateていただいたことがきっかけとなった．氏にpaleontology: Mollusca 3., 519p, Geol. Soc.

は，縫合線の観察に適したアンモナイトの確Am./Univ. Kansas Press.

保をする際にもお世話になった．ここに記し村上浩二（1995）アンモナイトで示準化石て感謝いたします．の 意 義 に 迫 る 授 業 実 践， 熊 本 地 学 会 誌，
110，6-9.

引用文献

田口公則（2007）アンモナイトは巻貝じゃな

Benton, M. J., and D. A. T. Harper（2008）
Introduction to Paleobiology and fossil−88−

いよ，初等理科教育，41，No.6，34-35．