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研究主題
自ら課題を見つけ，主体的に判断・行動し問題を解決する力を育てる指導の工夫～ライントレースカーによるプログラミングの学習を通して～

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主題設定の理由（１） 今日的課題から
2000 年（平成 12 年度）から実施されている OECD（経済協力開発機構）の PISA 調査は，学校のカリキュラムをどの程度習得しているかを評価するものではなく，「知識や経験をもとに，自らの将来の生活に関する課題を積極的に考え，知識や技能を活用する能力があるか」をみるもので，「学校の教科で扱われる知識の習得を超えた部分まで評価しようとする」ものである。つまり，自らの思考・判断力が非常に重要であると言える。また，2009 年の PISA 調査より「ディジタル読解力調査」が行われ，ディジタルのテキスト（コンピュータ画面による調査問題の提示・解答）によって「読解力」を測る調査問題を解くために，「プリント読解力」に加えてホームページへのアクセス，ボタンのクリック，コピー＆ペースト，e メールの送受信，ウェブの掲示板への書き込み等，いわゆるＩＣＴリテラシーに関する知識・技能が必要となってきた。
2007 年 4 月から実施されている，文部科学省の全国学力調査は，PISA 調査の「実生活の様々な場面で直面する課題にどの程度活用できるか」の出題傾向を非常に意識した出題となっている。
今後，学力観点の「思考・判断」に関わる「Ｂ活用」＝「PISA 型学力」の育成を目指していくことが強く求められている。
国立教育政策研究所教育課程研究センターによる「特定の課題に関する調査（技術・家庭）」（2007 年 10 月実施）では，知識・技能を活用して工夫し創造する力の実現状況を把握する調査をしており，自らが主体的に判断・行動し問題を解決する力が必要となってきているのがわかる。
また，調査の半分は，コンピュータ画面による出題・解答を行う調査として実施されており，PISA調査の「ディジタル読解力調査」につながる内容となっている。
（２） 学習指導要領の趣旨から
ア 改訂の基本方針
技術・家庭科については，その課題を踏まえ，実践的・体験的な学習活動を通して，家族と家庭の役割，生活に必要な衣，食，住，情報，産業等についての基礎的な理解と技能を養うとともに，それらを活用して課題を解決するために工夫し創造できる能力と実践的な態度の育成を一層重視する観点から，その内容の改善を図る。その際，他教科等との連携を図り，社会において子どもたちが自立的に生きる基礎を培うことを特に重視する。
体験から，知識と技術などを獲得し，基本的な概念などの理解を深め，実際に活用する能力と態度を育成するために，実践的・体験的な学習活動をより一層重視する。また，知識と技術などを活用して，学習や実際の生活において課題を発見し解決できる能力を育成するために，自ら課題を見い出し，解決を図る問題解決的な学習をより一層充実するとしている。
イ 技術・家庭科の目標
生活に必要な基礎的・基本的な知識及び技術の習得を通して，生活と技術とのかかわりについて理解を深め，進んで生活を工夫し創造する能力と実践的な態度を育てる。
学習指導要領の技術・家庭科の目標は，「生活に必要な基礎的・基本的な知識及び技術の習得
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を通して」という言葉から始まっており，生徒が自立して主体的に生活を営むために必要とされている基礎的・基本的な知識と技術である。
「生活と技術のかかわりについて理解を深め」とは，人間が生活する様々な場面において，技術を適切に評価し活用できるようにするために，技術とのかかわりについて，一層の理解を深めることが重要であることを示したものであり，「進んで生活を工夫し創造する能力と実践的な態度を育てる」とは，習得した知識と技術を積極的に活用し，生活を工夫したり創造したりする能力を育てることをねらいとしている。
（３） 学校教育目標から「自ら学び行動し，友愛の精神に満ちた，たくましい生徒を育成する」
【知】

【徳】

【体】

めざす生徒像○

挑戦意欲を持ち，進んで学び，主体的に行動する生徒○

互いを認め合い，他を思いやる生徒○

自ら鍛え，健康で活力に満ちた生徒

自ら課題を見つけ，主体的に判断・行動し問題を解決する力を育てていくことは，特に本校教育目標の「自ら学び行動する，たくましい生徒」を育てることにつながると考える。
（４） 生徒の実態から学習に対する意欲が高く，特に第３学年においては市内統一テストや実力テストの結果から，領域別・観点別ともに平均よりも上回っている教科が多い。日常生活の生徒の様子を見ていると，自分から進んで行動を起こしたり，自主的に活動したりする生徒も多く見られる。しかし，自分から率先して発言したり発表したりする生徒は一部の生徒に限られている。技術・家庭科の学習においては与えられた課題に対しては熱心にとりくむが，解決の方法を工夫したり，自分の持っている知識を活用したりする力が十分ではない生徒が多い。そこで，生徒の主体的な活動が期待できる技術・家庭科の学習の中で，問題解決を図りながら思考力や判断力を鍛え，進んで課題追究ができる生徒を育成したいと考える。
以上の 4 つの視点から，生徒が主体的に判断・行動し問題を解決する力を育てる指導のあり方を明らかにすることが重要な課題であると考え，本研究主題を設定した。
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主題についての考え方（１） 「自ら課題を見つける」について「自ら課題を見つける」ことは「確かな学力」の側面であるととらえた。「確かな学力」とは，「千葉県学校教育指導の指針」によると，「知識や技能に加え，学ぶ意欲や，自分で課題を見つけ，自ら学び，主体的に判断し，行動し，よりよく問題を解決する資質や能力」とある。
これからの変化の激しい社会の中で，生徒一人一人が困難な状況を乗り越え，主体的・創造的に自らの人生を切り拓きながら力強く生きていくためには，生涯にわたり学び続ける力を育成する必要がある。そのために「自ら課題を見つける力」が必要になってくると考える。
（２） 「主体的に判断・行動する」について「主体的」とは，「ある活動や思考などをなすとき，その主体となって働きかけるさま。他のものによって導かれるものではなく，自己の純粋な立場において行うさま」（広辞苑）であ2

る。
つまり，「自律的な価値判断のもとに行動できること」と言い換えることができると考える。
すなわち，他者から押しつけられた他律的な価値判断ではなく，自ら考え，自らの意志で行動選択することである。
この活動にとりくむためには，生徒が問題解決しようとする目的意識を持つことが大切であり，目的意識を持たせることを重視した授業展開を行うことが必要である。
（３） 「問題を解決する力」について
技術・家庭科においては座学を中心とした授業，実習を中心とした授業，そして製作の構想や計画・準備を行う授業がある。それぞれに生じる問題があり，それぞれに応じた解決策を導き出していかなければならない。そのためには「既習の知識や経験を活かす力」，「想像力」，「好奇心」，「情報収集力」が必要であると考えた。
（４） 「ライントレースカーによるプログラミング」について
プログラミングによりロボットにあるモーターを制御するための基礎的な知識と技術の習得をさせることにより，生活の中にある産業技術との関連を図ることができる。また，プログ
ラミングを行う過程でアルゴリズムを用い，思考力・判断力を高めながら，学ぶ意欲の向上を目指す。
さらに，ライントレースカーのシミュレーターを使うことで，自分の考えを整理し，表現することが容易になり，考えの良い点に気づいたり，誤りに気づいたりすることができる。また，プログラミングの学習をすることで，筋道を立てて考えを進めたり，より良い考えをつくったりすることができる。
つまり，プログラムを作り，それをライントレースカーで表現することで，試行錯誤しながら自分の考えを深めることができると考える。
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研究仮説
仮 説①

題材の導入場面において，その特性を捉え，学びの期待が高まる工夫や，課題設定をすることにより，生徒は進んで課題を追究し，主体的に考える活動にとりくむことができるであろう。

仮 説②

課題解決の場面において，学習形態を組みかえながら学習を進めていくことにより，生徒一人一人がより良い解決方法を見いだし，自信を持って判断・行動ができるようになるであろう。

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研究内容【D 情報に関する技術】プログラムによる計測・制御についてまとめていく（１） 理論研究について生徒にとって興味や関心のある題材を考えることで意欲的で主体的な学習にとりくめるようにする。また，生徒の創意工夫が生かせる場面や，試行錯誤しながら工夫できる活動を取り入れることで課題解決の能力を高めることができるようにしていく。
（２） 授業実践について
第３学年での授業実践をとおして，指導計画を見直し，系統立てた「情報に関する技術」
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の指導ができるよう，改善していく。
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研究の実際（１） 理論研究
ア 生徒の興味・関心を引き出す教材
生徒の興味・関心を引き出すために，ヴィストン社の「ビュートレーサー」を使用した。写真１にあるように構造はとてもシンプルであるが，赤外線センサーを搭載し，地面の白黒を判断できる。
また，「ビュートビルダーＲ」というソフトを使い，簡易な言語を使用してプ
写真１ ビュートレーサー

ログラムを作成し，模型の動きを制御することができる。図１にあるように，フローチャートに近い形でプログラムを組んでいくため，視覚的にもわかりやす
く，動作や判断の流れを考えながら作成することができ，自らの課題解決の意欲を引き出すことができた。
できたプログラムは，図２の様なシミュレーターで動きを確認し，実際に本体に書き込み，動作確認をするという手順

図１ ビュートビルダーＲを踏むことで，生徒の思考をより深いものにすることができた。

写真２ 実際に動作確認をする場面

図２ ビュートビルダーＲのシミュレーター

イ 生徒の創意工夫を生かし，試行錯誤できる活動様々な，課題解決をさせるコースを用意した。スモールステップで学習に取り組めるように，多くの課題を準備した。実際にプログラミングした後で走らせてみることで，動かして，考えるという試行錯誤が生まれた。
できあがったプログラムなどを比較してみると，全てが同じではなく，課題解決の方法には様々な方法があることに気づくことができた。
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また，難しい課題もあったが，グループで活動することで，ほとんどの生徒が，プログラムの問題点を見いだし，楽しく修正を行うことができていた。
自分で課題を見いだすために，自分でコースを考えたり，友達のコースに挑戦したりすることにより，自ら進んで課題を解決することができた。

図４ プログラム例②

図３ プログラム例①
ウ 新しい発想を生み出し，活用できる活動
機械の動きや，自分の行動をフローチャートに表すことにより，さらに目的意識をもって授業に臨めるようにした。
また，新しいプログラムや課題を考える時間を多く取り，知識を学ぶだけでなく，自らが学習を進めていくスタイルを確立できるようにした。

（２） 授業実践
ア 単元名プログラムによる計測・制御

イ 仮説との関わり【仮説１】生徒の意欲を引き出し，制御システムの理解を深める課題解決学習
本単元では，プログラミングの知識や技能の習得を急ぐのではなく，ビュートレーサーを使い，概念的にプログラミングの学習を進めていった。また，シミュレーターで動きを見た
後，実物を通して動きを確認することにより，社会生活や家庭生活で利用されている自動制御システムへの理解へつながるようにした。また，課題を解決した後に，次の課題解決への必要性が生まれるように，学習や指導法を工夫した。具体的には，スモールステップの課題を与えるとともに，常にシミュレーターで動きを確認し，試行錯誤しながら課題解決ができるようにした。
【仮説２】生徒相互の理解・主体的活動を促すための学習形態
まず，１人での自力解決を図り，自らのプログラムについての理解を深める。その後，２人組になりビュートレーサー本体にプログラムを書き込み，実際の動きを確認するようにした。また，難しい課題には，3～4 人の小グループを作り，挑戦できるようにした。こうする
ことで１人１人の学びが確保されると共に，うまく考えられない生徒も，グループ内で支援
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し，高め合うことができる。そして，相手に説明したり，意見を交流させたりすることにより，理解を確実なものにできるようにした。活動の中で，多様な意見を考察し，より良い解決方法を見つけていくことで，考えを深められるようにした。
ウ 単元計画（８時間扱い）と研究の検証時
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学習内容
①

生活の中にある計測・学習活動○制御

身の回りにある様々な電気機器の中から，コンピュータが組み込まれているものをさがし，コンピュータが機器を制御していることを知る。

２②計測・制御システム○

コンピュータを用いた計測・制御の基本的なしくみを知る。

エアコンよる温度調節を取り上げた。フローチャートのカードを用いて，計測・制御の流れを個人で考えた後，班で完成させた。主体的に課題解決にとりくむ生徒や，考え方を教え合う生徒が見られた。

３③

処理の手順とプログラ○

情報を処理する手順を知り，目的や条件に合うプログラ

ム
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５

④

【仮説２とのかかわり】

ムの作成の手順を理解する。
プログラムによる模型○の制御Ⅰ

ビュートビルダーR を用いて，簡単なプログラムを作り，シミュレーターで動かしてみる。

○

ビュートレーサーを用いて，簡単なコースを実際に走らせ，計測・制御の仕方を理解する。

ビュートビルダーR は感覚的にプログラムを組むことができ，楽しみながらシミュレーターで動きを確認していた。また，プログラムをビュートレーサーに書き込み，目的通りに初めて動いたとき，生徒は歓声をあげ，プログラムを次々に修正したり，次の課題にチャレンジしたりする様子が見られた。

6【仮説１とのかかわり】

６〈本時〉⑤

プログラムによる模型○の制御Ⅱ

ビュートレーサーのセンサーを使い，ライントレースしながらコースを走破できるようにする。

７○

ビュートレーサーを使い，上級コースを走破させるためのプログラムを考え，検証する。

２人組で１台のビュートレーサーを用意し，相談した結果を，試行錯誤しながらビュートレーサーに書き込んでいった。また，上級コースでは班ごとにとりくみ，互いに教え合いながら，課題解決をすることができた。また，プログラムが苦手な生徒もグループで活動することにより安心してとりくむことができた。
【仮説１・仮説２とのかかわり】

８⑥

計測・制御技術のこれから○

これからの電気機器の制御技術について，意見を出し合い，考えを深めていく。

エ 実際の授業（６／８）（ア） 目標○ ビュートレーサーのセンサーを使い，ライントレースしながらコースを走破できるプログラムを作成することができる。
（イ） 授業仮説○

プログラムを考える過程において，他の意見を取り入れたり，比較したりすることによって，学習の理解をより深めることができるであろう。
（ウ） 展開学習活動と内容時配2１

支援（○）と評価（◎）

本時の目標を知る。
ビュートレーサーのセンサーを使い，コースを走らせよう。

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資料

3

２

センサーの仕組みと使い方を知○センサーの仕組みを知らせ，読みる。

取った結果どうなるかを考えさせ・ センサーの位置。

る。

ビュートレーサー

・ 計測の仕方。
・ しきい値。
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３

課題について考え，解決の見通し

○

ビュートビ

ュートビルダーR を使ってシミュルダーRを持つ。

考える手がかりになるように，ビレーションをさせる。

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４

自分の力で解く。
・○

シミュレーターで動きを確認す

手がかりがつかめない生徒には，ヒントカードを示し，場合分けをしる。
・ながら考えるよう助言する。

ビュートレーサーにプログラムを書き込み，実際にコースを走らヒントカードせて確認する。

○

場当たり的な試行錯誤ではなく，プログラムの流れをしっかりと確認しながらシミュレーションする

ビュートビルダーR で作成したプよう指導する。

ログラムはシミュレーターで動きを○いろいろな解決方法でとりくむ

すぐに確認できる。１人で作成からように促すとともに，どの方法が良動作確認を行うことができるので，いか考察するように助言する。

積極的にプログラム作成をする様子が見られた。

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15

５

グループになり，考え方をお互い○２～３人グループを作り，お互いに伝え合う。のプログラムを見せ合い，自分のプ・ログラムと比較するよう助言する。

プログラムを見せ合い，検討し合う。
◎

ビュートレーサーのセンサーを使い，コースを走破できるようなプログラムを考えている。
（観察・発言）プログラムを見せ合うことで，伝え合う活動が生まれるとともに，プログラムの似ているところ違うところを自然に比較検討するようになった。
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６

本時を振り返り，これまでの学習事項をまとめる。
・○

次時の見通しが見えるように，次の課題を知らせる。

センサーを使ったライントレースについて確認する。
・ 学習記録を記入する。

グループで活動することで，お互いにわからないことを補完しあったり，新たなことに気づいたりすることができた。これからもっとプログラムについて学習していきたいという意欲を持つ生徒も多くいた。

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７

成果と課題
（１）成果
ア 意識調査より，プログラムを作っていく過程に生徒はこれまで以上に，興味・関心を持ち主体的に学習を進めることができた。ビュートレーサーを使って，生徒自らが課題解決していく授業は，生徒の主体的な学習を促す展開ができる教材の一つであると考えられる。
そして，授業を進めることで，電子機器の制御技術に関して，知識と理解が深まるとともに，物事を適切に評価しようとする態度が身についた。
イ 関わり合いを生かした授業の展開は，教え合いを行うことによって，他人のためだけでなく，自分の考えを確実にすることができた。考えが十分ではないところはグループでお互いに支援し合うことができてきた。小グループなので意見も出しやすく，互いの自己有用感や自己有能感を育て伸ばし合うことができ，とても有効であった。
（２）課題
ア 既習学習と結びつけて，学習が進められるような系統性をもった学習計画を立てられるよ
うな指導を目指してさらに改善していきたい。フローチャートの考え方は，他の学習でも非常に重要であり，関連がある。この授業で完結してしまうのではなく，考え方を生かした他教科との関連を考えていきたい。例えば，数学の証明のプロセスを検討するのに，プログラ
ムを作る処理手順（アルゴリズム）の考えが応用できる。そのような授業展開を見いだせるようにしていきたい。
イ グループ活動では，お互いに協力して活動ができていたが，自力解決の場面では，支援が必要な生徒がいた。その場合，グループになった際に，質問をすれば良い。しかし，「もっと自分一人で考える時間がほしかった。」というような意見も見られた。様々な生徒への対応の術を更に考えていきたい。

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