生きた知識が身に付く小学校理科学習モデルの構築－知識や経験と自然事象を関連付ける問いかけに基づく深い学びの過程の提案－
防府市立牟礼小学校
１

教諭

德永

裕

研究の意図
(1) 研究の背景
平成27年度全国学力・学習状況調査の中学校理科の結果を、評価の観点別に全国と山口県で比較した。すると、「思考」や「技能」に関する問題の正答率が同等であったのに対し、「知識」に関する問題の正答率は全国平均を下回っていた。科学用語を知ってはいるものの、別の問われ方をすると答えられないという状況も見受けられ、活用する力を支える基礎的な知識の身に付け方に本県の課題があると捉える。
また、同質問紙調査の小学校の結果を見ると、理科の学び方に対して教師と児童の間に意識のずれが存在している。例えば、「自らが予想や仮説を設定し、検証計画を立案している」と思っている児童の割合は、教師の割合を下回っていた。
これらのことから、学習内容をどのように身に付けるかが大切であり、深い学びの実現に向けた日々の授業改善に迫られている。
(2) 研究テーマ設定の理由
中学校の学習場面で既有の知識が使えないという課題は、その前段階である小学校での学び方に改善の余地があることを示唆している。丸暗記の学習では、別の文脈において身に付けた知識を活用することはできない。ただ単に知っている、覚えているという断片的な知識ではな
く、理由や根拠まで納得し、分かって使える知識（生きた知識）として学習内容を身に付けなければならない。
国立教育政策研究所の「資質・能力を育成する教育課程の在り方に関する研究報告書１」（平成27年）には、自分の考えと既有の知識や経験を関連付け、他者と関わりながら納得する学びを通して、「『知っている』だけではなく，『分かって』『使える』知識」 *１ を獲得することができると述べられている。また、「教育課程企画特別部会における論点整理について（報告）」（平成27年）では、「新たに獲得した知識が既存の知識と関連付けられたり組み合わされたりしていく過程で、様々な場面で活用される基本的な概念等として体系化されながら身に付いていくということが重要である」 *２ と述べられている。
これらのことは、認知心理学の先行研究をまとめた高野（2011）の著書でも、２つの心理効果として紹介されている。
１つ目は、精緻化（elaboration）の研究である。知識は断片的に習得するよりも、既有の知識や経験、理由などと関連付けながら身に付ける方が、記憶の定着と想起を促進する。しかし、関連付けさえすれば知識は身に付くというものではなく、学習者にとって納得のいく関連付けが重要であり、納得のいかない関連付けは、逆に記憶を疎外する。
２つ目は、自己生成効果（self-generated effect）の研究である。他者から与えられた情報よりも、自らが関連付けながら生成した情報の方が記憶として定着しやすい。
ここで、この２つの心理効果から日常生活と授業を振り返ってみる。日常生活において、児童は自ら関連付けながら学ぶ経験を偶発的に重ねていると考えられる。しかし、授業において- 85 -

は、教師が本時の主眼を見据え、意図的に学習を仕組まなければならない。そのための教師の働き掛けが問いかけである。また、児童一人ひとりがもっている知識や経験には限界がある。
そのため、共に学習する児童相互の考えを関連付ける問いかけも重要となる。
以上のことから、教師の適切な問いかけにより、児童が主体的に他者と関わり、既有の知識や経験と関連付けながら自然事象を納得して捉え、学習内容を生きた知識として身に付けることができると考えた。
(3) 研究の仮説
以上のことから、研究の仮説を「小学校理科の学習において、問題解決過程に応じて既有の知識や経験、児童相互の考えを関連付ける問いかけにより、児童は納得しながら自然事象を捉えるようになり、学習内容を生きた知識として身に付けることができる」とし、授業実践を通して検証を行うこととした。
２

研究の内容(1) 気付いて学ぶ活動と問いかけ
本研究では、児童が学習内容を生きた知識として身に付けるために、「既有の知識や経験を使って考え、理由や根拠まで納得して身に付ける学習」 *３ を深い学びと捉え、その中核をなす活動として気付いて学ぶ活動（図１）を位置付けた。気付いて学ぶ活動は５分程
度の短いサイクルの活動であり、毎時間の学習に継続して取り入れることにする。この活動を１単位時間のどこに位置付けるかは、本時で大切にしたい評価の観図１

気付いて学ぶ活動と問いかけのイメージ図点によって決まる。例えば、単元の導入で「関心・意欲・態度」の観点を大切にする場合は、この観点に対応した問題の把握・設定の場面に、気付いて学ぶ活動を位置付けることになる。
気付いて学ぶ活動のサイクルは、「えらぶ」「あてはめる」「やってみる」「考える」「つかむ」の５つの思考活動を基本としている。そして、活動のきっかけとなるものが教師の問いかけである。「どうすればよいか」「どうなるか」などの問題意識をきっかけとして、児童はそれを解決するために、自他の既有の知識や経験、考えを選び、当てはめ、やってみる。そして、自ら考え、納得しながら身に付けるものをつかむ。
気付いて学ぶ活動を通して身に付けるものは、２つあると考えている。１つは、本時の学習内容に直結するものであり、もう１つは、理科の見方や考え方として身に付き、今後の理科の学習においても生きて働くものである。例えば、「植物の発芽と成長」の学習で、発芽と水の関係を調べるための方法を考える場面に、気付いて学ぶ活動を位置付けたとする。すると、本時の学習内容に直結するものは、「変える条件は水」と「変えない条件は温度」という実験方法である。理科の見方や考え方として今後の理科の学習においても生きて働くものは、「変える条件は課題に正対して考える」「変える条件は１つだけにする」などである。
このように、気付いて学ぶ活動は、本時で大切にしたい問題解決の過程に位置付けられる活動である。単元全体を見通しながら、問題解決の各過程に継続して取り入れることにより、45
分間全体の学び方が身に付き、深い学びの過程が実現できると考える。
この気付いて学ぶ活動を展開する上で重要なことは、働きの異なる２つの問いかけである。
- 86 -

１つは、気付いて学ぶ活動を展開する「きっかけとなる問いかけ」である。もう１つは、考える視点を与えるなどすることにより、思考を方向付けたり深めたりする「支える問いかけ」である。これらの問いかけにより、児童自らが、既有の知識や経験と関連付けながら自然事象を納得して捉え、学習内容を生きた知識として身に付けることができるようにする。
(2) 取り上げる内容と問いかけ
問いかけを整理するに当たり、まずは、教科書や文部科学省「小学校理科の観察，実験の手引き」（平成23年）の記述、発問類型に関する先行研究などから問いかけを洗い出した。そして、それらの問いかけが尋ねている内容にしたがって整理した。
次に、現在の理科教育で求められている理科の見方や考え方を分析するために、全国学力・学習状況調査などの各調査問題で問われている内容を調べ、「気付いて学ぶ活動で取り上げる内容」として整理した。例えば、平成27年度に出題された「もしこの予想が正しかったら、結果はどうなるはずか」という設問は、「予想に沿って結果を見通す」という理科の見方や考え方の具体的内容である。
さらに、尋ねている内容ごとに整理した問いかけを、気付いて学ぶ活動で取り上げる内容と照らし合わせることにより、既有の知識や経験と自然事象を関連付けながら理科の見方や考え方を深める問いかけへと精査した（表１）。
なお、これらの問いかけは、気付いて学ぶ活動で身に付けるものや児童の実態に応じて、きっかけとなる問いかけとして投げ掛ける場合や、支える問いかけとして投げ掛ける場合の、どちらも考えられる。
表１

気付いて学ぶ活動で取り上げる内容と問いかけの例（一部抜粋）

取り上げる内容
課題に対して予想や仮説をもつ観察

課題に対して、知識や経験、他者の考え と関連付け、根拠をもって予想や仮説を設定する

・課題に対して観察、実験の方法を考える

実
験

課題を解決するために予想や仮説に沿った観察、実験の計
画を立てる

の

条件を適切に設定する

前か

課題に関係すると思われる条件や、条件のそろえ方、変え
方を考える

ら

予想に沿って結果を見通す

中
自分だけでなく他者の予想や仮説が正しかったときの結果も考えることで、見通しをもち効率よく観察、実験に取り組む

結果の見方を高める
結果の共通点や差異点、全体的な傾向に注目しながら、結果を解釈する

観
察
・
実
験
の
後

結果や他者の意見を基に考えを改善する
予想や仮説と違う結果になった理由を検討し、他者の意見も参考に、考えや方法を改善する

結論を深める
学習内容を他の自然事象と関連付けたり、別の問題場面で活用したりすることで、学習内容の理解を深める

生活との関連を考える
学習内容を生活と関連付けることで、学習内容の理解を深めるとともに、理科の有用性を感じる

問いかけの例〇〇すると何が起こるだろうか
課題を解決するには、どうすればよいか
なぜ、こうなるのだろうか
予想を確かめるには、どういう方法があるか同じような実験をしたことはないか
実験をするとき、何に注目すればよいか関係がありそうな条件は何か変える（変えない）条件は何か
どのように条件を設定すればよいか
この予想が正しければ、結果はどうなるか
この予想が正しくなければ、結果はどうなるか予想が正しいとすると、スムーズに実験するためにどうするか
結果を全体的に見て、どのような傾向があるか
この結果を違いとするか、誤差とするか
結果で同じ（違っている）点はないか
予想の根拠に問題はなかったか
予想を確かめる方法に問題はなかったか
自分の考えのどこをどう変えたらよいか
これまでに学んだことと関連付けて考えると、何がいえるか
他にも似たようなことはないかもし〇〇だったらどうなるか学んだことが生活のどの場面に生かされているか学んだことで改めて納得したことはないか
学んだことを何にどう生かせそうか- 87 -

(3) 授業実践
原籍校の５年２組（25人）を対象に、２単元において授業実践を行った。「植物の発芽と成長」の第一次を授業実践１（６月）として、「物のとけ方」の第一・二次を授業実践２（９～11月）として取り組んだ。
ア

授業実践１「植物の発芽と成長」(ｱ) 単元構成と気付いて学ぶ活動
全８時間のうち、授業実践に取り組んだ第一次の単元構成表を表２に示す。
「評価の観点」は、単元構成と１時間ごとの特性を考えながら設定した。「身に付けるもの」は、きっかけとなる問いかけによって展開される気付いて学ぶ活動を通して、児童がつかむものである。そして、「既有の知識や経験」は、気付いて学ぶ活動において、児童が関連付けて考えると予想されるものを挙げている。
表２

次

時

1

一

「植物の発芽と成長」単元構成表（第一次）【東京書籍

学習内容

発芽に必要
と考えられ
る条件

2

発芽と水の
関係

3

発芽と空気
や温度の関
係

気付いて学ぶ活動

評価
の
観点

関心
意欲
態度

技能

知識
理解

新しい理科５】身に付けるもの・植物の発芽に必要だと考えられる条件とその根拠・既有の知識や経験を基に、事象に関係していると考えられる条件を推論する能力
・発芽と空気や温度の関係を検証するための実験方法
・条件を制御しながら比較実験をする能力
・発芽に必要な条件
・結果を共通点や差異点に注目しながら考察する能力

きっかけとなる
問いかけ
種子が発芽するためには、何が必要か。

自分の予想（発芽と空気や温度の関係）を確か
めるには、どのように実験をすればよいか。
５つの条件を、結果から仲間分けすることはできるか。

既有の知識や経験
・生活科や理科、特別活動での栽培経験
・種まき、球根植え、施肥、水やりなどの世話
・植木鉢の底の穴、根腐れ・ハウス栽培・日なたと日かげの温度（第３学年）
・電池の数とモーターの回る速さ（第４学年）
・発芽と水の関係を検証した経験（前時）
・空気と適切な温度のある条件で発芽した結果（本時）・発芽と水の関係（前時）・植木鉢の底の穴、根腐れ・季節の野菜(ｲ) 授業実践１の概要と児童の反応
表３

第一次第１時では、タンポポな
どの身近な植物の種子と成長後の写真を提示し、植物の発芽や成長に対する関心を高めた。
そして、気付いて学ぶ活動を問

気付いて学ぶ活動における発問構成（第一次）

第
一
次
第
１
時

きっかけとなる問いかけ「種子が発芽するためには、何が必要か」
気付いて学ぶ活動【問題の把握の場面】
支える問いかけ・「植物のお世話をしたことがあるか」・「どのようなお世話をしたことがあるか」

第
一
次
第
２
時

きっかけとなる問いかけ「自分の予想を確かめるには、どのように実験をすればよいか」
気付いて学ぶ活動【検証計画の立案の場面】
支える問いかけ・「この時間の課題は何か」・「前の時間ではどのように調べたか」・「変える条件はいくつだったか」・「変える条件とそろえる条件を、何にすればよいか」

題の把握の場面に位置付けた。まず、きっかけとなる問いかけとして、「種子が発芽するためには、何が必要か」と投げ掛け、発芽に関係していると考えられる条件を話し合った（表３）。続いて、支える問いかけとして、「（植物を育てるとき）どのようなお世話を- 88 -

したことがあるか」と投げ掛けることにより、既有の知識や経験を具体的に引き出せるようにした。その結果、児童は水やりなどを根拠にしながら話し合い、発芽に必要な条件として「水」「空気」「温度」「肥料」「土」「日光」の６条件を設定した。
気付いて学ぶ活動後、６条件の中から全員が必要であると予想した「水」を選び、水で湿らせた脱脂綿と乾いた脱脂綿の上にインゲンマメの種子を置き、本時の学習を終えた。
第一次第２時の前半では、実験結果を基に、発芽と水の関係を考察し、発芽に水が必要であることを確認した。
授業後半では、６条件から「水」を除いた５条件を取り上げ、気付いて学ぶ活動を検証
計画の立案の場面に位置付けた。まず、きっかけとなる問いかけとして、「予想（空気、温度、肥料、土、日光）を確かめるには、どのように実験をすればよいか」と投げ掛け、グループで実験方法を話し合った（表３）。続いて、支える問いかけとして、「この時間の課題は何か」「前の時間ではどのように調べたか」と投げ掛けることにより、児童は前時の実験方法を基に、変える条件は学習課題と正対して考えることや、変える条件は１つにし、その他の条件はそろえることについて想起していた。そして、変える条件とそろえる条件を何にするかをグループごとに話し合い、実験器具をセットして学習を終えた。
第一次第３時（公開授業）の学習過程を表４に示す。
前時にセットしておいた実験の結果（空気、温度、肥料、土、日光）を発表し合い、クラス全体で結果を共有できるように黒板の表にまとめた。次に、児童一人ひとりが結果か
ら結論を導出し、発表し合った。すると、「５つ全ての条件が必要だ」とする結論と「温度と空気が必要だ」とする結論が対立した。そして、気付いて学ぶ活動をこの考察の展開の場面に位置付けた。
まず、きっかけとなる問いかけとして、「５つの条件を、結果から仲間分けすることはできるか」と投げ掛けた。続いて、支える問いかけとして、「なぜそう分けるのか」「結表４
学習活動・学習内容
前時の実験方法と結果を報告し合う。
・実験の結果（空気、温度、肥料、土、日
光）
２ 結果を考察する。
１

きっかけとなる問いかけ
気付いて学ぶ活動<えらぶ><あてはめる><やってみる>
<考える>
<つかむ>

３

第一次第３時の学習過程
教師の支援○実験結果を、予想や方法と関連付けながら報告し合うことにより、学級全体で結果を共有できるようにする。

「５つの条件を、結果から仲間分けすることはできるか」【考察の展開の場面】【支える問いかけ】・「なぜそう分けるのか」・「結果を比べて同じ（違う）ところはあるか」・「前の時間に学習した水の結果はどうだったか」

・植物の発芽には、水以外に、空気と適当な温度が必要であること
・結果を解釈しながら考察をし、学習課題と関連付けながら結論を導出する能力

生活経験との関連や学び方の視点から学習を振り返る。
・生活との関連
・自分の学び方
４ 次時の学習課題をつかむ。
・植物の成長に対する問題意識○学習内容を生活と結び付けるなどしながら振り返っている児童を意図的に指名し、発表させることにより、振り返りの仕方を全体に広げる。
○単元の導入を想起させることにより、植物の成長に対する問題
意識を高める。

- 89 -

果を比べて同じ（違う）ところはあるか」と投げ掛けることにより、児童は結果の共通点や差異点に着目しながら考察していた。ある児童が、「日光に当てていないインゲンマメ
はもやしのようになっている。だから、日光は必要だ」と、徒長（茎が間延びした状態）
したインゲンマメの結果を根拠にしながら意見を述べた。これに対して別の児童が、「確かにもやしのようになっているが、発芽している」と、日光は必要ではないと主張した。
ここで、支える問いかけとして、「前の時間に学習した水の結果はどうだったか」と投げ掛けることにより、児童は前時と本時の結果を関連付けて考察し、より納得しながら学習
内容を理解することができたと考えられる。
なお、この気付いて学ぶ活動に基づく話合いによって、発芽という現象に対する理解が深まるとともに、徒長したという事実確認が、第三次の「植物の成長」に関連付けられる内容となった。
イ

授業実践２「物のとけ方」(ｱ) 単元構成と気付いて学ぶ活動
全11時間のうち、授業実践に取り組んだ第一・二次の単元構成表を表５に示す。
表５

次

時

「物のとけ方」単元構成表（第一・二次）【東京書籍

学習内容

1･2

水溶液中の
食塩の存在

評価
の
観点
関心
意欲
態度

気付いて学ぶ活動
身に付けるもの・自分の予想を検証するための実験方法
・既有の知識や経験を生かしながら検証方法を立案する能力

きっかけとなる
問いかけ
自分の予想をどのような方法で確か
めたらよいか。

3

食塩の溶解
による質量
の保存

1･2

物が水に溶
ける量の限
度

3･4

水の量と物
の溶ける量
の関係

二

5･6

水の温度と
物の溶ける
量の関係

思考

技能

思考
技能

思考
知識
理解

・食塩水の重さに対する自分なりの予想
・既有の知識や経験を生かしながら予想する能力
・１杯の条件を統一することの必然性・定量的に実験する能力・食 塩 が 、 100mLの 水に溶ける量の予想・本時までの実験結果と関連付けながら結果を見通す能力・水の温度による物の溶ける量の変化の違い・２つの条件における変化の様子を比較する能力

既有の知識や経験

水に５ｇの食塩を入れて溶かすと全体の重さは何ｇになるか。

・虫眼鏡や顕微鏡による拡大（第３・５学年）
・不可視である空気や水蒸気の存在（第４学年）
・砂糖、塩、コーヒー牛乳の素、入浴剤などを溶かした
経験
・変形による質量保存（第３学年）
・水溶液中の食塩の存在（前時）

食塩やミョウバンを計量スプーンですくうときどうしてすり切るのか。
食 塩 は 100mLの 水に何杯くらい溶け
そうか。

・単位量（算数科第２～５学年）
・磁力を釘やクリップの数で定量化（第３学年）
・50、100mLの水に溶けるミョ
ウバンの量
・比例（算数科第５学年）

水の温度による物の溶ける量の変化
は溶ける物によって同じか。

・水の温度を上げると溶ける量が増えるミョウバンと、水の温度を上げても溶ける
量がほとんど変わらない食塩の結果（本時）

技能一

新しい理科５】(ｲ) 授業実践２の概要と児童の反応
第一次第１・２時では、長さが１ｍのアクリル管に水を入れ、上から食塩を投入し食塩の溶ける様子を観察させた。そして、児童のつぶやきを拾い、「食塩は消えてなくなったのか」という課題を設定し、溶けるという現象に対する問題意識を高めた。その上で、気- 90 -

付いて学ぶ活動を検証計画の立案の場面に位置付けた。きっかけとなる問いかけとして、「自分の予想をどのような方法で確かめたらよいか」と投げ掛けた（表６）。
児童は学習経験を想起しながら、顕微鏡で拡大する方法を考えてい

表６
第
一
次
第
１
・
２
時

きっかけとなる問いかけ「自分の予想をどのような方法で確かめた
らよいか」
気付いて学ぶ活動【検証計画の立案の場面】
支える問いかけ・「理科で重さについて学習したことはあるか」・「蒸発させたらよいと考える理由は何か」・「生活の中でそのような経験はあるか」

第
一
次
第
３
時

きっかけとなる問いかけ「水に５ｇの食塩を入れて溶かすと、全体の重さは何ｇになるか」
気付いて学ぶ活動【予想や仮説の設定の場面】
支える問いかけ・「どうして重さが変わらない（◯ｇに減る）と思うか」・「３年生の重さの学習でどのようなことを学んだか」・「物の形を変えたとき、重さはどうなったか」た。その他、蒸発させるという発言もあったため、「蒸発させたらよいと考える理由は何か」「生活の中でそのような経験はあるか」と支える問いかけをした。このことにより、汗が乾いて帽子のつば

気付いて学ぶ活動における発問構成（第一次）

が白くなる経験を想起している児童がいた。

第一次第３時では、食塩が水に溶ける前と後の全体の重さについて学習することを導入で確認し、気付いて学ぶ活動を予想や仮説の設定の場面に位置付けた。まず、きっかけとなる問いかけとして、「水に５ｇの食塩を入れて溶かすと、全体の重さは何ｇになるか」と投げ掛けた（表６）。様々な意見が表出された後、支える問いかけとして、「どうして重さが変わらない（○ｇに減る）と思うか」と投げ掛けた。児童は食塩水中に食塩が存在しているという事実や、食塩は溶けると見えなくなるという事実を根拠にしながら、自分なりの予想を立てていた。
第二次第１・２時では、濃い食

表７

塩水を作りたいという児童のつぶやきを取り上げながら、「50mLの水に溶ける量には限界があるか」という課題を設定した。食塩との比較対象として、本時からミョウ
バンを溶質に加えた。溶ける量に限界があるか予想した後、気付い

第
二
次
第
１
・
２
時

気付いて学ぶ活動における発問構成（第二次第１・２時）

きっかけとなる問いかけ「食塩やミョウバンを計量スプーンですく
うとき、どうしてすり切るのか」
気付いて学ぶ活動【検証計画の立案の場面】
支える問いかけ・「比較実験をするときに、気を付けることは何か」・「すり切らないと何が困るのか」て学ぶ活動を検証計画の立案の場面に位置付けた。食塩やミョウバンを計量スプーンで量り取るよう指示し、きっかけとなる問いかけとして、「食塩やミョウバンを計量スプーンですくうとき、どうしてすり切るのか」と投げ掛けた（表７）。支える問いかけをしなくても、「すり切らないと１杯の量を正確に量れないから」「条件をそろえないといけないから」など、これまでの比較実験の経験から学んだことを根拠に意見を発表していた。考察の展開の場面で、物の溶ける量には限界があることを確認した上で、「溶け残りを溶かすにはどうすればよいか」と問うことで、水の量と温度に視点を絞って次時につないだ。
第二次第３・４時（公開授業）の学習過程を表８に示す。
前時の学習を受けて、水の量と物の溶ける量との関係を学習課題とした。まず、ミョウ
バンを50mLと100mLの水に溶かし結果を得た。その上で、気付いて学ぶ活動を予想や仮説- 91 -

表８
学習活動・学習内容
本時の学習課題をつかむ。
・食塩やミョウバンの溶ける量と水の量の関係
２ 検証方法をつかむ。
・変える条件（水の量 50、100mL）
・そろえる条件（水の温度）
３ 実験をして、結果を整理する。
(1) ミョウバンで実験をする。
(2) 食塩で実験をする。
１

きっかけとなる問いかけ
気付いて学ぶ活動<えらぶ><あてはめる><やってみる>
<考える>
<つかむ>

４

第二次第３・４時の学習過程
教師の支援○前時（第二次第１・２時）で、溶け残りを溶かすための方法を話し合っておくことにより、本時への問題意識を高める。
◯メスシリンダーやピペットの使い方や、すり切り方について問うことにより、実験の意図や理由と関連付けながら手順を説明する。

「食塩は 100mL の水に何杯くらい溶けそうか」【予想や仮説の設定の場面】【支える問いかけ】・「予想するには、何に注目すればよいか」・「ミョウバンの溶ける量はどうなっているか」・「簡単に実験するために一度に何杯入れてみるか」・食塩が、100mLの水に溶ける量の予想
・本時までの実験結果と関連付けながら結果を見通す能力

結果を考察し、学習を振り返る。
・食塩やミョウバンの溶ける量と水の量の関係の設定の場面に位置付けた。まず、きっかけとなる問いかけとして、「食塩は 100mLの水に何杯くらい溶けそうか」と投げ掛けた。続けて、支える問いかけとして、「何に注目すればよいか」と投げ掛けることにより、児童は50mLと100mLの水に溶けたミョウバンの量に注目し（図２）、「水の量が２倍になっているから、食塩の溶ける量も２倍になると思う」と、算数で学んだ比例の学習と関連付けながら説明していた。次に、100mLの水に溶ける食塩の量を予想する基準となる情報として、前時の学習で50mLの水に溶けた食塩の量に注目し（図３）、「50mLの水に十数杯も溶けたから、100mLだとかなり溶けそう」と、前時の学習を根拠に考えていた。多くの食塩が溶けそうだという予想を基に、食塩を１杯ずつ投入することの大変さを実感させた上で、効率よく実験するために、１杯ずつではな
く一度に何杯か入れてもよいことを告げ、「簡単に実験するために一度に何杯入れてみるか」と問いかけ、実験場面で予想を生かすようにした。すると、一度に10杯の食塩を投入するなど、結果を見通し効率的に実験するグループもあった。しかし、２杯ずつ投入するなど、予想を十分に生かすことのできなかったグループも見受けられた。

水50mLに溶ける
食塩の量

溶ける量が２倍

その理由として考えられることは、本時の学習で変える条件となる水の量に加え、混ぜる道具と１回の投入量も変えてしまっ

水の量が２倍たことである。比較実験では、変える条件を１つにすることが原則であるが、３条件が一度に変わってしまったことで、児童は予想を十分に生かすことができなかったと- 92 -

図２

水の量と溶ける
ミョウバンの量

図３

水50mLに溶ける
食塩の量

表９

考えられる。しかし、予想を基に結果を見通し、１回の投入量を調整しながら実験する姿は、どのグループからも見受けられた。
第二次第５・６時では、第二次第１・２時の学習を受けて、水の温度と食塩やミョウバンの溶ける量には関係があるかということを

第
二
次
第
５
・
６
時

学習課題とした。水の温度を20、気付いて学ぶ活動における発問構成（第二次第５・６時）

きっかけとなる問いかけ「水の温度による物の溶ける量の変化の仕方は、溶ける物によって同じか」
気付いて学ぶ活動【考察の展開の場面】
支える問いかけ・「食塩とミョウバンの溶け方は同じか」・「違うならどう違うか」・「食塩とミョウバンの溶ける量は、水の温度とどのような関係があるのか」・「前の時間では実験の結果をどう考察したか」

40、60℃と変化させ、溶ける量を調べた上で、気付いて学ぶ活動を考察の展開の場面に位置付けた。まず、きっかけとなる問いかけとして、「水の温度による物の溶ける量の変化の仕方は、溶ける物によって同じか」と投げ掛けた（表９）。続いて、支える問いかけとして、「食塩とミョウバンの溶け方は同じか」「違うならどう違うか」「前の時間では結果をどう考察したか」などと投げ掛けることにより、温度による食塩とミョウバンの溶ける量の変化を比べたり、前時と本時の結果を関連付けたりしながら結論を導出していた。
(4) 研究の結果と考察
ア

知識の関連付け(ｱ) 児童の様子と振り返り
授業実践の概要と児童の反応で述べたとおり、気付いて学ぶ活動において、児童は既有の知識や経験と関連付けながら自然事象を捉えていた。
このことは、児童の自己評価からもうかがえる。授業実践２の第二次第３・４時では、「100mLの水に溶ける食塩の量を予想することができたか」「予想した結果を基に効率よく実験をすることができたか」の２点について、５件法で学習を振り返った。その結果、８割程度の児童ができたとする意見であった。評価の理由として、「（水の量が）２倍だから11×２で22杯と予想したから」「（ミョウバンの）表を基にして入れる量を班で考えたから」などの内容が多かった。この結果からも、児童が既有の知識や経験、他者の考えと関連付けながら学んでいることが分かる。
(ｲ) 理科学習アンケート
授業実施クラスの学習アンケートの結果を、授業実践１の後（６月）と授業実践２の後（11月）で比較した（図４）。

「結果からどのようなことが分かるかを考えているか」（％）

「学習内容が生活で利用されて 「自分の考えと比べながら友だ
いると気付くことがあるか」ちの考えを聞いているか」
（％）
（％）

100

100

100

80

80

80

60

60

60

40

40

40

20

20

20

６月

11月
図４

どちらかといえばいいえ
どちらでもない
どちらかといえば
はい
はい

0

0

0

いいえ

６月

11月

６月

11月

授業実施クラスにおける理科学習アンケートの結果（６月、11 月）- 93 -

すると、実験の結果を基にした考察、生活との関連、対話的な学習への取組の設問において肯定的な回答が増えた。このことから、児童は問題解決の各過程において、既有の知
識や経験、他者の考えと関連付けながら学習するようになってきたといえる。
(ｳ) イメージマップと記述テスト
知識の関連付けの程度を検証するために、イメージマッ
プと記述テストを活用した。
まずは、イメージマップの結果について述べる。
本研究で使用したイメージマップは、イメージの対象となる言葉（鍵となる概念）を中央に配置し、なるべくたくさんの言葉を同心円状に連結線でつないでいくスタイルをとった（図５）。授業実践１、２の前と後（単元終了１週間後）でイメージマップをかかせることにより、単元を通して児童の知識の関連付けがどのように変化したかを比較

図５

イメージマップの例

した。鍵となる概念として、授業実践１では「植物」を、
授業実践２では「溶ける」を設定した。
分析に当たり、連想語数とキーワード数をカウントした。連想語数は、記述された全ての言葉の中から適切に結び付いていない語や、理科の学習とは関係のない語を除外した語
あめ

数である。例えば、「溶ける」－「飴」－「駄菓子屋」と連想した場合、「飴」は溶質であるため連想語数としてカウントするが、「駄菓子屋」は理科の学習と関係がないため、言葉が適切に結び付いていてもカウントしていない。キーワード数は、連想語の中から単元の学習内容に関連する言葉

表10をキーワード（表10）とし、授業実践

カウントしたものである。

授業実践１

キーワード
発芽、成長、種子、子葉、水、空気、日光（光）温度、栄養（養分）、肥料、でんぷん、ヨウ素液
砂糖、食塩、ミョウバン、溶ける量、水の量、限界
水の温度、湯、水溶液、混ぜる、重さ、透明分析の結果は表11のとおりである。
どちらの授業実践において

授業実践２

表11

授業実践前後における連想語数とキーワード数の平均も、実施クラスにおける連想
語数とキーワード数の平均は項ともに有意（p<0.01）に増加している。このことから、知キーワード一覧

目

授業実践１

授業実践２

実施前

実施後

実施前

実施後

連想語数

7.88

9.60

4.63

8.21

キーワード数

0.12

4.36

0.13

2.71

識の関連付けが量的に高まったといえる。
ここで、授業実践１の後のイメージマップの中から典型的なものを比較してみる。すると、連想語相互が密に関連付けられているもの（図６）と、連想語数は多いが連想語
相互の結び付きが希薄なもの（図７）とがあった。図６は

図６

関連付けが密なイメージマップ- 94 -

図７

関連付けが希薄なイメージマップ

「発芽」に「温度」「水」「空気」という必要(語)

な条件が連結線で結ばれている。「成長」につ3

いても同様のことがいえる。一方、図７は鍵となる概念の「植物」に対して放射状に多くの語が想起されているが、それらの結び付きは希薄

2

溶解関
連語数

1

融解関
連語数

である。したがって、知識の関連付けを検証す
るには、量的な高まりに加えて、質的な高まり

0
授業前を分析する必要がある。
まず、授業実践２におけるイメージマップの

図８

記述内容から、知識の関連付けの質的な高まりを分析する。「溶ける」という鍵となる概念に対して、授業実践前は「氷」「雪」「アイスク

授業後

授業実践前後における溶解及び融解関連語数Ｑ【 】内のキーワードを使って、物が水に溶ける前と後の重さについて説明しましょう。【溶け（る）、重さ】

リーム」などの融解に関する言葉がほとんどで

図９

評価テストの設問あった。一方、溶解に関する言葉を挙げていた
あめ

児童は数人であり、「飴」「ルー」「塩」「砂その他 5％

糖」の４語にすぎなかった。これは児童の生活

不十分
15％

経験が影響しているためだと考えられる。しかし、授業実践後は溶解に関する語数は増え、融適切80％解に関する語数は横ばいであった（図８）。
このことから、「溶ける」という鍵となる概念に関連付けられていた融解に関する知識に、

図10

評価テストの結果

溶解に関する知識が、本単元の学習を通して付加されたといえる。
次に、言葉と言葉が適切に関連付けられているかを図９のような評価テストによって検証した。その結果、80％の児童が「溶ける」と「重さ」の２語を適切に使いながら説明することができた（図10）。中には、「溶かして食塩が見えなくなったけれど、粒が小さくなっただけで重さは変わらない」「水の重さが50ｇで食塩が10ｇだとすると、食塩を溶かしても重さは変わらず60ｇになる」など、詳しく説明している児童も多かった。
これらのことから、問いかけと気付いて学ぶ活動により、知識の結び付きは量的な高まりだけではなく、質的にも高まっているといえる。
イ

納得のいく学習経験
理科学習アンケートの結果を授業実施クラスと他のクラスで比較した（図11）。すると、「自分から疑問をもち学習に（％） 取り組んでいるか」

（％）

100

100

80

80

60

60

40

40

20

20

0

「なるほどと納得しながら学んでいるか」いいえ
どちらかといえばいいえ
どちらでもない
どちらかといえば
はい
はい0
他クラス 実施クラス
図11

他クラス 実施クラス

実施クラスと他クラスにおける理科学習アンケートの結果- 95 -

授業実施クラスでは主体的な問題把握、納得のいく
学習経験の設問において肯定的な回答が多かった。
このことから、問いかけと気付いて学ぶ活動によっ

ウ

（％）
60
50
40

て、児童は主体的に納得しながら学べるようになっ30てきたといえる。

20

県平均
実施クラス
平均

10

生きた知識

0

既有の知識や経験と関連付けながら身に付けた学習内容が、別の文脈においても生きて働くかどうかを検証するために、授業実践２の後にやまぐち学習

方法１
図12

方法２

やまぐち学習支援プログラムの通過率

支援プログラムの過去問題を実施した（図12）。２つのビーカーに同量の水を入れ、片方の水だけに５ｇの食塩を溶かし、食塩水と水を判別する方法を答えるという設問である。方法には、蒸発乾固と重さの測定の２つがある。授業実施クラスの平均と昨年度の県平均を比較した結果、実施クラスの方が県平均より高い通過率であった。
このことから、問いかけと気付いて学ぶ活動が、学習内容を生きた知識として身に付けることに有効であるといえる。
３

研究のまとめと今後の課題
働きの異なる２つの問いかけと気付いて学ぶ活動を、問題解決の過程に位置付けたことで、児童は学習内容を自他の既有の知識や経験、考えと関連付け、納得しながら学ぶことができた。また、本時の学習内容に直結するものに加え、理科の見方や考え方として今後の理科学習においても生きて働くものを、毎時間の気付いて学ぶ活動で身に付けていた。この５分程度の活動に毎時間継続して取り組むことにより、問題解決過程全体が児童の主体的な深い学びへとつながっていったと考える。その結果、学習内容を断片的ではなく、適切に関連付けられた状態で身に付けることができ、別の文脈においても生きた知識として活用することができたと考える。
しかし、主発問に対して学習の最後に身に付ける学習内容と、気付いて学ぶ活動でつかむものとの間につながりがなく、２つの課題が併存しているかのような印象を受けることがあった。そこで、本時の学習内容を身に付けるために気付いて学ぶ活動が必要であること、つまり、気付いて学ぶ活動に必然性をもたせることが今後の課題として残る。この課題を解決するために、児童の思考の流れを大切にしながら学習過程を組むことはもちろん、気付いて学ぶ活動を展開する前に、活動に必然性をもたせる布石となる活動を仕組み、児童が考えたくなるような状況をつくっていきたい。

【引用文献】＊１ 国立教育政策研究所、『資質・能力を育成する教育課程の在り方に関する研究報告書１』、2015、p87＊２ 中央教育審議会、『教育課程企画特別部会における論点整理について（報告）』、2015、p8＊３ やまぐち総合教育支援センター、「深い学びの過程を通して科学的な概念の形成を図る理科指導法の研 究－生きた知識が身に付く小・中学校学習モデルの構築－」、2017、p4【参考文献】
・文部科学省・国立教育政策研究所、『平成27年度全国学力・学習状況調査報告書【小学校理科】』、2016
・文部科学省・国立教育政策研究所、『平成27年度全国学力・学習状況調査報告書【中学校理科】』、2016
・文部科学省・国立教育政策研究所、『平成27年度全国学力・学習状況調査報告書【質問紙調査】』、2016
・文部科学省、『小学校理科の観察，実験の手引き』、2011
・高野陽太郎、『認知心理学２ 記憶』、東京大学出版会、2011
・藤田哲也、『絶対役立つ教育心理学－実践の理論、理論を実践－』、ミネルヴァ書房、2011
・村山哲哉、『小学校理科「問題解決」８つのステップ』、東洋館出版社、2013- 96 -