食塩水が均一のままであることを納得させる授業の開発－小学校第５学年「もののとけ方」の指導を通して－
船橋市立塚田小学校 教諭
１

主題設定の理由

な か の

中 野

せ い じ

誠 二

（３）食塩の溶解を思考した児童の疑似体験

小学校学習指導要領解説理科編では、第５学

溶解の均一性の学習のまとめで、水溶液の中年の「Ａ物質・エネルギー」(１)の内容についの溶質がどのようになっているか、児童に表現て、「水溶液の中では、溶けている物が均一に広を促した。この活動は食塩水の中がどのようにがることにも触れること。
」と記載されている。

なっているか理解を深めることができるととも今まで中学校第１学年で学習していた溶解の均に、水の熱運動についても触れることができ、一性を小学校第５学年で学習することになり、その本質的な理解が深まる活動である。図1は児均一性の理解は必要不可欠となる。また、全国

童が行った活動の写真である。児童には食塩が学力・学習状況調査の理科の報告でも、氷砂糖

溶けると食塩と水がどのように食塩水の中で動の拡散についての問題の正答率は54.7％と溶液いているかを考えるよう促し、役割演技を行うの均一性についての理解が他の問題に比べて低よう助言した。児いことが示されている。これらのことから、溶童は自分たちで解の均一性の理解に手立てが必要であり、水溶「水が食塩をキャ液の均一性について説明ができる児童を育てるッチしている」とための指導法を明らかにしたいと考え、本主題いう考察を踏まえ、を設定した。

役割演技をするこ

２とができた。

授業の実際（１）スクラッチを用いた溶解の均一性の理解

３を促す粒子モデル

図１

児童の疑似体験

分析と考察
事前及び事後調査

溶解モデルとは粒子モデルの中でも食塩の溶において水溶液中の解が電離であることを意識させるため、水分子食塩がどのようになが食塩をキャッチしていくようにプログラムをっているかの回答を組んだものである。拡散のように水の分子が動回答類型に従って分かず食塩が移動しているようにすると、食塩の類し、結果をまとめ粒が隙間から落ちてくるのではないかという児た（図２）。この結果童がいたため、食塩を水がキャッチしている状から溶解の均一性の態を溶解モデルとして開発し、児童に提示した。

理解が深まっている（２）フローチャートを概観とするツールことが分析できる。

児童が自分の思考の流れを整理、可視化し、４

図２

事前・事後調査(N=151)

研究のまとめ共有し合うためのものとしてフローチャートを本研究を通して、食塩水の溶質が均一になっ概観とするツールを活用した。初めに、フローているということを約９割の児童が説明するこチャートを概観とするツールの表示方法を指導とができた。その中の約４割の児童がさらに、し、その後は自分で思考を整理しながらまとめ水が食塩をキャッチするという水和の考えを取るようにした。

り入れて説明することができた。

科学技術教育通巻232号(令和３年３月)－ 40 －

生物多様性の実感と学習意欲を向上させる教材・教具の開発－中学校第３学年「自然界のつながり」での実践を通して－
市川市立第三中学校 教諭
１

研究主題について

きよはら

ゆ た か

清 原

諭 高

（３）ベールマン装置

平成29年告示中学校学習指導要領（理科）にろうとの先にゴムチュー

おける目標では、「理科の見方・考え方を働かせ、ブを付けたものをろうと台

見通しをもって観察、実験を行うことなどを通にのせる。ゴムチューブのして、（中略）必要な資質・能力を育成すること先を折り曲げ、２つのピンを目指す」としている。しかし、本単元ではこチコックで止める。コケをれらの観察や実験があまり実践できていないよ

入れた茶こしをろうとの上うに感じていた。にのせる。上から水をコケ

図３ コケをのせた
ベールマン装置

そこで、本研究では土壌動物を、費用をかけが浸る程度加える（図３）。ツルグレン装置ではずに簡単に採集できる教具や土が採集しにくい出てこないクマムシなどを採集することができ地域で小動物が観察できる教材の開発を提案しる。

た。そして、それらの授業を実践することによ３

結果と考察
生徒がどのくらい観察活動に興味をもてたか、って、生徒が生物多様性の認識を高めることと理科への学習意欲が高まることの２点を目指し生物多様性を実感できたかの２点を検証するた

た。

めに、事前事後でアンケートを実施し対応のあ２るｔ検定を行った。質問は４件法（そう思う４

方法 （３つの教材・教具の開発）

点、ややそう思う３点、あまりそう思わない２（１）リターバッグ法
図１のようなネットの中点、全く思わない１点）で回答させた。にサクラの葉を１枚入れて表１ 検証授業前後の平均得点（N＝175）

ネットに釘を刺して地面に分類固定する。数週間後地面か・生物観察は好きら取り出し、重さや生物の・身の回りに多くの生付着などの変化を観察する。

物種がいると思う

授業前

授業後

ｔ値

2.68

3.04-4.4

＊＊＊

3.70

3.83-2.22＊

重さは１週間、生物の付着は３～４週間程度で・生物多様性は大切

3.37

3.54-2.17＊

結果を出すことができた。

・自然に関心がある

2.90

3.07

-1.99

＊

＊p＜.05 ＊＊p＜.01（２）ツルグレン装置＊＊＊p＜.001

ペットボトルを中央で二

表１より全ての項目で事前よりも事後の方がつに切り、上部を逆さに重統計的に有意な差が認められ、授業後に生徒のねる。
その上に土（約70ｇ）

意識が高まったことがわかった。

を入れたザルをのせ、上に４研究のまとめ使い捨てカイロを置く（図本研究で開発した３つの観察教材・教具を用

２）。下に色付きの寒天を置いた授業実践により、生物観察を好きになった

くことで観察がしやすくな生徒が増えた。また、生徒は生物多様性を実感る。

することができた。

－ 41 －

科学技術教育通巻232号(令和３年３月)

実社会との関連性を見いだし、生徒の意思決定を促す理科学習－「自然と人間」における関わりを重視した
印旛沼学習の教材開発－
佐倉市教育センター 指導主事１

研究主題についてた に の谷 野

けん研

質調査を行った。地勢図や河川環境の写真と合新学習指導要領では、前文、総則においてＥＳＤ（Education for Sustainable Development）わせ、印旛沼流域の環境を考察した。
（２）実社会と関連させた授業が教育基本法などと共に基盤となる理念として漁業、カミツキガメの防除、上下水道とのつ組み込まれた。中学校第３学年理科「自然と人ながりや洪水排水管理など、印旛沼を取り巻く間」の単元においても「持続可能な社会をつく環境保全、治水、利水などの各種事業におけるっていくことが重要であることを認識させるの自然と人間との関わりに着目した資料を作成し、がねらい」とあり、このねらいを達成するため各授業を展開していくようにした。に「科学的な根拠に基づいて意思決定させる場（３）問題意識を高め、意思決定を促す工夫毎時間、振り返りシートを活用することで、面を設けることが大切」とある。
ＥＳＤを進めていくには、地域社会の中に見い思考や認知過程の内化・内省・外化を促した。

だした問題を、地球規模の持続可能性と関連さ解決案を表現する際には、「見通しの輪」やスケッチブック型のホワイトボードを用いて思考せて指導を行っていく必要がある。
そこで、本研究では、印旛沼流域に住んでいの可視化を円滑にした。解決案の発表は、相互る生徒に、自分たちが住んでいる実社会への理評価をしながら聞き合い、最後に個人の解決案解を深めさせ、持続可能な社会の実現に向けたを再検討させ、意思決定を促した。

意思決定を促し、持続可能な社会の実現の重要

４

検証授業の分析と考察

性、特に、自然環境の保全意識を高めていける

学習前後の環境保全意識の変容を対応のある「自然と人間」の教材開発をしたいと考え、本両側 t 検定で分析した結果は、表１のようにな主題を設定した。

った。各要因において、0.1％の有意確率で向上２が見られた。よって、検証授業における環境保方法
本検証授業の有効性を明らかにするために、環境保全意識の変容を調査した。環境保全意識の規定要因と規定因子を定義し、各因子から印旛沼に対する環境保全意識の変容を調査する質問項目を設定した。本検証授業の事前、事後で比較し、環境保全意識の変容を検証した。
３

全意識の変容が示唆された。
表１

環境保全意識の各要因ごとの変容分析（N=94）
学習前
学習後有意確率
規定要因
平均
平均
（両側）
自然環境への認知2.73
3.34.000 ***環境問題への認知
2.83
3.36.000 ***環境配慮行動の評価
2.66
2.95.000 ***N.S.:非有意 *:p<0.05 **：p<0.01 ***：p<0.001

５

研究の具体的な内容

研究のまとめ本研究における検証授業から、自然と人間に（１）自然環境への認知を高めるための工夫
生態ピラミッドのモデル操作、土壌動物の観関わる問題意識が高まり、身の回りの自然環境察や微生物の培養実験を各班で行うことが可能と関連させた意思決定が促され、環境保全意識な教具を作成し、自然界の具体的なイメージをの向上が見られた。課題は、身の回りの自然環膨らませるようにした。

境と関連させた意思決定から科学的な根拠に基また、実際の河川水を理科室に持ち込み、水科学技術教育

通巻232号(令和３年３月)づく意思決定への変容である。

－ 42 －

第６学年「電気の利用」において風力発電を題材にして日常生活と理科学習との関連を見いださせる授業開発
銚子市立双葉小学校 教諭
１

主題設定の理由
小学校学習指導要領解説理科編では、日常生ついて調べる。
（モーターが回転すると発電する→モーターの分解→磁石とコイルから電磁を重視している。その中では、学習の成果を学習内容をより深く理解し、理科を学習することの有用性を感じたり、学習に対する意欲が増進したりすることが期待できると述べられて

ゆういち

裕 一

(1) ミニ風力発電機を動かし、発電の仕組みに活との関連を図った学習活動を充実させること
日常生活との関わりの中で捉え直すことで、

み ず た

水 田石の想起→簡易発電器の製作）(2) 主な発電所の発電方法、メリット・デメリットについて調べ、発表し合う。
(3) 現在、普及しつつある洋上風力発電の適地について調べ、気象や地形等の点から、銚子いる。

市がふさわしいことを理解する。

そこで本研究では、地域の素材である風力発電を単元に取り入れ、発電の仕組みを追究させ(1)により、児童は意欲的に問題解決をしてはることで、児童の発電に関する理解を深めてい新たな疑問をもち、その疑問を解決するためにく。そして、その学習内容が生活の中で活かさ再度思考する、といった探究する姿が多く見られたり地球環境に影響を与えたりしていることれた。また、既習の電磁石が発電に関係していについて理解させることで、日常生活と理科学ることに驚くと同時に、学習のつながりを実感習との関連を見いだすことにつながると考え、することができた。
(2)により、(1)で学習した発電の仕組みが本主題を設定した。
２

地域素材である風力発電を取り入れた指導

様々な発電方法に活用され、生活の中で活かさ計画と授業実践れていること、風力発電は環境に優しい発電方「電気の利用」の学習内容と日常生活や地球法であり、普及しつつあることを理解すること環境との関連性を強化するため、風力発電の特ができた。
さらに(3)では、風況／遠浅な海／雷・台風／徴を以下のように設定した。
①発電によって、生活に必要不可欠な電気をつくり出すことができる。
②簡易的なミニ風力発電機を用いることで、発電の仕組みを容易に確認することができる。
③再生可能エネルギーである風によって発電することで、ＣＯ２を排出せず、環境にやさしい。
④日本で普及しつつある洋上風力発電機の設置に適した場所が銚子市である。

洋上風力発電の適地について考え、その適地が銚子市であることを理解すると、児童からは驚きと喜びの声が上がった。
３

研究のまとめ本実践により、児童が日常生活と理科学習との関連を見いだすことができること、学習意欲や理科学習の有用性の認識、郷土を誇りに思う意識の向上を図れることが明らかになった。今これらの特徴を踏まえ、次のように「電気の利用」の指導計画を構成した。

送電線の資料を基にジグソー法の形態を用いて後は、さらに他学年、他の単元において、日常生活と理科学習との関連を見いださせる授業を開発していく必要があると考える。

－ 43 －

科学技術教育通巻232号(令和３年３月)

「電流とその利用」における有用感を高める授業の開発－教科等横断的な視点を取り入れた授業実践－
銚子市立銚子中学校 教諭
１

研究主題について

いせざき

伊勢﨑

さとし

慧

んだ付けなどを行わずに電子部品を接続するこ「電流とその利用」は、生徒の多くが苦手意とができる簡易型試作台である。抵抗の抜き差識をもつ単元である。電気の学習の問題点とししが容易であるため、豆電球の明るさやモータて、日常生活での活用例を学ぶ機会が少なく、ーの回り方の変化を瞬時に体感することができ概念と実態が結び付きにくいこと等があげられる。特に、並列回路においては、抵抗の数が増る。本研究では、「電流とその利用」の単元におえるごとにモーターの回り方の変化が明確に表いて、ＳＴＥＭ(Science Technology Engineering

れるため、抵抗の並列接続では電流が多く流れand Mathematics)と技術科の視点を取り入れたることを直接体験により理解することができた。

教科等横断的な授業を行うことで、電流の学習に対する有用感を高める効果が得られることを明らかにするため、学習レリバンス（学習の意
味や意義を感じているか）に着目し、授業実践を行った。
２

研究の実際

（１）学習レリバンスと教科等横断的な授業「子どもが学習にどのような意味や意義を感じているか」ということを「学習レリバンス(relevance)」という。学習レリバンスには、現在的レリバンス（面白感）と将来的レリバンス（役立ち感）の二つに分類され、学習動機とい図作製した回路作製板（３）授業の分析

う点では、現在的レリバンスが不可欠な条件で授業の前後において、情意面と認知面の変容ある。
（本田由紀「学ぶことの意味-「学習レリを測定する認識調査を実験群(83名)と統制群バンス」構造のジェンダー差異」『学力の社会学』(107名)に対して行った。分析の結果、実験群に2004年）そこで、教科等横断的な視点に立ったおいて、情意面が活性化することで、認知面の授業として、理科「電流とその利用」、技術科「エ向上も図ることができることを統計的に示すこ

ネルギー変換の技術」に共通する回路図に焦点とができた。

を当てた授業を展開する。回路図をかいたり、３研究のまとめ読み取ったりする場面を意図的に組み入れるこ

教科等横断的な視点を取り入れ、学習レリバとで、回路の構成を生徒が常にイメージして課ンスを重視した授業を実施したことで、電気の題に取り組むことができる授業展開を考えた。

学習に対する有用感を高めることができること（２）自作教具の作成が明らかとなった。また、電気の学習に対する現在的レリバンスを向上させるために、ミニ有用感が高まることにより、情意面が活性化さブレッドボードを用いた回路作製板を作製した。 れ、認知面の向上も図ることができることが示
ブレッドボードとは電気回路を試作する際、は科学技術教育

通巻232号(令和３年３月)唆された。

－ 44 －

地層学習における空間認識能力の育成に関する実践的研究－小学校第６学年「土地のつくりと変化」の学習によるパノラマ教材の活用－
たかまつ

芝山町立芝山小学校 教諭
１

研究主題について髙 松

ま さ と真 人を事前と事後に実施した。

学習指導要領解説理科編では「野外観察を主（２）検証授業の実施（全12時間）とした体験的な活動の充実」が示されている。

小学校第６学年「土地のつくりと変化」の単

しかし、先行研究では地学分野における野外観元においてパノラマ教材を活用した単元計画を察の実施率は非常に低いことが報告されている。 作成した。実験群におけるパノラマ教材の活用
野外観察が行えない場合、ＩＣＴ機器の活用が考が多くなされた授業を紹介する。

えられる。

○第１時

そこで、千葉県内を中心とした地層をまとめパノラマ教材を見て、ノートに気付いたことたパノラマ教材(図１)を開発し授業に取り入れや疑問等をまとめた。授業後の感想では、「とてれば、野外観察の疑似体験が可能になり、空間認も分かりやすく、本当に目の前にきれいな地層識能力が高められると考え、本主題を設定した。

があるみたいだった。」等、パノラマ教材のよさに関する記述が見られた。
○第２時
泥・砂・礫（れき）の違いを確認した後、山武市内の地層の様子をパノラマ教材で見たり、地層のサンプルを確認したりしながら柱状図を作成した。授業では、パノラマ教材の写真と地図１

層のサンプルを結び付け、地層の広がりとつな

パノラマ教材の一例(夷隅文化会館付近)

なお、「空間認識能力」と「パノラマ教材」の定義については、紙面に限りがあるので、総合がりを捉えることができた。
○第４時

教育センターＷｅｂサイトにおける本研究報告

千葉県内を中心とする地層を２か所パノラマ書を参考にしていただきたい。

教材から選び、地層のスケッチを描かせた。授

２

研究の実際

業後の感想では、「地層を作っているもの、広が（１）研究方法り方が分かった。」や「パノラマ教材が立体的にパノラマ教材の活用で児童の空間認識能力を見えた。」等の記述が見られ、地層の空間概念が高めることができるのかを検証するために、山捉えられた様子がうかがえた。

武市内小学校２校から実験群と統制群を設定し３

本研究では、パノラマ教材の活用により、空た。実験群では、パノラマ教材を活用した授業を実践した。統制群では、パノラマ教材の代わ研究のまとめ間認識能力が高まることが示唆された。

りに、写真や掲示物を用いた授業を行った。まなお、だれでもパノラマ教材を使えるようにた、両群において、地層のスケッチ、カラー粘Ｗｅｂサイトを立ち上げた。野外観察が難しい場

土による地層モデルの作成、柱状図の作成を取合や県内各地の地層を学習する場合は、下記のり入れた授業を実践した。さらに、実験群と統アドレスにアクセスしていただきたい。

制群の双方に、空間認識能力を検証するテスト－ 45 －

ＵＲＬ：http://chiso-panorama.info/

科学技術教育通巻232号(令和３年３月)

技術を関連付けて捉える見方・考え方の育成－カイコ飼育を軸とした照明器具の製作を通して－
し ら い

白 井

館山市立第三中学校 教諭
１

研究主題について生活や社会の中で行われるものづくりに様々な技術が関連している現状から、技術科の課題

りゅうた隆 太カランプシェードの製作

キ

照明器具の完成とまとめ（２）検証授業の分析と考察である生物育成の技術に視点をおいた融合題材

ア

技術を関連付けて捉える見方・考え方を開発することにした。この学習を通し、複数学習のまとめにおいて、製作に必要な技術の技術が関連してものづくりが行われているこのシステムをイメージマップで可視化することを理解させ、技術を関連付けて捉える見方・とで、様々な技術が関連を持ち、課題解決を考え方を育成したいと考え本主題を設定した。

積み重ねることによって製作品が完成できる

２

ことに気が付くことができた。加え、「ものづ研究目標
生物育成の技術を軸とした融合題材を開発し、くりを行うときに必要なこと」を質問したと指導法を工夫することで、生徒に生活や社会のころ、「いろいろな技術」、「多くの技術」が必中で行われるものづくりに、複数の技術が関連要であることにも気が付いた。このことから、して製作されていることを理解させ、体験から複数の学習内容を関連させて一つのものづく得た知識を広く社会に適応する技術ならではのりをすることにより、生活や社会の中で行わ見方・考え方を育成できるかを明らかにする。

れている「ものづくり」は、様々な技術が関３連をもち、積み重なることによって行われる

研究仮説（１）生物育成を軸とした融合題材を用いるこという見方・考え方が育成されたと考えられとで、生徒はそれが複数の技術によって製作る。

されていることに気が付き、生活や社会に役イ

立つものづくりに必要な技術の見方・考え方

技術をシステムとして捉える力の育成

製作品を完成させる過程において問題解決が育成されるであろう。

的な学習を行った。小課題群に分けての活動（２）融合題材を用いて、製作品を完成させるを行い、生徒は他者との協働的な学びを通し学習過程に問題解決的な学習を取り入れれば、て課題を解決することができた。この協働的

生徒は技術の知識・技能が関連することを理な学びによる課題解決の過程から、生徒は技解し、技術をシステムとして捉える力が育成

術の知識・技能の関連に気付き、技術をシスされるであろう。

テムとして捉える力が育成された。

４

５

研究の実際

研究のまとめ
融合題材を開発し、複数の学習内容を関連さ（１）指導内容
ア

作品から製作に必要な課題を発見する。

せて一つのものづくりをすることにより、多くイ

カイコ飼育の技術を関連付けて捉える見方・考え方が育成

ウ

設計と工程できた。今後も融合題材やその指導法についてエ

ＬＥＤを使った電気回路の製作研究をしていきたい。

オ

台座の製作

科学技術教育通巻232号(令和３年３月)－ 46 －