特集「新教科 理数」～理数探究基礎・理数探究の充実に向けて～「探究」を始めるためのヒント

こいずみ

千葉県立木更津高等学校
１はるひこ

小 泉 治 彦教諭

かを自分事として考える、あるいは野球のボー

はじめに「探究的な授業」をしなくてはならない、とルが曲がる原理を考えるというように、自分かいうと身構えてしまうのではないだろうか。生

ら疑問を持って一歩踏み込むことにより、勉強

徒にテーマを考えさせて、それぞれの方法で時がワクワクするような生きた学びに変わってい間をかけて調べて発表させる。どうやったらいく。

いかわからないし、第一、教科書の内容をこな

３

理科・数学・情報以外での「探究」「理数探究（基礎）」では、理科や数学のテーしながらとても時間が足りない…。
令和４年度から、高校において「理数探究基マに沿って、生徒が自ら設定したテーマに沿っ礎」および「理数探究」の授業が始まった。こて課題研究を進めていく。SSH 指定校や理数科

れらの科目では、「探究」として生徒が自ら設定をもつ学校においては、小泉（2022）など課題

した課題について調査し、検証する活動を行う。

研究の進め方についてのノウハウがまとめられまた、すでに「総合的な探究の時間」として普ている。この小論においては、それ以外の科目

通科も含めた全生徒を対象に「探究的な活動」

での探究について取り上げることとする。

が始まっている。ここでは、理科以外の授業、(1) 教科の枠にとらわれないテーマ選び

さらには学校行事や普段の生活の中で、いかに「総合的な探究の時間」では、どのようにテして探究をし、生徒自身の興味と能力を伸ばしーマを設定したらよいか。一つには、社会問題ていけるのか考えてみたい。

や話題となっていることからテーマを探す。

２

たとえば、環境、エネルギー、防災、経済、「探究」とは何か
筆者は中学・高校のころ、ブルーバックスな

子育て、福祉、ゲーム、スポーツ、音楽など。

ど、科学の本が大好きであった。なぜ教科書は

また、地域に目を向けて商店街の活性化や農水読む気が起こらないのに、このような科学の本

産業の現代化、地域交通の維持など身近な問題

は面白いのか。今考えてみると、教科書は「事を解決する方法を考えてみるなど、自由な発想

実」や「定説」が並んでいるのに対して、科学でアイデアを出してみる。企業や行政を巻き込の本の根底には、著者の興味と「なぜ」というんだテーマも面白い。Web による情報の収集や疑問があったからだと思う。

発信を駆使したり、教師や知り合いを頼って行「探究」とは、自分で疑問を見つけ、それを動したりしながらテーマを探させるのもよいだ

解く方法を考えて、調べたり実際に確かめたりろう。

しながら問題を解決していく学びのスタイルで(2) 教科の中でのテーマ選びある。普段の授業で学んでいる英語や歴史、文地理・歴史、国語、英語（外国語）、体育、芸学、物理の公式なども、探究としての学びとい術、家庭科などの教科におけるテーマ設定も理う視点で見ると勉強の方法が変わってくる。英科と基本的には同じである。授業の中で疑問に単語や歴史の年号の暗記はある程度必要だが、思ったこと、もっと知りたいと思ったことを書

それらの知識を使って、自分の気持ちを英語でき出させてみよう。教科書の知識をもとに、ニ伝える、歴史上の「○○の変」がなぜ起きたのュースや SNS の話題などを結び付けて、自分で科学技術教育通巻234号(令和５年２月)－ 2 －確かめさせる。学校には、教師という各分野ののものを作り上げていく活動（プロジェクト）

専門家がそろっている。該当する分野の先生に、はたくさんある。

自分の興味をぶつけてみるように、生徒に刺激

・修学旅行の事前学習や体験学習を与えていきたい。

・文化祭での出し物

４・体育祭での種目決めと当日の運営

授業の中での「探究」

・部活動の中での技術習得やメンタルトレー

まず、テーマ決めから調査・発表までの探究

ニング、など活動を毎時間行う必要はない。もちろん、授業の中でテーマ設定や調査・実験を含む探究活動

こうした活動の中で、OECD が Education2030が実施できればそれに越したことはないが、せラーニング・コンパスとして示す「責任ある行いぜい年間に１回か２回であろう。普段の授業

動をとる力」、「新たな価値を創造する力」、「対では、生徒の発問や教師の説明の方向性を変え

立やジレンマに対処する力」といった、今後のることで、生徒の中に疑問や興味を抱かせ、授社会で必要とされる資質を伸ばしていくことが業を主体的な活動に変えることができる。

できる（白井、2020）。

(1) 授業（教科書）の内容に疑問を持たせる

６

おわりに

三角形の内角の和は本当に180°か。いろいろ「イグノーベル賞」をご存じだろうか。これ試してみる中で、地球儀に描いた三角形には成は、「人々を笑わせ考えさせた研究」に与えられり立たないことに気付く。
水は100℃で沸騰するる賞で、2022年には「ノブを回すのに最適な指か。実際にやってみたら「98℃、96℃、96℃と、の数」についての研究で日本人科学者が受賞し３回とも100℃にはなりませんでした」（清、た。過去には、股の下から覗くと物が平面にな

2002）。なぜ、どうして、本当か、など批判的にって小さく見える効果や、バナナの皮はなぜ滑

教科書を読み直してみることで自分だけの探究

るかという研究なども受賞している。
このように、普段の何気ない疑問や現象を科が始まっていくだろう。

学的な手法で探究していくことは、単に楽しい(2) 生徒への発問の仕方を変える「○○がわかるか」ではなく「なぜ○○なんだけでなく科学の方法を身に付けるうえでとてだろう」、「○○との関係は？」と問うてみる。

も有効である。探究活動をしたら、ただ「楽し「○○するにはどうしたらいいか」など、正解

かった」で終わってしまうのはもったいない。

のない問でもよいだろう。

探究で得たことを授業や受験を始めとする他の(3) 他単元、他科目、他教科との関連を考える

活動に活用できるように、仮説を立てて検証し、生徒の中には、理科の中の物理、化学、生物、

また新たな活動につなげていけるような科学的

地学は全く別の内容だと思っている者がいる。

探究能力を育てていきたい。

試験が終わると、その単元の内容は終わったと考えてしまう者もいる。他教科も含め、それら参考文献

が全てつながって自然、社会を形成しているこ

小泉治彦（2022）「理科課題研究ガイドブック第４版」千葉大学先進科学センターとを、教師が語ってあげよう。
こうした授業の中で、生徒は「探検」をする

白井

教育の未来」70-74頁、ミネルヴァ書房

ようになる。それによって、英単語や歴史の年号を暗記する意味を理解し、それらを活用して俊（2020）「OECD Education2030が描く

清

課題を解決するための主体的な学びにつなげて

邦彦（2002）「女子中学生の小さな大発見」
121頁、新潮社

いくことができる。
５

学校活動の中での「探究」
学校におけるいろいろな活動の中で、解決方法を考えて行動し、みんなで協力しながら一つ－ 3 －科学技術教育通巻234号(令和５年２月)

特集「新教科 理数」～理数探究基礎・理数探究の充実に向けて～

高大「接続」に向けて

か ん の

千葉県立船橋高等学校
１

教諭

ゆ う じ

菅 野 裕 司に付けることができるという仮説を立てた。そはじめに
本校は、スーパーサイエンスハイスクール

こで、高校と大学で一貫した観点で指導できる（SSH）として、平成21年度から２期10年間のよう、
ルーブリックの開発を行った。
はじめに、研究開発を終え、平成31年度に第３期の指定を高校コーディネーター（各校２～３名の調整役）

受け、本年度は、４年目の研究を行っている。

が、それぞれの高校で使っていたルーブリック

さらに、第３期においては、科学技術人材育成

をつき合わせて、１つのルーブリックにまとめ重点枠の事業として、全国唯一の指定となる高るために議論を行った。各校これまでの実践か

大接続の取組を実施している。これは、本校をらルーブリックの観点を調整する作業は一筋縄

幹事校として、
県内 SSH 指定の県立５校（船橋、ではいかず議論に大変な時間を費やしたが、ど柏、佐倉、長生、木更津）と千葉大学で、コンのような資質が科学技術系リーダーに必要かとソーシアムをつくり、「グローバルなプロジェク

いう視点から、「観察・体験からの問い」、「定量

トを牽引する次世代型科学技術系リーダーの創的な実験・考察」などポイントとなる観点を絞出」をテーマに進めている事業である。本稿でり込んだ。さらに、千葉大学の教員も、このルは、高大接続の取組を中心に、探究的学びの実ーブリックをもとに評価を行い、試行回数やデ践について紹介する。

ータの信頼性・再現性などを確かめながら、大２学が求める観点を踏まえてルーブリックの修正

本事業が目指すもの
これまでも SSH の取組により、優秀な科学技を重ねていった。こうして、目指すリーダー像

術系人材を育成してきたが、一方で、国際社会へのロードマップとなるルーブリックを高校とに通用する科学技術系リーダーをどのように育大学が協働で開発を行うことができた。

成するかは SSH のみならず我が国全体として課題となっている。そこで、自らイノベーションを創出し、かつ国際的なリーダーとなれる人材の育成を目指し、以下の２つの能力を身に付けることが必要な資質であると仮説を立て、研究開発を行った。質の高い課題研究を通じて、地球規模の諸問題を解決できる「自立した研究力」と、世界を舞台に戦うための「グローバルコミュニケーションスキル（GCS）」である。優れた
人材の早期発掘とトップ人材育成のためのプロ
セスを高大協働で研究開発することを目標とした。
３

高校と大学の協働によるルーブリック開発
本研究では、質の高い課題研究を高校・大学間で継続して実施すれば、自立した研究力を身

科学技術教育通巻234号(令和５年２月)－ 4 －

図１ 「自立した研究力」ルーブリック （一部抜粋）

４

取組を通じて、定期的なプレゼミが生徒の研取組内容の紹介 ～「プレゼミ」～
取組の柱となるのは、大学の研究室で行われ究のモチベーションに繋がっているとともに、ているゼミを模した「プレゼミ」である。プレ論理的に研究を分析する力や説明する力が身にゼミでは、生徒は自身の課題研究について、そ付いたと感じている。

の分野を専門とする大学の教員から、継続的に研究指導を受ける。プレゼミは２か月に一度、対面もしくはオンラインで開かれる。本年度の第１回プレゼミは、千葉大学を会場として「研究テーマの設定」という内容で実施した。その後の課題研究を継続的に指導するにあたって、
ディスカッションの際の壁を取り払いたいと考え、顔を合わせて議論を行った。課題研究にお図２

いて、テーマ設定の難しさが課題の一つとなっているが、大学の先生から、「なぜそのテーマ・

５

課題に取り組むのか、そこから繋がるモチベー

プレゼミの様子（研究内容の説明）

高大接続の意義
今年度で高大接続の事業は４年目を迎えた。

ションが大切である。
」などの助言をいただいた。 本事業に１年目から参加している生徒が、今春、また、「テーマ設定は大学生でも大変。自分のや大学に進学した。２年次に選抜された33名の生

りたいことをやることが重要だが過去のものと徒のうち、８名が千葉大学に進学し、４名が継全く同じだとつまらない。うまく調整しながら続して本取組に参加している。大学生と高校生

自分の観点を入れていくことが重要。
」などの、が交流する講座もあり、課題研究に取り組んだ

これから研究を進めるにあたっての心構えをい先輩として、研究内容や苦労話をするなど、こただいた。生徒の感想にも、「研究の目的を明確れまで培ってきた経験が後輩に受け継がれていにし、その目的を達成するために必要なことはく場面もみられた。今後、大学生は早期の研究

何か考え、そこから実験方法を考えることが分室配属など、先進的な取組を行っていく予定でかりました。
」といった、何のために研究を行うある。

のか、それをどのように検証していくのかとい

本事業では、学年・学校といった様々な壁をう研究の根幹の部分を実感したようであった。

取り払い、科学技術系リーダーとなる人材の育

これらは、高校のカリキュラムの中では、十分成方法を探ってきた。育てたい人物像についてに指導しきれていない部分でもあったため、高は、何度も、議論し合い、深めてきた。また、

校の教員にとってもテーマ設定の重要性を見直

大学とも課題研究の指導について、指導法の擦す機会となった。このような大学と高校の「指り合わせ等、これまでなされていなかった議論

導のずれ」を解消するために行われるのが、「ワを行った。科学技術系リーダーの育成に向けて、ーキンググループ」である。これは、プレゼミ「コンソーシアム千葉」として目指す方向を一実施後に行われ、高校教員と大学教員が参加し、つにし、共同のルーブリックや、一貫した指導

次回プレゼミまでの研究の進め方について相談システムのもと、継続した研究指導を行い、高の場となっている。このワーキンググループで、大接続のあり方のモデルケースをつくることが検証方法について議論するなど、高校教員の課できた。

題研究の指導力向上にもつながっている。第２

本事業を実施するにあたり、多大なる御指導、回以降のプレゼミでも、プレゼン形式で研究内御鞭撻をいただきました文部科学省、国立研究容を説明し、実践的なアドバイスを受けるとい開発法人科学技術振興機構、千葉県教育委員会、う活動を継続して行い、年間のまとめとして、

運営指導協議会、関係大学及び関係企業をはじ研究スライドや発表ポスターを作成している。

め、多くの関係者の皆様に感謝を申し上げます。

－ 5 －科学技術教育通巻234号(令和５年２月)

特集「新教科 理数」～理数探究基礎・理数探究の充実に向けて～

理数探究基礎の導入と実践～普通科における理数の導入～
きたがわ

千葉県立千葉東高等学校
１

はじめに

教諭

てるひろ

北 川 輝 洋(2) 手をかけない＆失敗できる場として

新教育課程の編成において、本校職員対象「本「既習事項はあえて説明しない」「操作や手法校生徒に不足していると感じる力」についてのが誤っていても危険を伴わない場合を除き直接

アンケート調査を実施した（図１）。多くの職員

指摘しない」「できるだけ自分たちで誤りに気付が「自分で課題を見出す力」「主体性」「思考力」

かせてその対応を自分たちで考えさせる」よう「表現力」を挙げた。学習意欲は高く、与えられに取り組ませることにした。

た課題には積極的に対応できるが、自ら課題を(3) 実験を通した課題研究

見出したり、未知の事象に対応したりすること

実験を中心にした探究活動に向けて、実験→には消極的である、といった本校生徒の特徴が結果→結論→課題発見の要素を含む実験ワーク

浮き彫りになった。改めて探究活動の必要性をシートを、物理・化学・生物の担当科目ごとに共有することができ、具体的な議論が始まった。

工夫しながら作成した。生徒は実験ワークシー
トに従い各実験に取り組ませた。また、研究倫
理や手法、報告書の作成など基本的な事項は教科書を使用した。
(4) 学級単位・ティームティーチングの実施
理科の教員３＋学級担任１の計４名で編成した。実験中心に展開をするため実験室の使用が図１条件となる。学年同一時間には実施できないた

本校生徒に不足していると感じる力

令和４年度入学生から、１年次理数探究基礎

め、クラス単位で実施できるよう時間割の中にで理数の内容を扱いながら探究活動の基本的な組込み、さらに各実験教室の使用の調整を行い事項、２年次の総合的な探究の時間で自由研究ながら実施している。

論文作成、３年次の総合的な探究の時間で進路(5) ２年次の探究活動との連携

選択・決定の時間を大枠とした。さらにこれま２年次では各自のテーマに沿った探究論文をで本校の総合的な学習の時間に使用してきた作成することになっている。１年次で報告書作「東雲プラン」(自作テキスト)は LHR 等を活用成の手法を身に付けさせることも重要な位置付

して継続利用することになった。

けとなっている。

２

３ 主な実施内容

本校での理数探究基礎の位置付け(1) 顕微鏡を用いた観察(1) 理数探究基礎と理科との区別
各科目の授業では学習内容を重視した横並び①スギナの胞子の観察の指導を中心に行なっている。理数探究基礎で顕微鏡を正しく使い、スギナの胞子とそのは課題発見・課題解決・協働を重視し、複数の動きを観察する。なぜ胞子は動くのであろう

考え方がある課題を設定し、生徒の思考力や判か、その説を証明するための方法を考える。

断力、表現力などを育成するという目的を明確②人工池の水中微生物の観察見られた微生物の種類や数を分析する（図２)。

にした。

科学技術教育通巻234号(令和５年２月)－ 6 －②機器を正確に扱えず、正しく計測ができな(2) 体積の計測

い。誤りに気付いた生徒は自主的に再計測し①密度と物質同定
未知物質の質量・ていた。機器と慎重に向きあうようになった。

体積の計測値から密③同じ測定でも測定値の桁数が異なる場合、どうすべきかを考えるようになった。

度を求め、何かを同定する(図３)。

④結果をまとめる表を作成させることで、そ図２ 顕微鏡で微生物を探す様子②飲料水の滴定曲線の後の計測に工夫が見られるようになった。

清涼飲料の滴定曲⑤外部講座への参加生徒が増えた。従来外部

線作成・分析する。

講座の案内をしても、興味はあるが忙しさを(3) 速度の計測と重力理由に、参加生徒はわずか数名の状況であったが、理数探究基礎を実施した令和４年度の

加速度
図３ 体積を測る様子

複数の方法で自由落

１年生は、40名ほどが外部講座へ参加した。
(2) 担当教員の感想

下運動における速度を計測し、重力加速度や①同じ理科の教員でも科目が異なると、いつ、計測の誤差の原因を考どの分野を､どの程度の進度で、展開されてい察した（図４）。

るのかを知らない。今回理数探究基礎を展開

図４ 落下運動の速度を計測する様子することで教員同士の情報交換が密になり、(4) 報告書の作成

有効数字の扱い方、グラフ作成、機器の扱い

生徒は１年間の取組を成果報告書として作成
し、３月に提出することとした（表１）。報告書方など、共通認識することができた。

の内容は、理数探究基礎で取り組んだ探究実②教科の授業では時間をかけられず省略して験・参加した高大連携講座に関連した内容・各

しまう、顕微鏡の操作、器具の原理、実験計

自の自由研究のうちから、各自でテーマ設定を画の立案、などに時間をかけてしっかり取りした。

組ませることができた。

表１

令和４年度

理数探究基礎③課題解決に向けて生徒同士で話し合い、課

年間計画

テーマ[要素]（全 30 回）
オリエンテーション（１回）
探究１ 顕微鏡を用いた観察（８回）①スギナの胞子 ②微生物
[知技(顕微鏡操作)・思判表(実験計画,論述)]

実施時期

題解決に向けて取り組んでいる姿を目の当た

４月

りにし、改めて探究的な活動の意義を感じた。

４月５月
６月11月

④これまでは教え込み過ぎていたのではない

ネット検索と研究倫理（２回）

５月

探究２ 体積の計測（４回）①密度 ②滴定曲線

６月

かと反省する。教科の授業にも探究的な取組を導入していこうと思う。
(3) 問題点
理数探究基礎の担当教員は、科目が１つ加わ[知技(計測,有効数字)・思判表(グラフ,論述)]るため、負担増は否めない。観点別評価の導入、探究３ 速度の計測と重力加速度（６回）[知技(計測,有効数字)・

ワークシートの評価規準作成、教材の吟味、考10月11月査問題の作成、と複数の担当者が毎週のように思判表(グラフ,実験計画,論述)]

前期期末考査・後期中間考査（２回）

９月•12月

教科会議を重ねて進めている。

報告書の作成（６回）

１月•２月

５

理数探究報告会（１回）

３月

４

まとめ
千葉東高校では生徒の主体性や問題発見能力

理数探究基礎の現状の育成を強く意識し、理数探究基礎を導入した。

(1) 生徒の変容

初年度であり改善すべき問題も多いが、学校生①最初３時間かけても約半数の生徒が顕微鏡活の中で生き生きと取り組める場面の一つとしで何も見つけることができなかったが、11月にて、充実した探究活動の実践に向け職員一丸ではほぼ全員が顕微鏡を自在に操っていた。

取り組んでいきたい。

－ 7 －科学技術教育通巻234号(令和５年２月)

特集「新教科 理数」～理数探究基礎・理数探究の充実に向けて～探究学習を軸とした学校体制づくり

宮城県仙台第三高等学校
１

教諭

わたなべ

あつし

渡 部

敦

スキルだけでは対応できないテーマが多く、外これまでの取組
本校の SSH 活動において，第Ⅰ期では理数科部の専門機関との結びつきが重要となる。そこ

１～２学年（80名×２学年）を主対象とし、課で地域コミュニティ、大学・企業との連携を拡

題研究を軸に複数の SSH 学校設定科目を基盤と大し、地域課題解決のための支援や最先端研究した多彩な理系課外活動の展開により、科学的の意義を理解し、探究活動に役立てた。③ではな探究力を育成する取組を中心に行った。第Ⅱグループで実践した探究活動を通じて得られた

期では、主対象を全校生徒（960名）に拡大した。

各個人の学びを論文にまとめることで将来的に拡大に伴い、指導体制の再構築が不可欠となり自分がどのように社会で貢献できるかを考える

旧来の校務分掌に加え全職員が「プラス一役」

契機となり、キャリア教育の一環としての効果を担う SSH-授業づくり研究センター（以下「研も見られた。また専門機関のみならず宮城県内

究センター」と表記）を組織し、第Ⅰ期で培っ外の高等学校と直接あるいは Web を生かしたた育成の方法論を発展させながら、サイエンス

意見交換やデータ共有などを通して交流を深め

リテラシーとグローカルな視野と視座を併せ持た。地域間の差異を実感することで地域課題をつ、サイエンスリーダーの育成を実現した。今より客観的に分析することができるとともに、

年度より第Ⅲ期の指定を受け、「三高型 STEAM

同世代の高校生から良い刺激を受け、さらなる教育」の研究開発、「尚志ヶ丘フィールド」とよ研究への動機づけに繋がった。
「SS 探究」の開ばれる地域や外部機関との連携を進めている。

発・実施により，生徒の自己評価において、

２

普通科における探究活動の普及と成果「科学する力」と「自在な力」の向上が確認で普通科においては第Ⅰ期に希望者を対象としきた。また、普通科の探究活動が活発化し、のた SSH 事業の参加を促したが継続的な取組とし

べ発表人数が年間130人以上増加した。この結果、ては不十分であった。そこで探究活動を充実さ

両学科の外部発表への参加人数が448人と３倍せるために第Ⅱ期では「SS 探究」を学校設定科に、発表件数が120件と５年間で５倍に増加した目として設置した。これまで理数科で培われた(図１)。

手法を参考に指導体制、実施内容等を新たに構築することで SSH 事業で培われた理数科の課題
研究の手法を普通科の探究活動に拡大していった。実施内容として①探究的スキルの習得・課
題設定、②探究活動・外部発表、③研究論文作成である。①では課題設定の方法やデータ分析の方法のほかに外部からの講師をよび、ESD の考え方や、国連ユネスコ本部職員からの講演、
模擬国連活動等、グローカルな視野・視座を育成するためのプログラムを実践した。②では班を編成して実際の探究活動を実施した。教員の科学技術教育通巻234号(令和５年２月)

－ 8 －

図１

外部発表の推移

３いる。この活動を通して批判的思考力や科学的授業改善の取組と教科等横断的な学び
探究的な学びは STEAM 教育で述べられていな理論に基づいた表現力が養われた。

るとおり、現代社会の複雑に関連する諸課題に

教科等横断的な授業は学校設定科目のみならついて各教科・科目等の知識や考え方を統合しず各教科担当がこれまで実践してきた PBL（問ながら創造的に解決しようとする資質・能力を

題解決型学習もしくは課題解決型学習）が土台養うものである。よって探究的な学びはそれ単になっている。論理的思考力、教科横断的なも独で成立するものではなく各教科・科目等の特のの見方などがあらゆる授業で育成され、探究性を生かしたカリキュラム・マネジメントが必活動に集約されながら学びの質を高めている。

要となる。本校では第Ⅲ期で「三高型 STEAM

４

探究学習を実施するための学校体制づくり

教育」の開発を掲げているが、教科等横断的な研究センターは課題研究や探究活動の充実は探究的な学びを各教科で実践することで探究活

もとより、授業改善や授業法の研究・開発を実動の充実を目指している。

践するための研修機関としての役割も果たして

例えば理数科で実施されている「SS 英語表現いる。本校では毎年授業に関するテーマを掲げ、Ⅱ」や「SS プレゼンテーションスキル」では課全職員対象の研修を実施し、教育理論の理解、題研究の内容を英語で発表し議論するスキルを

授業実践の共有、授業法に基づくディスカッシ

養っている。この過程では東北大学の Global

ョン等を行っている（図２）。教科・経験年数をLearning Center と連携し、年間９回に及ぶセッ

またぐことで教科の枠にとらわれない柔軟な発ションを実現した。最終目標は台湾師範大学付

想を育み、相互に刺激しあう関係性が生まれて属高級中学とのポスターセッションであったが、 いる。そのため授業方法や評価の改善と共有化
コロナ禍以降はマラヤ大学とのオンラインセッにつながっている。

ションを代替とした。英語の４技能を獲得する
のみならず、多国籍の学生に対し研究内容を的確に伝えるためには研究の視点や手法の再確認が必要となり質疑応答を繰り返すことで課題研究自体も洗練されるようになった。また ICT 活用の普及に伴い、これまでにない活用も実施できた。例えば、Google サイトを利用すればお互いに時差などを気にせずにファイルのアップロードや意見交換等ができ、課題研究をとおして国際理解を深めるきっかけともなった。

図２５

校内研修の様子

今後の課題

他にも今年度より理数科、普通科ともにデー

課題研究や探究活動の学習の評価については

タサイエンスを学校設定科目として設置し、数複数の指標を用いて総合的に行っている。しか学的知識・技能を実社会で活用していくためのしこれらの研究・活動が進むことで自己評価の情報活用能力を育成している。これまでの探究

項目が低下する傾向が散見された。これは進行

活動では課題発見能力の向上が確認できたが、過程で自己肯定感、いわゆる力不足を実感した

課題解決に至るための仮説や実験結果を生かす

ことが要因として考えられる。今後形成的評価ための根拠資料が不十分な場合も散見された。

を工夫する研究を行う必要がある。

そのため仮説検証のための実験・調査方法、得また外部連携が増えていくにつれて、教員がられたデータの分析方法や情報選択能力の育成

対応できる量にも限界がある。
大学、
研究機関、

を目指している。授業では数学の統計分野を学

企業、地域とのコンソーシアム型機関を構築し、びつつ、身近な社会データを分析して得られた生徒が外部と繋がることができる仕組みが必要

根拠を示しながら、ディスカッションを行ってとなっている。

－ 9 －科学技術教育通巻234号(令和５年２月)

特集「新教科 理数」～理数探究基礎・理数探究の充実に向けて～

千葉県庁で実施している測量業務について～ドローンを活用した測量技術の紹介～
ほそかわ

千葉県商工労働部産業振興課 技師
１のりよし

細 川 哲 義産工場や畜産農家などから排出される産業廃棄はじめに
測量とは、専用の機器を使用して地形の高低物が適正に処理されているか監視する業務を行

差や距離を計測した値を座標で管理することでっている。廃棄物の量や建設現場から発生したある。測量で得られたデータは、最終的に土地残土を測量するために測量用のドローンやトーの形状を把握するための図面作成で使用する。

タルステーションを使用している（図２・３）。

通常の測量では光の波長を観測する応用技術を用いたトータルステーション（図１）を使用する。この技術によって建物や道路の工事現場で設計図面のとおりに出来ているのかを確認することが出来る。一方でトータルステーションの扱いには現場の経験や測量の知識が必要である。また実際の測量を行う上で人員の確保や作業時間が長時間になるなどの制約される条件がある。
この条件を改善したのが、近年普及し始めたドローンによる測量である。人員は操縦者のみ

図２

測量用ドローンで短時間で測量が可能である。千葉県庁でも実際に、ドローンを導入して現場の測量を行っている。

図３

トータルステーション

これらの測量機器は県の管轄している道路、
河川、橋、公共施設でも測量の分野で活躍している。特に、ドローンは高所作業が含まれる保図１

２

守点検業務や、人の立ち入りが困難な地形の調トータルステーションを使用した測量査で実用化の可能性があり、費用削減と安全性

千葉県庁で使用している測量機器
以前、私が所属していた廃棄物指導課では生

科学技術教育通巻234号(令和５年２月)の面で力を発揮している。

－ 10 －

３

ドローンによる測量の特徴

４ドローンの活用が期待される業界

ドローン測量は上空で投影した画像を専用のドローンによる測量に対する高効率化は前述

アプリケーションに取込み３次元化画像に処理の通りであるが、その他の業界においてもドロすることが出来る（図４、図５）。撮影した画像ーン技術の活用が期待されている。

を数十万以上の点の集合体として画像解析し、物流業界においてはより早く、効率的で、環各点に座標値（Ｘ、Ｙ、Ｚ）を与えることで３境にも優しい輸送手段として注目されている。

Ｄ画像に変換される。

宅配システムをドローンにシフトした実証試験

ドローン測量の現場飛行では、操縦の方法が手動と自動の２種類が可能である。自動設定にがニュースでも取り上げられるなど大手企業の多くが興味を示している。

より誰でも操縦が可能となり、10～20分程度の建設業界においてはインフラ整備や公共施設

飛行時間で測量作業が終了する。また、図面のなどの保守点検を行う上で、深刻化する人材不作製においては専用のアプリケーションにより足を補う新たな技術として期待されている。特自動で行うため人力による編集は少なく、全体に高所、狭小空間で活用可能なドローン技術はで１日あれば完成する。トータルステーション

最適なものであると考えられる。

を用いた場合は少なくとも現場の測量に半日～農業においては人手不足が深刻である中でロ１日かかり、図面の作製に２日～３日程度必要

ボットを活用した先端技術の取組として、新しであることから考えてもドローンによる効率はい農業スタイル「スマート農業」と言うワード大きい。

が最近のメディアで取り上げられている。実際

ただし高圧電線の周辺など一部の環境ではドにはドローンで薬剤散布や上空撮影した画像を

ローン測量が行えない場合もあるため、トータ

解析し農作物の育成状態を管理するなど、人手

ルステーションも適宜利用しているのが現状でと時間を要していた作業の代用が可能であり、ある。

業界への広がりが期待されている。
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おわりに人々の身近な生活環境において、多岐に渡り活躍の場があるドローンの開発は日々進化を遂げている。一方で、法律や倫理の問題は整備が後手になっている現状がある。更新される情報や法律をしっかり理解し、適正な使用を心がけることで、ドローンによって我々の生活が豊かになることは間違いない。
図４

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ドローンを使用した測量

ドローン測量で作製した３Ｄ図面（サンプル現場）－ 11 －

科学技術教育通巻234号(令和５年２月)