理科のねらいを達成するためのプログラミング教育
小学校第６学年「電気の性質とその利用」における授業実践
古河市立大和田小学校

教諭

谷田部 幸愛キーワード：プログラミング教育，理科，問題解決の力，論理的な思考力，MESH

小学校

実践の概要

２．実践内容本校が、教科のねらいを達成するためにプログラミン

2.1 第６学年理科「電気の性質とその利用」
第６学年理科「電気の性質とその利用（プログラミン

グ教育を取り入れて５年。本実践は、第６学年理科『電分類 A－②）
」では、電気を作ったり、蓄気の性質とその利用』において、「問題解決の力」と「論グ教育の手引理的な思考力」を育むために、アンプラグドと「MESH」えたり、変換したりできることを学習する。それらの学でのプログラミングの両面から授業に取り組んだ。

習の発展で、エネルギーの有効利用の観点から、電気の１．目的・目標効率的な利用について考えることを目標としている。そ(1) ICT 活用の目的

こで、タブレット端末や「MESH」を活用し、センサー

本校は、児童数 77 名と古河市内で一番小さな学校であを用いた通電制御のプログラミングを取り入れ、思考をり、素直で、落ち着いて生活できる児童が多い。しかし、可視化した。そして、既習事項を活かして、「電気を効率指示されたことは一生懸命に取り組むが、自分で考えをよく利用するシステム」を順序立てて考える授業に取り書いたり、友達に説明したりすることは苦手である。そ組んだ。本実践では、コンピュータを用いずにプログラ

こで、ICT を活用した授業改善を行い、児童が論理的にミング的思考を学び、プログラミングの基礎を固めるこ

考え、より妥当な考えを表現したり、根拠を明らかにしとができるアンプラグドプログラミングを基盤とし、セて説明したりすることで、理科のねらいの達成と情報活ンサーを用いて通電制御をプログラミングできる用能力の育成を図り、児童がこれからの時代を生き抜く「MESH」を活用することで、アンプラグドと「MESH」力を培っていけると考えた（図１）。

でのプログラミングの両面から学習を進めていった。

(2) 教科のねらいを達成するための取組

2.2 システム作成のためのスモールステップ

理科でプログラミング教育を位置付ける際には、教科での学びをより確実にしたり、プログラミング的思考を育成したりするために行うことが大切である。
ねらいの達成のため、プログラミン
グをツールとして取り入れた。

図１

目指す児童が育つ過程【本時の学習内容】●指導目標／電気を効率よく利用するシステムについて友達と話し合う活動を通して、電気の効率的な使い方について考えを深め、より妥当な考えをつくりだし、改善することができる。
●評価／電気を効率よく利用するために、より妥当なプログラムを作成し、改善することができる。
【指導略案】●単元指導計画（全体時間 12 時間、学校裁量の時数 2 時間を含む）(1)裁量 MESH を使い、身の回りにあると便利なものを考える。
（２時間）(2)第一次 つくる電気・ためる電気・電気の使われ方など（５時間）(3)第二次 電気の効率的な使い方（５時間）
・センサーを使っている道具があることに気付く。
・電気を効率よく利用するシステムを考え、プログラミングする。
・電気を効率よく利用するシステムについて話し合い、改善する。
・電気を効率よく利用するシステムをプレゼンテーションする。
●本時の目標と展開 平成 31 年２月 児童数 13 名
理科：電気の効率的な使い方について考えを深め、改善できる。
ICT：目的や意図したことに対しての手順を考察し、改善方法を考えることで、さらによい方法を追究する。

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図２
学習活動
課題の確認：
グループで考えた電気を効率よく利用するシステムをよりよくしよう。
ポスターツアー：３人でそれぞれのグループを回り、話し合う。
システムの改善：
ポスターツアーで得た情報をもとに、改善する。

５つのスモールステップ

子供活動
電気を効率よく利用する方法や必要性について再度考え、本時の見通しをもつ。
自分のシステムを説明する。一人一人が課題意識をもって話し合う。
トライアンドエラ
ーを繰り返しながら、イメージした動きに近づけるようにする。
発表：
改善の目的や方法改善したところを を発表する。
発表する。
考えが広がった
まとめ・振り返り： り、深まったりし本時の授業を振り た こ と を 振 り 返る。
返る。

指導上の留意点「電気を効率よく利用するとは？」「なぜ効率よく利用するのか。」について再度おさえる。
話合いの観点を「電気を効率よく利用する」に絞って進めるように助言する。
ホワイトボード上のどの部分の改善かを明確にし、手順や命令の組み合わせを意識できるようにする。
改善前と改善後を大型ディスプレイに映し、発表する。電気の効率的な利用について振り返るよう助言する。

電気を効率よく利用するシステムを作成するために、５つのスモールステップを設定した（図２）。

グラムを直すのではなく、まず、ホワイトボード上に改善点を赤で加筆し、改善の見通しをもった。そして、見１番目に、構想シートの作成である。システムを作ろ

通しをもったうえでタブレット端末上のプログラミング

うと思った背景や願いを書いたり、システムが使われてを修正し、正しくプログラミングできているかを確かめいるイメージ図を描いたりした。図２のグループは、熱た。

中症が不安視された年であったことから、休み時間に校

2.3 授業を終えて児童は、「MESH」を活用し、課題解決の手段を考える

感センサーが反応して、温度センサーが外気温を計測し、ことができた。既習事項を基に筋道を立てて考える中で、一定以上であると、昇降口の扇風機が回る「暑いときにどのような順序がよいのか、動きや条件をどのように組み合わせるのが効率的なのかなどの試行錯誤をして、改は扇風機」というシステムを考えた。
２番目に、言葉でのプログラミングである。先ほど考善することができ、プログラミング的思考を高めることえたシステムを、筋道を立てて、順序通りに並べていく。

ができた。また、それぞれが考えた「電気を効率よく利矢印でつないだり、条件分岐をして二股に分かれたりす用するシステム」について友達と話し合うことで、相手るようにホワイトボードに書いていき、思考を可視化しが理解できるように筋道を立てて話をしたり、言葉や図ていく。に表現したりする能力が育った。さらに、児童が自分た

３番目に、「MESH」付箋を利用してプログラミングをちの地域や日常生活に目を向けてセンサーを活用したシ行う。実際に、「MESH」の中のアイコンと同じ付箋を用ステムについて考えることを通して、SDGs（持続可能ないることで、より具体的に考えることができた。アイコ社会）の視点に立ち、よりよい社会を築いていこうといンで命令する際には、具体的な数値を入れたり、どのよう思いを高め、意欲的に活動することができた。

うな反応をさせるか考えたりするなど、より明確な命令

３．成果
プログラミング教育を理科のねらいを効果的に達成すの内容や順序が必要となるので、言葉でのプログラミンるためのツールとして取り入れた授業の工夫を通して、グを再検討する姿が見られた。
４番目に、タブレット上でのプログラミングを行う。

「問題解決の力」と「論理的な思考力」の育成を追究しここで初めて、タブレット操作を行う。
「MESH」を用いた。その結果、既習事項を活かして、問題解決に必要なたフィジカルプログラミングではあるが、アンプラグド手順を考えることを通して、自分の考えを筋道を立ててでしっかりとプログラミング的思考を働かせ、プログラプログラミングで表現することができる児童が増えた。

ミングを考えてから、「MESH」を用いることが大切であまた、根拠を明らかにして自分の考えを説明することがる。タブレット端末上でうまくいかないときは、もう一できる児童の割合が高くなった。更に、学力テストの科度ホワイトボードに戻り考え直すなど、デバックするグ学的な思考・表現の問題の正答率にも、向上が見られた。
また、教科のねらいを達成するためにプログラミングループも見られた。
そして、作成したシステムをポスターツアー形式で発教育を取り入れることが効果的であると考えられる単元表し、論点を「電気を効率よく利用する」に絞って話合をまとめた年間指導計画を修正した。学年毎の年間計画いを行った。論点を決めることで、理科の目標からぶれと教科毎の年間計画を作成し、誰が担当することになっずに話合いを進めることができていた（写真１）。ても、横のつながりや縦のつながりを理解した上で指導することができるようになった（図３）。

写真１

話合いの場面

図３

５番目に、システムの改善の場面は、ポスターツアー

年間指導計画６年生（抜粋）４．今後に向けてでそれぞれが「電気を効率よく利用する」ためにどう改

次年度に迫ったプログラミング教育の全面実施に向け善すべきかを話し合った結果について、システムを共にて、カリキュラム・マネジメントを行い、理科だけでな考えたグループに戻り、プログラムの順序や命令の組みく、教科のねらいを達成するためのプログラミング教育合わせを再検討した。すぐに、タブレット端末上でプロを教育課程全体を通じて推進していきたい。

− 25 −-2-小学校庭で遊んでいた子どもたちが昇降口に戻ってくると、人