山梨大学教職大学院

令和３年度

教育実践研究報告書てこのつり合いの規則性に関する科学概念構築を志向した
小学校理科授業の実践
教育学研究科 教育実践創成専攻 教科領域実践開発コース 初等教育分野 藤本浩平

1．はじめに

このように，てこのつり合いの規則性に関す

我が国の学校理科において，てこのつり合い

る小学校第 6 学年の低い正答率の実態が明らの規則性については，小学校第 6 学年理科「てかにされるとともに，科学概念構築を志向した

この規則性」で取り扱われている。具体的には，研究報告も多数認められる。しかしながら，上小学校学習指導要領解説理科編において，「力述した調査や実践研究のいずれも，てこにおけを加える位置や力の大きさを変えると，てこをる支点の左右 1 箇所でのつり合いの規則性（以傾ける働きが変わり，てこがつり合うときには
それらの間に規則性があること」が明記されて下，1 箇所のつり合いの規則性と略記）に着目しており，複数箇所のつり合いを扱ったものはいる（文部科学省，2018）。また，文部科学省

ほとんど見当たらない。僅かながら中山（2021）

検定済小学校理科教科書（例えば，毛利ら，2021）

や髙橋（2021）を挙げることができるが，双方では，支点の左右 1 箇所に力を加えたり，おもともに，複数箇所のてこのつり合いに関する問

りをつるしたりする場合を取り上げて，てこを題場面を提示するに止まり，その規則性導出を傾ける働き「力の大きさ（おもりの重さ）×支

志向した学習指導等の詳細や導出過程に関す点からの距離（おもりの位置）」が左右で等しくる報告等も皆無である。

なる場合に，てこが水平につり合うという規則

ところで，てこのつり合いは，力を加えたり，
おもりをつるしたりする位置の数（1 箇所 or 複性を学習する。
これまでに，小学校第 6 学年を対象とした，数箇所）に関わらず，てこを傾ける働きの総和てこのつり合いの規則性に関する学力調査の結が支点の左右で等しくなるか否かが重要となる。

果が報告されている。例えば，平成 15 年度小・中学校教育課程実施状況調査（国立教育政策研

例えば，日常生活では，てこにおける支点の左
右複数箇所でのつり合いの規則性（以下，複数

究所教育課程研究センター，2005）では，てこ箇所のつり合いの規則性と略記）を用いる場面のつり合いの規則性を式に表す問題の正答率（洗濯物干しに複数の洗濯物をつるす場面や，（38.1％）が設定通過率（80.0％）を大幅に下回

シーソーの左右に複数人で乗る場面等）が多数ったことが指摘されている。また，並行して，て存在する。そのため，てこのつり合いに関する

このつり合いの規則性に関する実践研究等も遂

科学概念構築にあたっては，複数箇所のつり合行されてきた。例えば，山口（2016）の自作ていの規則性についても理解を促す必要がある。

こを用いた実践，楠瀬・国沢・中城・蒲生（2017）

そこで本研究では，複数箇所のつり合いの規則の誤りを含む規則性（おもりの個数＋おもりの性に関する科学概念構築を志向した学習指導方

位置）に基づく仮説検証による実践，山田・小林策を考案するとともに，その規則性の導出過程（2017）の反比例の知識の活用による規則性導について詳細な分析を試みることとした。

出の実践，及び宮本（2021）の「マス目表現」
等を用いた面積表象の形成・変換による規則性

2．研究目的導出の実践等である。さらに，回転モーメント

本研究の主な目的は，以下の 2 点である。

を導入したてこのつり合いに関する実践等も行① てこのつり合いの規則性（含：複数箇所のつり合いの規則性）に関する小学校第 6 学年

われてきた（玉井，2019；丸山，2020）。

－ 374 －

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令和３年度の科学概念構築を志向して，学習指導方策

教育実践研究報告書

3.2 評価シートの作成を考案することてこのつり合いの規則性に関する児童の変容② 上記①で考案した学習指導方策を試行し，を把握するために，評価シートを作成した。具

てこのつり合いの規則性の導出過程や，教体的には，図 2 に示したように，上記 3.1 の試

育効果等を分析すること

行錯誤の場とほぼ同様の問題場面（左腕 3 の位
置に 10 ㎏のおもり 2 個をつるしたてこ，及び

3．学習指導方策の設計

10 ㎏のおもりは無制限に使用可）を提示して，児童に複数箇所のつり合いの規則性への気づ回答を求めるものである（配付時は A3 判）。まきを促すためには，まず，てこの左右複数箇所にた，図 2 の問題場面には「ぼうの右側に 10 ㎏のおもり等をつるすことが想定される状況を作りおもりを，どこにいくつ，つり下げると，水平に出す必要がある。また，理科ワーキンググループ

つり合うかな。
」の問題文が添えられている。さにおける審議の取りまとめや，兵庫県教育委員

らに，問題場面の下のスペースには，「思いつく

会では，思考の深化や科学的な思考力，判断力，

限りすべて描いてね。おもり 10 ㎏は，〇で表し表現力等の育成の視座から，試行錯誤の時間とてね。
」を付記するとともに，図 3 に示した水平場の確保の重要性が指摘されている（文部科学につり合った状態のてこに関する描画を計 12

省，2016；兵庫県教育委員会，2018）。そこで，個掲載して，児童が右腕につり下げるおもりを本研究では，上述した状況の創出にあたり，試行

自由に回答できるようにした。なお，本評価シ

錯誤の場の設定をすることとした。さらに，試行

ートは，学習前後の計 3 回の調査（事前，事後，

錯誤の実施前後の児童の変容を把握するための及び追跡）で使用しており，事後・追跡調査で評価シートを作成した。

は，回答理由の詳細な記述も求めた。

3.1 試行錯誤の場の設定

最後に，科学概念構築の判断基準を明らかに

図 1 のような実験用てこを使用した試行錯誤しておく。具体的には，本問題場面における，の場（左腕 3 の位置に 10g のおもり 2 個をつる

てこが水平につり合う計 11 通りのうち，1 箇

した実験用てこ，及び 10g のおもり 16 個を配所（計 4 通り）と複数箇所（計 7 通り）とで，付）を設定した。さらに，実験用てこの右腕のど誤りを含むことなく，それぞれ過半数を超えた

こにいくつのおもりをつるせば，水平につり合

回答数が認められた場合を科学概念構築が認うかを考えさせた。また，試行錯誤の際の活動内容を記すためのワークシート（「試したこと」，められるものとした。なお，事後・追跡調査では，上述した基準に加えて，回答理由にてこの「気づいたこと」，「話し合ったこと」を自由記

つり合いの規則性に関する正しい説明が認め述する欄を設けた B4 判の用紙）も配付した。なられるか否かも判断基準に含めた。

お，本問題場面において，てこが水平につり合うパターンは，最大 11 通り（1 箇所：4 通り，
2 箇所：6 通り，3 箇所：1 通り）である。
６

５

４

３３

２

１

１

２

３

４

５

10
㎏
10
㎏

６

10
g

ぼう

イス

おもり
10 10 10 10 10 10 …
㎏ ㎏ ㎏ ㎏ ㎏ ㎏

10
g

10
㎏

※おもりはいくつ使ってもかまいません

図 2：評価シートの問題場面

？

10
㎏
10
㎏

10
×16
g

図 1：試行錯誤の際に提示した問題場面

図 3：評価シートの回答欄（一部抜粋）－ 375 －

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3.3 単元構成と学習指導方策の骨子

教育実践研究報告書施した。なお，図 5 に示した通り，本研究で構小学校第 6 学年理科「てこの規則性」（全 10

築を志向するてこのつり合いの規則性（規則性

時間）は，3 つの小単元（第 1 次「てこのはたら

Ⅰ，規則性Ⅱ）は，2 種類の適用場面（1 箇所

き（3 時間）」，第 2 次「てこが水平につり合うとのつり合い，複数箇所のつり合い）で便宜的にき（6 時間）」，及び第 3 次「てこを利用した道具

分けて設定した。

（1 時間）」）から構成される（毛利ら，2021）。

規則性Ⅰ（1 箇所のつり合い）：

図 4 には，てこのつり合いの規則性を取り扱う
第 2 次の学習指導方策の骨子を示した。

（おもりの位置）

力の大きさ× 支点からの距離 ＋ 力の大きさ× 支点からの距離 ＋…

る学習後（局面 1），上記 3.1 で示した試行錯誤（おもりの重さ）（おもりの位置）（おもりの重さ）（おもりの位置）

力の大きさ× 支点からの距離 ＋ 力の大きさ× 支点からの距離 ＋…

の場を設定するとともに，てこのつり合いの規（おもりの重さ）

則性に関する仮説を導出する（局面 2）。
その後，（おもりの位置）（おもりの重さ）（おもりの位置）

図 5：てこのつり合いの規則性

1 箇所のつり合いを取り上げ，表出した仮説に
意形成を図る（局面 3）。引き続き，2 箇所のつ力の大きさ× 支点からの距離（おもりの重さ）（おもりの位置）

規則性Ⅱ（複数箇所のつり合い）：

具体的には，まず，てこを傾ける働きに関す基づき検証実験を行い，その規則性に関する合力の大きさ× 支点からの距離（おもりの重さ）

5．授業実施（各局面）と結果の分析
5.1 事前調査の結果と分析

り合いの仮説検討と検証実験を行った後，複数事前調査（評価シート）の結果は，表 1 の通箇所のつり合いを含めたてこのつり合いの規りであり，おもりをつり下げる位置の個数（1～則性に関する科学概念構築を図る（局面 4）と3 箇所）における各児童の正答数を示した。表 1

いう一連の流れである。

を概観すれば分かるように，全児童が 1 箇所のつり合いを回答している。その一方，複数箇所のつり合いを回答した児童は 5 名（36%）存在

4．授業実施の概要
2021 年 9 月から 10 月にかけて，山梨県内のしたが，そのうち一部正答を含む者は 2 名（14%）

公立小学校の第 6 学年（計 14 名）を対象に実のみであった。結果として，水平につり合う 11

局面 1（第 1 時）：てこを傾ける働きに関する科学概念構築
・棒とおもり（5 ㎏）等からなるてこを使用して，てこを傾ける働きに関する理解を促す。
・体重計やおもり（5 ㎏）を用いて，手応えが重さで表せることに気づかせる。
・授業終了後，てこのつり合いの規則性に関する学習前の児童の考えを把握する。

【事前調査（評価シート）】

局面 2（第 2・3 時）：てこのつり合いの規則性に関する仮説の導出
・2 名ずつのグループで，実験用てこを使用して図 1 の問題場面を作り，学習問題「てこが水平につり合う時にはどのようなきまりがあるの？」に取り組む（30 分）。
【試行錯誤の場の設定】
・てこのつり合いの規則性に関する各グループの仮説を全体で共有する中で，検証実験の必要性に気づかせる。
局面 3（第 4・5 時）：1 箇所のつり合いの規則性に関する科学概念構築
・局面 2 で表出した仮説（1 箇所のつり合いの規則性）に基づき，検証実験を行う。
・検証実験の結果から，1 箇所のつり合いの規則性に関する合意形成を図る。
局面 4（第 5・6 時）：てこのつり合いの規則性（含：複数箇所のつり合いの規則性）に関する科学概念構築
・1 箇所のつり合いの規則性の合意形成後，2 箇所のつり合いの規則性について個人での検討を促す。
・2 箇所のつり合いの規則性について，各自が考えた仮説の妥当性の検討後，検証実験を行い，合意形成を図る。
・左腕の 2 箇所におもりがつり下がった場合や，3 箇所におもりがつり下がった場合を取り扱い，てこのつり合いの規則性に関する科学概念構築を図る。

・授業終了後，てこのつり合いの規則性に関する学習直後の児童の考えを把握する。

【事後調査（評価シート）】※ 局面 4 の終了から約 1.5 月後に，再度てこのつり合いの規則性に関する児童の考えを把握して，長期記憶化の有無を調査する。
【追跡調査（評価シート）】

図 4：第 2 次（てこが水平につり合うとき）の学習指導方策の骨子－ 376 －

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通りのうち，最も正答数が多い児童でも 2 通り

グループが見出していた。このように，児童にのパターンしか見出すことができなかった。

試行錯誤の場を設定することで，複数箇所のつまた，児童の回答に目を転じると，左右同一

り合いにも気づくことが分かる。

の位置のつり合い（右腕 3 の位置に 10g のおもり 2 個）を 13 名（93％）が正しく回答できていた。さらに，図 6 に示したように，左腕 3 の位置の対象にあたる右腕 3 の位置を基準に，支点に近づくとおもりが 1 個ずつ増え，支点から遠ざかると 1 個ずつ減ると回答した児童が 5 名（36％）存在していた。誤った規則性ではある
ものの，規則性の存在を想定していることを読み取ることができる。結果として，学習前の時

表 2：試行錯誤による水平につり合うパターン
1 箇所 2 箇所 3 箇所
合計
位置
グループ
（計 4 通り） （計 6 通り） （計 1 通り） （計11 通り）（児童番号）①（ 7・ 9）4
61
11②（ 1・12）4
61
11③（ 2・ 3）4
6
1
11④（ 4・ 8）45
1
10⑤（ 6・14）441
9⑥（ 5・10）4419⑦（11・13）4
2‐
6

点で，てこのつり合いの規則性に関する科学概5.2.2 てこのつり合いの規則性に関する仮説

念構築が認められる児童は皆無であった。

1）導出された仮説について
全 7 グループの内，規則性導出に至ったのは

表 1：事前調査における水平につり合うパターン
児童
番号

位置

1 箇所

2 箇所

3 箇所

（N＝14）
合計（計 4 通り） （計 6 通り） （計 1 通り） （計11 通り）

2
4
9
8
1
3
5
13
14
10
7
11
12
6

2
2
1
1
2（5）
2（4）
2（4）
2（4）
2（4）
1
1（3）
1
1（2）
‐（4）

‐
‐
1
1（2）
‐（1）
‐（1）
‐
‐
‐
‐
‐
‐（1）
‐
‐

‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐

2
2
2
2（3）
2（6）
2（5）
2（4）
2（4）
2（4）
1
1（3）
1（2）
1（2）
‐（4）

註）尚，正答数の多い児童番号順に並び変えており，
括弧（）内の数字は，回答数を示している。

3 グループのみであり，計 3 つの仮説（重さ説：
グループ⑤，個数説：グループ①，働き説：グループ⑥）が表出した。残りのグループは，規則性を検討していたものの，その導出には至らなかった。しかしながら，活動終了後も，試行錯誤や規則性の検討を続けていたグループが幾つか存在した。次節以降，3 つの仮説について，動画撮影により得られた発話プロトコルやワークシー
トの記述から，その導出過程等を詳述する。
2）重さ説
重さ説は，グループ⑤（児童 6・14）から表出しており，おもりの重さ（力の大きさ）とおもりの位置（支点からの距離）の積，もしくはその総和が支点の左右で等しくなる時に，てこが水平につり合うという考えである。つまり，

10
㎏
10
㎏

図 5 に示したてこのつり合いの規則性（規則性
Ⅰ・Ⅱ）に該当する。
表 3 は，グループ⑤の発話プロトコルであり，

図 6：子どもなりの規則性に基づいた回答

児童 14 の発話「ここの位置におもり 20 だか

5.2 試行錯誤の場の設定と仮説の導出（局面 2）

ら 60 じゃん」から始まり，左腕の位置とおも5.2.1 試行錯誤による水平につり合うパターン

りの重さの積（左腕 3 の位置に 20g）と，右腕

表 2 は，児童が試行錯誤の中で見出した水平の位置とおもりの重さの積（右腕 6 の位置ににつり合うパターンの数を示している。一覧す10g，右腕 1 の位置に 60g）とが等しくなるこ

れば分かるように，全グループが 1 箇所のつりとに気づき，重さ説が導出されたことが分かる。

合い（計 4 通り）を全て見つけている。また，
事前調査とは異なり，見出した数に違いはある

さらに，動画分析からは，規則性Ⅱの導出の様子を見取れなかったものの，ワークシートには，ものの，複数箇所のつり合いについても全ての規則性Ⅱに関わる記述「2 箇所は，力×きょり－ 377 －

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具体的には，計 20g の働きになる左腕と水平＋力×きょり（重さ×位置＋重さ×位置）」も示されていた。

につり合う場合の右腕の状況（おもりをつり下

表 3：重さ説の導出（グループ⑤の発話プロトコル）

げた位置とその個数）から，右腕の各位置での児童 14-a：（実験用てこの左腕 3 の位置を指して）ここの位置におもり 20 だから 60 じゃん…＜中略＞…
児童 14-b：（実験用てこの右腕を触りながら）6 の
位置に 10（g）で 1 の時に 6 個だから…
…＜中略＞…
児童 6 ：そういうことか！

おもり 1 個がもつ働きを算出していた。例えば，

註）尚，括弧（）の内容は，動画分析から児童の様子を読み取ったものである。

÷2＝10），及び右腕 6 の位置では 20g の働き

右腕 1 の位置におもり 6 個で水平につり合う
場合，その位置でのおもり 1 個分は，3.3g の働き（20÷6＝3.3…）と考えるのである。同様にして，右腕 2 の位置では約 6.6g の働き（20÷
3＝6.6…），右腕 3 の位置では 10g の働き（203）個数説
個数説は，グループ①（児童 7・9）から表出した考えであり，おもりの重さでなく，おもりの個数に着目している点が重さ説とは異なる。
表 4 のグループ①の対話（児童 7-a「6 だね，6
だ。
」
，児童 9「たぶんね。
」）から，個数説に繋がる何らかの気づきを得たことが分かる。

（20÷1＝20）としていた。一方，右腕 4 と 5の位置については，1 箇所で水平につり合うパ
ターンを見出せなかったことから，右腕 3 と 6の位置でのおもりの働きから類推して，それぞれの値（右腕 4 の位置は約 13g，右腕 6 の位置
は約 17g の働き）を算出していた。
表 5：働き説の導出（グループ⑥の発話プロトコル）
児童 5-a：分かった！1 とか 2 とか 1 つ 1 つがいくつくらいの重さに感じるのか…6 の位置では20 なの分かる？
…＜中略＞…
児童 5-b：（1 の位置を指して）6（個）ってことは（1
つあたりのおもりの重さは）3 ってことだ！
…＜中略＞…
児童 10：もしかして，（おもりを指して）これを割っちゃうんじゃない

その後の児童 7-b「分かった，分かった，分かった，全部 6 になればいいってことでしょ。例
えば，2 と 4 で 6 でしょ。
」から，左腕の位置とおもりの個数の積（左腕 3 の位置におもりが 2個）と，右腕の位置とおもりの個数の積の総和（右腕 2 の位置におもりが 1 個＋右腕 4 の位置におもりが 1 個）が等しくなるという個数説を見出していた。また，ワークシートの記述「①
3×2＝6；② 2×3＝6…＜後略＞…」からも，個数説に基づく 1 箇所のつり合いの規則性も読み取ることができる。
表 4：個数説の導出（グループ①の発話プロトコル）
児童 7-a：6 だね，6 だ。
児童 9 ：たぶんね。
…＜中略＞…
児童 7-b：分かった，分かった，分かった，全部 6 になればいいってことでしょ。例えば，2 と4 で 6 でしょ。

5.3 規則性Ⅰの合意形成（局面 3）
図 7 に示した問題場面を設定して，上記 5.2.2に示す 3 つの仮説
（1 箇所のつり合いの規則性）の検証を行った。また，個数説や働き説の限界への気づきを促すため，右腕に使用するおもりは，10g の他に 20g も用意した。
検証実験前にどの説が最も支持できるかを尋ねたところ，重さ説 4 名，個数説 5 名，働き説 5 名とほぼ拮抗した一方，各説を導出した児

4）働き説

童はいずれも，自らのグループの説を支持して働き説は，表 5 の児童 5-a「分かった！1 とか 2 とか 1 つ 1 つがいくつくらいの重さに感じるのか…」からも分かるように，おもりをつり下げる位置により 10g のおもり 1 個がもつ働きが異なるという考えである。働き説は，グループ⑥（児童 5・10）より表出した。

註）尚，括弧（）の内容は，動画分析から児童の様子を読み取ったものである。

いた（表 6 参照）。引き続き，各自が支持した説に基づきグループを編成し，結果の予想後に検証実験を行った。
検証実験では，全てのグループが 10g のおもりのみを使用したため，各説で予想通りとなり，
いずれの説でも規則性が成り立つ結果となっ－ 378 －

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教育実践研究報告書た。しかしながら，結果の共有の際に，予想時1 個増えると，5 の位置にあったおもりが支点にに個数説を支持した児童 3 から「おもりの重さ近づいていくという考えである。近づく説を含はそろえる」という考えや，重さ説を支持した

む各説（a～d）を全体で共有したところ，3 つの児童 14 から「個数説と働き説は 1 つのおもり説（a-1，b-1，c）以外は汎用性がないというこの重さが違うと応用が利かないと思う」というとで，検証実験前の議論の中で淘汰された。
その後，図 8 に示した問題場面を設定して，考えが表出したことで，より汎用性が高い説は重さ説であるという合意形成に至った。

残った仮説（a-1，b-1，c）の検証を行った。なお，個数説や働き説の限界への気づきを促すた

６

６

５

４

３

２

１

１

２

３

４

５

めに，左腕に 20g のおもりを使用した。また，

６

10
g

検証実験前にどの説が最も支持できるかを尋

10g

ねたところ，表 8 に示すように，多くの児童が？

重さ説を支持していた。引き続き，各自が支持した説に基づき，グループを再度編成し，結果

10
g ×16

の予想後に代表児童による演示実験を行った。

20
×６
g

その結果，重さ説を用いた予想はできた一方，

図 7：検証実験の設定（1 箇所のつり合い）
表 6：各説を支持した人数と児童番号（1 箇所のつり合い）

重さ説
4名

個数説
5名

働き説では時間内に予想をすることができなかった。また，重さ説での予想と実験結果とが

働き説
5名

６

５

４

３

１
１

２

（2，6，13，14）（1，3，7，9，11）（4，5，8，10，12）10g註）括弧（）内の数字には，児童番号を記している。

10g

5.4 規則性Ⅱの合意形成（局面 4）

20
g

１

10
g

２

３

４

５

６

？

上記 5.3 を踏まえ，2 箇所のつり合いの規則性を尋ねたところ，表 7 に示した下位類型を含む

10
×16
g

計 10 類型（a-1～g）が表出した。1 箇所のつり合いの規則性では，規則性Ⅰにあたる重さ説の

図 8：検証実験の設定（2 箇所のつり合い）

合意形成に至ったものの，個数説や働き説が再

表 8：各説を支持した人数と児童番号（2 箇所のつり合い）

度表出した。また，2 箇所のつり合いの規則性に

重さ説
10 名

特有の考えとして，近づく説が表出した。近づく説は，右腕 1 と 5 の位置におもりが各 1 個つり下がったパターンを基準に，1 の位置におもりが個数説
0名（2，4，5，6，8，9，（1，3，7，10）
11，12，13，14，）註）括弧（）内の数字には，児童番号を記している。

表 7：2 箇所のつり合いの規則性に関する仮説
類型
a ： 重さ説b ： 個数説

働き説
4名（N=14）
延べ人数（％）

a-1：（おもりの重さ×おもりの位置）＋（おもりの重さ×おもりの位置）

4（27）

a-2：
（おもりの重さ×おもりの位置）×（おもりの重さ×おもりの位置）

1（ 7）

a-3：
（おもりの重さ＋おもりの位置）×（おもりの重さ＋おもりの位置）

1（ 7）

b-1：
（おもりの個数×おもりの位置）＋（おもりの個数×おもりの位置）

1（ 7）

b-2：
（おもりの個数×おもりの位置）×（おもりの個数×おもりの位置）

1（ 7）c ： 働き説1（ 7）d ： 近づく説1（ 7）e ： トートロジー

1（ 7）f ： 表にまとめる

3（21）g ： 無回答1（ 7）－ 379 －

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一致したことから，1 箇所の場合と同様，2 箇所をして合計 60 になるようにしたから」のようのつり合いの規則性についても，汎用性が高いに，てこのつり合いの規則性に関する正しい説

説は重さ説であるという合意形成に至った。

明が記されている。その一方，児童 1 は，事後

その後，児童に実験用てこの左腕の 2 箇所に調査では「…＜前略＞…おもりの位置×おもり

おもりがつり下がった場面を提示し，左腕につの重さ＋おもりの位置×おもりの重さ（だった

いても右腕と同様，おもりの重さとおもりの位はず）を使って考えました。
」と記していたもの

置の積の和で表すことができるかを尋ね，左右の，追跡調査では「自身のかん」と記しており，２箇所のつり合いの規則性の理解に繋げた。さてこのつり合いの規則性に関する記述は見られらに，重さ説を導出した児童 14 の学習感想「私なかった。そのため，科学概念構築が認められの予想だと，3 箇所も，4 箇所もできると思うのる児童は 8 名（57％）と判断した。

ですが…」を全体で共有し，2 箇所以上のつり合
5.5.2 誤りを含む回答

いの規則性にも拡大して，規則性Ⅱの合意形成

回答に誤りを含む 5 名（36％）の内，事後・に至った。

追跡の両調査で同一の意味内容の回答理由を
5.5 事後及び追跡調査の結果と分析記した者は，児童 10 を除く 4 名（29％）であ

5.5.1 誤りを含まない回答

った。児童 10 は，事後調査の回答理由「1…3，

事後・追跡調査（評価シート）の結果の推移

2…7，3…10，4…14，5…17，6…20←コレヲは，表 9 に示す通りであり，おもりをつり下げ

ツカイマシタ。スウチアッテイルカワカラナ

る位置の個数（1～3 箇所）における各児童の正イ。
」から明らかなように，働き説を用いて説明

答数を示した。
表 9 を概観すると分かるように，していた。本児童は，働き説を導出したグルー

事後・追跡調査において，誤りを含まない回答

プの児童であり，自説に対する強い拘りを有し者は 9 名（64％）存在した。回答理由に目を転ていることがうかがえる。事後調査では，各位

じると，その内の 8 名（57％）は，両調査にお置のおもり１個の働きの数値を覚えており，そいて，例えば児童 2 の回答理由「左うでは，力れに基づき回答をしていたものの，数値が一部の大きさ×支点からの距離をすると計 60 にな

不正確であったため，誤りを１つ含んでいた（表るので，右うでも力の大きさ×支点からの距離

9 参照）。一方，追跡調査では，回答理由を「記表 9：事後・追跡調査の結果の推移
事後調査

位置
児童
番号

9
14
13
8
1
3
7
2
5
6
4
12
11
10

1 箇所

2 箇所

3 箇所

合計

1 箇所

（N＝14）

追跡調査
2 箇所

3 箇所

合計

（計 4 通り） （計 6 通り） （計 1 通り） （計 11 通り） （計 4 通り） （計 6 通り） （計 1 通り） （計 11 通り）

4
4
4
4
4
4
3
4
3
4
3
3
2（4）
3

6
6
5
4
6
6
5
3
4
‐（6）
‐（1）
1（3）
1
1（2）

1
1
1
1
1
1
1
1
‐
‐
‐
‐
‐
1

11
11
10
9
11
11
9
8
7
4（10）
4（3）
4（6）
2（5）
5（6）

4
4
4
4
4
3
4
3
3
4
4
2（3）
2（3）
1（3）

6
6
6
6
5
6
4
5
4
‐（5）
‐（1）
‐（4）
‐（1）
‐

1
1
1
1
1
1
1
1
‐
‐
‐
‐
‐
‐

11
11
11
11
10
10
9
9
7
4（9）
4（5）
2（7）
2（4）
1（3）

註）尚，追跡調査における正答数の多い児童番号順に並び変えており，括弧（）内の数字は，回答数を示している。

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山梨大学教職大学院

令和３年度

教育実践研究報告書

憶にたよったから（あっているかわからない）」分であったり，それらの適用機会が不足していとしており，働き説への言及も認められなかったりすることが考えられため，日常生活の場面た。事後調査時点でも記憶が曖昧なため，追跡（洗濯物干しやシーソー等）も取り入れて，適調査では全ての数値を忘れてしまったものと推用機会を増やす必要がある。また，上述した通察される。

り，試行錯誤の場面で規則性導出に至ったグル

残りの 4 名（29％）の内訳は，次の 2 つに大ープは３グループのみであった。試行錯誤の時別できる。１つ目は，規則性Ⅰのみを適用でき間として設けた 30 分を経過した後も，活動をた児童である。児童 4・6 は，1 箇所のつり合い続けるグループが存在したため，45 分に増やを誤りなく回答（児童 4 の回答理由「重さ×位

すことも一策である。さらに，つり合いのパタ

置＝重さ×位置」）できている一方，2 箇所のつーン探しに夢中になり，規則性の検討に意識がり合いは全て誤った回答であった（表 9 参照）。

向かないグループも存在したため，活動内での具体的には，図 9 の児童 6 の回答から類推する

声掛けをより充実させる必要もある。合わせて，と，規則性Ⅱを「（おもりの重さ×おもりの位置）

今後の自らの課題としたい。

×（おもりの重さ×おもりの位置）」と認識しているものと思われる。
2 つ目は，科学概念構築が認められない児童である。児童 11・12 は，例えば，児童 12 の回
答理由「思い出したから」のように，実験等の記憶を拠り所に回答しており，規則性Ⅰ・Ⅱのいずれも適用できていない。両名は，1 箇所のつり合いの規則性に関する仮説を立てる際，個数説や働き説を支持していた。検証実験後に，重さ説（規則性Ⅰ）の合意形成が図られたものの，重さ説を適用した種々の場面への適用機会は設けなかった。そのため，重さ説，すなわち規則性Ⅰへの理解が不十分となり，規則性Ⅱの構築にも至らなかったものと推察される。

図 9：児童 6 の回答（一部抜粋）
6．今後の課題
試行錯誤の時間と場の確保により，全グルー
プが複数箇所のつり合いを見出すことができた。
さらに，試行錯誤で得られた仮説の検証等を実施することで，8 名（57％）の児童がてこのつり合いの規則性に関する科学概念構築に至った。
一方で，残りの 6 名（43%）は，規則性Ⅱの構築までには至っておらず，学習指導方策のさらなる改善の必要性が示唆された。
具体的には，規則性Ⅰ・Ⅱの合意形成が不十【引用文献】
兵庫県教育委員会（2018）「小学校理科授業改善研究事
業 指導事例集」https://www.hyogo-c.ed.jp/~gimubo/rikajugyouhp/sidoujireishuu/jireishuudete/14%20
syougakkou-web.pdf（accessed：2022.01.23）
国立教育政策研究所教育課程研究センター（2005）「平
成 15 年度小・中学校教育課程実施状況調査 教科別分
析と改善点（小学校・理科）https://www.nier.go.jp/
kaihatsu/katei_h15/ H15/03001040020007004.pdf（accessed：2022.01.23）
楠瀬弘哲・国沢亜矢・中城満・蒲生啓司（2017）「自己の思考を自覚する児童を育成するための具体的手法の開発－誤概念からの脱却による「てこの規則性」の獲得－」『高知大学学術研究報告』Vol.66，pp.11-17.
丸山哲也（2020）「「力」を学んでからの「てこ」学習」『理科教室』Vol.63，pp.24-28.
宮本直樹（2021）「てこのつり合いの等式導出のための指導法－内的表象の書き換えに着目して－」『理科教育学研究』Vol.61，No.3，pp.497-512.
毛利衛ら（2021）『新しい理科 6 年』東京書籍，pp.139144.
文部科学省（2016）「理科ワーキンググループにおける審議の取りまとめ」https://www.mext.go.jp/b_menu/
shingi/chukyo/chukyo3/060/sonota/__icsFiles/afieldfil
e/2016/09/12/1376994.pdf（accessed：2022.01.23）
文部科学省（2018）『小学校学習指導要領（平成 29 年
告示）解説 理科編』東洋館出版社，p.80.
中山和人（2021）「てこのはたらき」『理科教室』Vol.64，
No.1，pp.19-24．
髙橋政宏（2021）「回転で考える，てこの授業」『理科教室』Vol.64，No.5，pp.82-85．
玉井裕和（2019）「てこの規則性－輪軸で回転モーメントを発見し，力が分かる学習を－」『理科教室』Vol.61，
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山田貴之・小林辰至（2017）「児童自らに変数の同定と仮説設定を行わせる指導が「てこの規則性」に関する科学的知識の理解に与える効果：算数の反比例の知識に基づいて」『上越教育大学研究紀要』Vol.36，No.2，
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山口勇藏（2016）「てこのはたらき てんびんとの違いに気をつけて」『理科教室』Vol.59，No.10，pp.13-16.

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