山梨大学教職大学院

令和５年度

教育実践研究報告書

体験活動が課題把握に与える影響－中学校理科「凸レンズの働き」を対象にして－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 中等教科教育分野 岡村好真

1. 問題の所在

童において気付きや疑問が課題へと発展しな

平成 28 年 1 月の中央教育審議会答申では、かった」と報告している。鈴木ら（2019）は理科の具体的な改善事項として、「理科におい中学校教員の意識調査を行い、「自然の事物・ては、高等学校の例を示すと、課題の把握（発現象から問題を見出し、適切に課題づくりが見）、課題の探究（追究）、課題の解決というできるようにする指導について指導が十分で探究の過程を通じた学習活動を行い、それぞないと認識していることが分かり、指導の改れの過程において、資質・能力が育成される善・充実が求められる」と報告している。原

よう指導の改善を図る」ことが示されている。

因として学習内容や学習時間の制約からくる

平成 29 年告示の中学校学習指導要領（文部困難や教員の苦手意識があることを指摘して科学省、2017）において、「自然の事物・現象いる。これらのことから、授業の課題を生徒を科学的に探究するために必要な資質・能力」を育成することが目標とされている。に設定させるよりも、自然の事物・現象に対する気付きの場面を工夫することで、設定さ大河原（2014）では「『追究する』の過程でれた課題を自分事として把握しやすくする工は、生徒の気付きは疑問を基に各授業のめあ夫が必要だと考えた。てや追究活動を設定したので、生徒は授業を自分たちの問題解決のための活動ととらえる

2. 研究の目的ことができ、毎時間、問題意識をもって観察

中学校教員は、生徒が課題を把握しやすくや実験に取り組むことができた。
」としている。

するために様々な取り組みを行っている。平中釜ら(2015)は、「子供が学習における問題

成 28 年度宮城県検証改善委員会報告書

を自分の課題として見出すためには、興味・（2016）では、児童生徒が「身近なことや現関心のもてる導入や課題の提示が求められ実的なことで,日常生活と関連がある学習課る。
」と報告している。これらのことから、生題」や「既習事項との違いから考えることが徒が課題を自分事として捉え、科学的に探究していくためには、課題の提示や導入場面をできる学習課題」を設定することなどが挙げられている。それ以外にも中学校では、自然工夫することが重要であると考えた。の事物・現象を提示したり体験させたりする先に挙げた学習指導要領において、理科に導入の工夫を授業参観でみることができた。

おける資質・能力の例として、課題の把握場

しかし、その効果を検証した研究は少ない。

面では、「見出した関係性や傾向から、課題をそこで、本研究では体験活動を行うことで生設定する力」を挙げている。しかし、大山徒が課題を把握しやすくなるかということを（2020）や渡辺（2020）などの先行研究では、検証することにした。

児童生徒に課題を設定させることの難しさを

本研究の目的は中学校理科において、体験指摘している。大山（2020）では「設定され活動を重視した授業を実践することを通して、た探究の課題は、期待したものとは大きく異① 体験活動は生徒の気付きを促すか、またなっていた」、渡辺（2020）では「約半数の児

その内容はどのようなものであるか－ 166 －山梨大学教職大学院

令和５年度

教育実践研究報告書② 体験活動を行うことで生徒が課題を把握②実施日（時数）しやすくなるかどうか。

令和 5 年 11 月 6 日～10 日（全 12 時間）というリサーチクエスチョンを検証すること③実践単元（小単元名）とする。

音と光（凸レンズの働き）④授業の内容3. 実践の概要

4 学級でそれぞれ 3 時間の授業実践を行っ①対象校（対象者）た。その内容を表 1～3 に示す。

山梨県公立中学校（第１学年 132 名）
表 1 １時間目の授業実践
目標 凸レンズの特徴である、像のでき方と焦点や 2 つの距離の規則性に気付く。
学習活動
導入

指導・支援の留意点

1. 凸レンズについて説明を聞く。

・凸レンズが虫眼鏡やルーペに使われていることを説明する2. 凸レンズについて知っていることをワークシートに記述

ことで凸レンズの働きについての予備知識を確かめる。

する。
1. 像について説明を聞く
2. 体験活動を行う

展
開・事故防止のため、凸レンズを通して日光を見てはいけない

凸レンズを通して近くや遠くを見る。像の見え方を言葉でことを口頭と板書で指導する。また、像を見続けることで表現する。

体調不良を感じたら観察をやめるよう指導する。

3. 気付いたことを共有する
4. 課題の把握

像の見え方と物体、凸レンズ、像の距離にはどのような関係があるのだろうか。
5. 凸レンズの光軸・焦点・焦点距離について説明を聞く。

・机間指導の中で課題につながる気付きを記載している生徒を指名し、学級に共有させることで課題の把握をしやすくする。

まとめ

1. 課題を解決するために次回の実験で何に注目すべきか考・実験への見通しを持たせるために、注目すべき変数を確認える。

する。

2. 課題提示後のアンケートに回答する。

表 2 2 時間目の授業実践
目標 実験を通して、像のでき方が、光源の位置や焦点距離とどのような関係にあるか考察し、説明できる。
学習活動

指導・支援の留意点

課題と注目すべき変数を確認する。

・実験の見通しを持たせるために、距離、像の大きさ、像の導向きを調べることで課題を解決できることに気付かせる。

入像の見え方と物体、凸レンズ、像の距離にはどのような関係があるのだろうか。
1. 教科書の実験手順に沿って、実験装置を見ながら説明を聞

展
開・スクリーンに像がうつらない場合、スクリーンの位置からく。

凸レンズをのぞくよう指導することで、虚像を観察しやす

2. 実験を行う。
3. 実験結果を文章で表現する。

くする。
・結果の見方を示すことで実験結果を表現しやすくする。

－ 167 －

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学級で実験結果をまとめる。
まとめ

・光源の位置を凸レンズに近づけると、像の位置や凸レンズから離れていく。
・像の大きさは、だんだん大きくなった。
・像の向きは、凸レンズに近づけると逆向きになった など

表 3 3 時間目の授業実践
目標 実験を通して定性的な関係を見出し、像の見え方と 2 つの距離の関係を説明できる。
学習活動
導
入

指導・支援の留意点

課題と実験結果を確かめる。

・実験結果を確かめることで考察をしやすくする。

像の見え方と物体、凸レンズ、像の距離にはどのような関係があるのだろうか。

展

1. 実験結果から個人で考察する。

開2. 班でまとめた考察を発表する。

・個人で考察をまとめた後に、班で考察をまとめることで円滑な話し合い活動ができるよう支援する。

1. 学級で考察をまとめる。
まとめ

・光源の位置を凸レンズに近づけると、像の位置は凸レンズから離れていく。
・像の大きさは、光源が焦点距離の 2 倍の位置より凸レンズに近いと光源より大きく見える。
・像の向きは、光源が凸レンズの焦点より凸レンズに近いと同じ向きに見える。
2. 考察後のアンケートに回答する。

ワークシートの 1 時間目の授業実践におい記述をさせた。展開で、凸レンズを通して見て記述させた部分を図 1 に示す。

えるものやスクリーンにうつって見えるものを像と呼ぶことを説明して体験活動を行わせた。体験活動では、大型ディスプレイに「あ」の文字を表示し、生徒に 1 人 1 本の虫眼鏡を手に持たせて「近くや遠くを見てみよう」と指示をした。その後、「凸レンズを触って、気付いたことや疑問を書いてみよう。
」の項目についてワークシートに記述させ、記述内容を学級で共有させた後、課題の提示を行い、光軸・焦点・焦点距離について説明をした。まとめで課題提示後のアンケートに答えさせた。
2 時間目の授業では、導入で 1 時間目に提示した課題を確認し、展開で教科書の手順に従って実験方法を説明した後、光学台に光源・

図 1 ワークシート 分析部分

凸レンズ・スクリーンを設置して、光源を動

1 時間目の授業では、導入で凸レンズは中央かすことで像ができる位置と見え方を観察すが厚く周囲が薄いレンズであることや虫眼鏡る実験をした。実験結果を表にまとめた後、やルーペに使われていることを説明した。そまとめで実験結果をもとに分かったことを文の後、「凸レンズについて知っていることを書章で記述させた。

いてみよう。
」の項目についてワークシートに

3 時間目の授業では、導入で課題と実験結果－ 168 －

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令和５年度教育実践研究報告書を確認させた。その後、展開で実験結果をも本研究では、5 件法により収集したアンケーとに、個人で考察をしてから班で共有し、まト調査の結果、あてはまると答えた回答を 5、とめた後発表させた。その後、考察後のアンあてはまらないと答えた回答を 1 として、こケートに答えさせた。の数値が高いほど課題を把握できていると考えた。

4. 分析の方法
4-1. ワークシートの記述

5. 結果と考察

凸レンズに対する認識の変容とその内容に5-1. 凸レンズに対する生徒の予備知識ついて把握するために、凸レンズを使った体ワークシートの記述分析より、「凸レンズを験活動前と体験活動後の記述を分析した。体使って光を集めることができる」ことを知っ験活動前の凸レンズへの認識を図 1 の「凸レていた生徒は全体の 29.1％であった。また、ンズについて知っていることを書いてみよ「凸レンズを使って物を拡大してみることがう。
」の質問項目により調査した。また、体験できる」ことを知っていた生徒は全体の活動後の凸レンズへの認識を図 1 の「凸レン62.1％であった。
「凸レンズを使って光を集めズを触って、気付いたことや疑問を書いてみることができる」について学習したのは小学

よう」の質問項目により調査した。

校 3 年生の時であり、「凸レンズを使って物を拡大してみることができる」について体験し

4-2.

課題提示後と考察後のアンケート調査たのは、前の単元で食塩と硝酸カリウムの結（５件法による質問）晶を拡大して観察したときであることから、課題を把握している状態であったか分析す

直近の凸レンズを利用した体験が記憶されてる、またその状態が維持されたか検証するたいたと考えられる。

めに、学びのエンゲージメント（櫻井、2020）

生徒の記述の中には、「凸レンズは中心が厚を用いた。学びのエンゲージメントとは、「課く、周囲が薄いレンズである」というものが題に没頭して取り組んでいる心理状態で、言多くあった。これは、教員が直前に話した内い換えれば、興味や楽しさを感じながら気持容と同じであり、その説明をそのまま記述しちを課題に集中させ、その解決に向けて持続たと考えられる。質問項目を再検討し、「虫め的に努力している心理状態」のことである。
学びのエンゲージメントの要素を表 4 に示す。

がねのはたらきについて知っていることを書いてみよう。
」などの内容であれば、予備知識に関するより精度の高い調査ができたと考え

表４ 学びのエンゲージメント

られる。

「主体的に学習に自ら学ぶ意欲取り組む態度」の9 つのポイント

5-2.

５つの要素

体験活動後の凸レンズに対する生徒の認識

感情的興味・関心

エンゲージメント

楽しさ

認知的目的（意図）・目標

エンゲージメント

自己調整

行動的努力

「逆向き」
、「反転」
、「反対」などの記述から、エンエージェント

粘り強さ

自己効力感自己効力感

体験活動後に像の向きの変化に気付くことができたと考えられる生徒は半数以上であった。

向社会的な社会的協力

しかし、上下の変化と左右の変化の両方に気学習意欲

エンゲージメント（助け合い）付くことができた生徒は、向きの変化に気付

図 1 の「凸レンズを触って、気付いたこと内発的な学習意欲達成への学習意欲や疑問を書いてみよう」の記述内容を分析し、像の向きと大きさ、距離について記述があった件数と割合を表 5 に示す。

－ 169 －

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表５令和５年度

表６

体験活動後の凸レンズに対する生
上下左

大きさ

大きさ

距離

距離

右

大小近遠

生徒の記述
体験
活動
前

人
71

体験活動前後の凸レンズに対する生徒の認識比較

徒の認識
向き

教育実践研究報告書

12 / 71

49

560

70

数

小さいものを見 る と き・ め が ね

小さなものを・虫めがね

拡大してみれ・ ル ー ペる割68.65%

11.65%

47.57%

4.85%

58.25%

67.96%

合

目にレンズを近づけると普いた生徒のうち 11.65％と少なかった。

通に見えるけ体験活動
後

像の大きさについて「近くを見ると大きく見える」と記述した生徒は、全体の 47.57％であったが「遠くを見ると小さく見える」と記

どレンズを遠ざけるとみる

述した生徒は全体の 4.85％であり、像が小さものがさかさく見えることに気付いた生徒は比較的少なかった。このことから、生徒にとって凸レンズまに見えた。

近くを見たときはすごく大きく見えた。
遠くのものを見たときは全部逆さまに、上下左右で反転して見えた。

自分より遠くを見ようとすると向きが上下反対になった。目をレンズに近づけるとそうでもない。

を通して遠くを見ることは難しかったと考え

調査では記述しなかった新たな気付きを獲得られる。一部には、「遠くはぼやけて見えなかしていた。像の見え方として、大きさの変化った」という記述をした生徒もおり、凸レンや向きの変化に気付くだけでなく、その変化ズと目の距離を調整する必要があることを説が物体と凸レンズの距離によって変化するこ明する必要があると考えられる。また、生徒とを見出した生徒も多くいた。このことから、の多くは遠くを観察する際に片目で像を観察

体験活動は生徒の凸レンズに対する認識を高していたことから実物と像の大きさを比較すめるために有効であると考えられる。

ることも難しかったのではないかと考えられる。
距離の概念として「近くを見ると」、「遠くを5-4. 体験活動後の生徒の誤概念と対応策
図 1 より、「凸レンズについて知っているこ見ると」と記述があった生徒は半数以上であった。教員の声かけが「近くや遠くを見てみとを書いてみよう。
」の記述内容を分析する中よう」であったことから、ほとんどの生徒がめ、誤概念の内容と対応策を表 7 に示す。

凸レンズと物体の距離を変化させる活動をしこれらの対応をすることで生徒は、効果的ており、生徒の多くは像の見え方は物体と凸に体験活動を行うことができ、表 1 で示したレンズの距離によって変化することに気付く

授業の目標を達成しやすくなると考えられる。

で、体験活動後であっても誤概念があったたことができたと考えられる。
表７ 凸レンズに対する生徒の誤概念と対応
5-3.

体験活動前後の凸レンズに対する生徒策
遠くのものを見の認識比較
図 1 で示した「凸レンズについて知ってい誤概念

下に小さい凸レ
るとぼやけて見ることを書いてみよう。
」の記述内容と、「凸えない。

レンズを触って、気付いたことや疑問を書いてみよう」の記述内容を比較した。これを表凸レンズと目の6 に示す。

対応
策

物を反射する。
ンズがある。
「像の様子はど光が屈折するこうだろうか」なとで像が見えるどの声かけを行ことを説明すう。

る。

距離を調整するよう指導する。

多くの生徒は体験活動を通して、予備知識－ 170 －山梨大学教職大学院

令和５年度5-5. 課題提示後のアンケート調査

教育実践研究報告書

必要性や有用性を十分に認識させることがで課題提示後のアンケート調査の結果を表 8きなかったと考えられる。に示す。
表 8 課題提示後のアンケート調査の結果

5-6. 課題提示後と考察後のアンケート調査
課題提示後と考察後のアンケート結果を表9 に示す。
表 9 課題提示後と考察後のアンケート結果

興味・関心・努力・助け合い・自己効力感の要素で半数以上が「あてはまる」と回答していたが、目的・自己調整・粘り強さの要素で「あてはまる」と答えた生徒は多くなかった。
このことから、体験活動後の生徒は「ポジティブな感情で努力をしながら周囲の人と助け合い、やればできると思って課題に取り組むことが出来たが、無目的であきらめやすい心理状態」であったことが分かる。
興味・関心・自己効力感の要素では、特に「あてはまる」と答えた生徒が多かったことから、設定された課題の必然性を認識している生徒

課題提示後のアンケート調査よりも考察後が多いと考えられる。しかし、目的・自己調のアンケート調査の方が、関心の要素で「あ整・粘り強さの要素で「あてはまる」と答えてはまる」と答えた生徒が増加した。しかし、た生徒は多くなかったことから、課題解決の課題提示後のアンケート調査と考察後のアン－ 171 －

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令和５年度

ケート調査の結果の平均値には有意差がなか

教育実践研究報告書

7. 結論ったため、課題提示後の課題把握度が維持さ体験活動は生徒の気付きを促す。特に、生徒れたと考えられる。

は像の向きが凸レンズと物体の距離によって変化することについて気付きを得た。また、

6. 今後の課題の整理

体験活動は設定された課題の必然性を生徒が図 1 の、凸レンズに関する予備知識を把握認識することを助けるが、課題解決の必要性する質問項目では、質問内容を生徒の実態にや有用性を認識する効果は低い。このことか合わせたものにすることを今後の課題とする。

ら、課題解決の必要性や有用性を意識させる

本研究結果では、直前の凸レンズに関する説活動を取り入れながら、体験活動を行うこと明をそのまま記述する生徒が多かったため、で生徒が課題を把握することができることが予備知識について、精度の高い調査ができな分かった。

かった。そこで、内容を「虫めがねの働きについて知っていることを書いてみよう」とす

8. 引用・参考文献

るのが適切と考えられる。

文部科学省「中学校学習指導要領（平成 29 年

表 1 に示した体験活動では、体験活動の内度告示）」, 東山書房, 2017

容を再検討することを今後の課題とする。遠平成 28 年度宮城県検証改善委員会報告書

くを見ると像が小さく見えることに気付いた「『といてみたい』『考えてみたい』意欲を高生徒が少なかった（表 5）ことや、凸レンズをめる学習課題」, 2016, https://www.edu-c.p

通して遠くを見るとぼやけるという記述があref.miyagi.jp/data/kensyokaizen/h28kensyo

った（表 7）ことから、凸レンズを通して遠くを見る際に、像を観察できなかった生徒がいkaizen.pdf(accessed 2024.02.19)
中央教育審議会「幼稚園、小学校、中学校、たことが分かる。そのため、立つ位置や凸レ

高等学校及び特別支援学校の学習指導要領等ンズと目の距離を調整することなどを指導し、の改善及び必要な方策等について（答申）」,

像を観察しやすくすることで、凸レンズに対

2016, https://www.mext.go.jp/b_menu/shi

する認識をさらに深めさせることができるとngi/chukyo/chukyo0/toushin/__icsFiles/afiel

考えられる。また、遠くを観察する際に片目dfile/2017/01/10/1380902_0.pdf (accessedで像を観察していたことで、実物と像の大きさを比較することが難しい生徒が多かったと2024.02.19)
中釜「理科授業において設定される問題の型考えられるため、「像の大きさは実物と比べてに関する研究」, 2014, https://www.jstage.jどうだろう」などの声掛けを行う必要がある

st.go.jp/article/jsser/29/6/29_No_6_140602/_と考えられる。
課題提示後のアンケート結果より、目的・自article/-char/ja(accessed 2024.02.19)
沼田市教育研究所「科学への関心を高めた生

己調整の要素で「あてはまる」と答えた生徒

徒の育成 ～生活と学習を結びつける指導のが少なかったことから、見通しを持たせるこ工夫を通して～」, 2017, https://www.city.nとができていなかったと考えられる。また、

umata.gunma.jp/_res/projects/default_proje

課題解決の必要性や有用性を十分に認識させ

ct/_page_/001/002/102/h28tyuu.pdf(accesse

られなかった。そのため、体験活動のみに時間を使うのではなく、生徒が実験計画を立て

d 2024.02.19)
大河原「知的好奇心を高める中学校理科指導る活動や実験結果を予想する活動を取り入れる必要があると考えられる。の工夫 ―生活経験や既習事項を生かした導入教材を通して―」, 2014, https://center.gs
n.ed.jp/wysiwyg/file/download/1/1367(accessed 2024.02.19)－ 172 －山梨大学教職大学院

令和５年度

大山「生徒一人一人が疑問を見つけ探究のための課題を設定する理科授業の取り組み」,
2020, https://ir.lib.shimane-u.ac.jp/files/pu
blic/4/49492/20200403110325597631/%E
5%AD%A6%E6%A0%A1%E6%95%99%E
8%82%B2%E5%AE%9F%E8%B7%B5%E
7%A0%94%E7%A9%B6_3_105-114.pdf(accessed 2024.02.19)
櫻井茂男「主体的に学習に取り組む態度の評
価と育て方 学びの『エンゲージメント』（文化出版）」, 2020, p.57-87
鈴木「中学校理科教員の意識調査から明らかになった指導上の課題と改善の方向性」, 20
19, https://www.jstage.jst.go.jp/article/sjst/
59/3/59_17016/_article/-char/ja/(accessed 2024.02.19)
渡辺「理科学習における主体的な課題設定のプロセス」, 2000, https://www.jstage.jst.go.jp/article/jsser/15/2/15_KJ00001544274/_
article/-char/ja/(accessed 2024.02.19)－ 173 －

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