児童の多様な見方や考え方を引き出す理科の学習指導の工夫－グループでの体験的な活動を通して－
岩国市立装港小学校

教諭

中元

啓二

１

研究の意図
理科は、本来自然に親しむことや、観察、実験等の体験を重視した教科である。児童は、自然との体験的な活動を通して 、事物・現象を実感し 、自然についての認識を形成していく 。そして 、自然に関する学習の中で、他者と対話することを通して、多様な見方や考え方に触れ、その認識をより科学的なものへと高めていくことができる。このような学習は、問題解決能力を育成するという見地からも、近年重要視されているところである。
体験的な活動の中でも、特にグループで協力して課題を解決するような活動においては、対話が活性化し、多様な見方や考え方が表出することが期待できる。そして、このような対話は、児童の科学的な思考力を高めるために効果があると考えられる。
本研究では 、「グループでの体験的な活動を工夫すれば、対話が活性化し、児童の多様な見方や考え方を引き出すことができる」という仮説を立て、体験的な活動を工夫した授業を構想し、授業実践を通して、その有効性について検証することとした。

２

研究の内容
表１ に示した授業を構想し、所属校等において授業実践を行った。授業の構想に当たっては、
アメリカのローレンスホール科学教育研究所で開発された、GEMS(Great Explorations in Mathand Science)で紹介されているいくつかの活動を参考にした。これらの活動は、児童がイメージしやすいように課題が設定してあり、その解決へ向けて児童相互の話合いが活発に行われる。また、短時間で課題追究が十分にできる活動となっており、限られた授業時間内でも効果的に課題を解決することができる。
表１
学年

４

５

６

単元
(体験的な活動のテー マ)

検証のための授業実践の概略
体 験 的 な 活 動 の 概 略とねらい

学級の児童数とグループ編成

特殊な器官をもたない仮想の恐竜が、環境に適応して生き延びるためには、どのような体の機能をも「季節と生きもの」：導入 つとよいかについて、紙で恐竜のモデルを作りなが
児童数14人で４グループ(環境に適応する動物) らグループで話し合う。
（ １グループ３ 、４人 ）活動のねらいは、環境に適応するための動物の体の機能や行動についての理解を図ることである。
品質の異なる３種類のペーパータオルの性能を比 ・１回目の実践
較する実験を、児童自らが計画して行う。
児童数14人で５グループ（ １グループ２ 、３人 ）「自由研究の進め方」：導入
活動のねらいは、実験方法を話し合うことを通し(ペーパータオルテスト) て、条件の制御等、より正確な実験の仕方について ・２回目の実践の理解を図ることである。
児童数37人で９グループ（ １グループ４ 、５人 ）ペットボトルを加工した容器に土を入れ、地球の「生き物 のくらし と 自 然 モデルとし、このモデルを温暖化の状態にする方法
か ん き ょ う 」：発展について話し合う。
児童数15人で５グループ(地球のモデルを温暖化
活動のねらいは、モデル化した実験を通して、温（１グループ３人）させる方法)
暖化の現象や仕組みの体験的な理解を図ることである。

それぞれの授業において、児童の発話内容の分析を行い、どれくらい児童の対話が活性化しているかについて検証した。分析に当たっては、高垣マユミ氏による「相互作用のある対話の質的分析」の方法を参考にした。
以下に、各学年における授業実践と発話内容の分析について詳しく述べる。
-1 -(1) 第４学年における授業実践と発話内容の分析
ア 体験的な活動を工夫した授業の構想と授業実践
第４学年「季節と生きもの」の単元の導入段階で、環境への適応という視点から動物の体の器官や行動を観察できるようにすることを目的とした授業を構想した。以下に、その指導案を示す。
(ｱ) 単元名 季節と生きもの（全５時間）(ｲ) 本時案 （１／５）
ａ 主眼○ 仮想の恐竜が、環境に適応して生き延びるためには、どのような体の機能をもつとよ
いかについて話し合うことで、現存する動物の環境への適応の仕方について関心をもつ。
○ 進んで話合いに参加し、グループで協力して作業をすることができる。
ｂ 準備
画用紙に印刷した仮想の恐竜、はさみ、色鉛筆、マーカーペン、のり
ｃ 展開
学習活動

予想される児童の意識の流れ・反応

教師の働掛け(○)と評価( 評 )１

仮想の恐竜(ドリー)を ・ ティラノサウルスのような強い ○ ドリーを紹介し、活動への取り巻く厳しい自然環境
恐竜に襲われてしまうよ。
意欲を高める。ドリーは特殊について考え、本時の学 ・ 寒さや雨で病気になるかも知れな器官をもたない仮想の恐竜
習課題を知る。
ないよ。
で、１匹で暮らしているもの
・ あらしに遭ってけがをすることとする。
も考えられるよ。
○ 地球上のいろいろな場所を・ 水や食べ物がなくなると生きら想定するよう助言する。
れないよ。
きびしい自然の中でドリーが生きのびるには、どんな体に変身させるとよいだろう

２

グループで話し合って、 ・ 堅い背びれを付けたり、とげで ○ ドリーを切り抜いた周りのドリーの体に、生き延び体を覆ったりしたらどうかな。
画用紙と机上の道具を用いてるための機能を付け加え ・ 歯やとげから毒を出したら強く変身させることとする。
る。
なるよ。
○ ドリーは生き物であり、生・ 体から変なにおいを出したら、き物らしく変身させることを
敵は近づかないよ。
確認する。
・ 見付からないような色にしよう。 ○ 個々で変身のさせ方を考え・ 空を飛べるように翼を付けよう。 た後に、グループで話し合わ
・ 速く動けるようにスマートな体せる。
つきにしよう。
○ 同じグループの人の同意を・ 海にあるえさを捕るために水か得て、色を塗ったり、形を変きを付けよう。
えたりするように伝える。
・ 寒さから身を守るために、体中 評 グループの中で積極的に意に毛を生えさせよう。
見を述べ、作業をしているか（観察 ）。

３

変身させたドリーを見 ・ 僕たちのグループと同じ考えだ。 ○ 児童の考えた体の機能等のせ、自分たちが付け加え ・ あんな変身のさせ方もあったん
特徴を整理して板書する。
た体の機能等を発表する。
だね。

４

自分たちが付け加えた ・ 鳥の仲間には翼があるよ。
○ 環境への適応という視点か体の機能等をもった、現 ・ 保護色で身を守っている昆虫もら、現存する動物の体の器官存する動物を発表する。
いるよね。
や行動の特徴について考えさ・ マムシのように毒をもった動物
せる。
もいるよ。
評 積極的に発表しているか（発表）。

５

次時の予告を聞く。

・

現実の動物たちは、どのように ○ 次時は、季節の変化に適応
して寒さから身を守っているのだする動物の器官や行動についろう。
て調べることを告げる。
・ 僕たちが見付けた動物についても調べてみたいな。

-2 -

イ

検証（対話の分析）
児童の対話が活性化したのは、グループで話し合って、ドリーの体に生き延びるための機能を付け加える場面（指導案：学習活動２）であった。その場面でどのような対話が行われたかについて、あるグループの例をその分析結果とともに示す（ 図１）。
教師の指示：グループで話し合って、厳しい自然の中で生き延びることのできる体に、ドリーを変身させよう
発話 話し手

発話の内容

児童１

①
②
③

児童1 どうする？砂漠のときとか、寒いときは？

④

児童2

⑤
⑥

児童1

⑦

児童3

⑧

児童1

⑨
⑩
⑪
⑫
⑬
⑭
⑮
⑯
⑰
⑱
⑲
⑳

児童3

21
○

児童2

22
○
23
○
24
○
25
○
26
○
27
○
28
○

児童1

29
○

児童2

30
○

児童3

31
○

児童3

32
○
33
○
34
○
35
○
36
○
37
○
38
○
39
○

児童1

児童2 甲羅付けて、針付けて。

児童2
児童3
児童1
児童3
児童2
児童3
児童1
児童3
児童1
児童2
児童1

児童3
児童1
児童3
児童1
児童3
児童1

児童2
児童3
児童1
児童2
児童3
児童2
児童1

図１

児童３

①回答の要 求児童3 ハリネズミみたいな感じ？

児童2

児童２

②回答
砂漠 では、甲羅があるじゃあ。甲羅の中に③質問
ちゃ んと水が入っていて、転がりながら水④精ち化を飲むってのはどう？
⑤統合
寒くなったら、結構甲羅が厚くて。
⑥質問
甲羅が分厚い？
⑦統合
甲羅 の中はいろいろ、夏になれば中が冷た⑧統合
くなって…。
⑨矛盾点の指摘
冬になれば温かい暖房みたいのが付いて⑩拡張
るって感じ。
⑪確認
暖房付いとったらおかしいやろう。
⑫回答の要求甲羅に入ればええや。
⑬確認
ねえねえ 、甲羅描いてもいい？甲羅描くよ 。
⑭指示
甲羅何色にする？
⑮確認
甲羅付けてもいいよね。
⑯回答の要求こっからここまで使って（色画用紙を指して）。
⑰確認
いくよ（鉛筆で描き始める ）。
⑱回答の要求何色にする？
⑲質問
ラクダのこぶっぽい（描きながら ）。
⑳提案
21 提案
黒にする？
○
何が？
22 提案
○
甲羅の色 。これじゃ変じゃあ 。じゃあ緑は？
23 提案○
じゃけえ、反射する色とか。
24
拡張○
赤。いや、止めとこっか。
25 提案
○
黄色。
26 提案
○
反射は…、オレンジは？
27 提案○
黄緑に似合う色にしよう。
28 統合○
オレンジがいい、私。
29 矛盾点の指摘○
水玉、かわいくない。水玉しよう。
30 納得○
水玉の中身が黄色で外が…。
待っ て、水玉はねえ、何か弱そうな感じす
31 統合
○
るじゃ。
32
質問
○
うん、めっちゃ弱そう。
33 精ち化○
ねえ ねえ、敵に襲われる前に、緑色とか、
34 矛盾点の指摘○
そう いう目立たない、森に溶け込めるよう
35
統合○な色にしたら。
36 矛盾点の指摘○
周りの色に？
37 統合○
じゃけえ、緑にしちゃるんじゃ。
38
納得○
オレンジはだめ。オレンジは目立つ。
39 提案○
じゃけえ、黒にしようやあって言いよるじゃ。
： リンク
19回
黒は目立ちすぎるよ。
： 発展的リンク 16回
緑にしようや。
： 対立的リンク ５回： 話合いのきっかけを作ったり、つないだりする発話
緑いい。
： 話合いを深める発話
じゃあ、私塗る。
ドリーの体に生き延びるための機能を付け加える場面での児童の対話とその分析結果-3 -発話①から⑪までは、ドリーを取り巻く厳しい環境のうち、暑さ（砂漠）や寒さを想定し、ドリーの体に甲羅を付け加えることについての話合いが行われている。甲羅に対して、それぞれが違うイメージをもっていたが、相手の考えを想像し、確かめ合う対話が行われ、ドリーに付け加える甲羅のイメージが明確になり、全員が納得して作業を進めるようになった。
発話⑱から ○
39 までは、甲羅の色についての話合いが行われている。それぞれが、自分の好みの色やドリーに似合う色を主張し合っていたが 、対話が進むにつれて 、「 反射する色が良い 」、「弱く見えそうな色では良くない 」、「目立たず、森に溶け込む色が良い」と、生き延びるための体の機能という視点から考えることができるようになっていった。
本授業は 、14人の学級を４つのグループに分けて行ったが 、この例に示すような 、仲間に「 何で？ 」と疑問をぶつけたり 、意見の対立を含む対話がどのグループでも見られ 、それによって 、児童の思考が深まっていく様子がうかがえた。このことから、この活動が児童の対話を活性化するのに有効であることが確認された。
(2) 第５学年における授業実践と発話内容の分析
ア

体験的な活動を工夫した授業の構想と授業実践「自由研究の進め方」の単元で、研究の手順や正しい実験方法について、体験的な理解を図ることを目的とした授業を構想した。以下に、その指導案を示す。
(ｱ) 単元名

自由研究の進め方（全３時間）(ｲ) 本時案 （１／３）
ａ主眼○

３種のペーパータオルの品質について、ぬれたときの強さを比較する実験を行うこと
を通して、目的に合った実験を考案することや、制御すべき実験条件に着目し、正確に実験を行うことができる。

ｂ

準備
（全体）

ペーパータオル３種、おもり、クリップ、セロハンテープ、輪ゴム、定規、
大きめの空き缶、ワークシート（グループ）スポイト、メスシリンダー、トレー、ぞうきんｃ展開

学習活動・学習内容
１

予想される児童の意識の流れ・反応

教師の働掛け(○ )と評価( 評 )自由研究の進め方につ ・ 自由研究って、何を調べたらい ○ 具体的な自由研究の事例をいて話し合う。
いのか、よく分からないな。
紹介し、興味を喚起する。
・テーマの決め方
・ こんな疑問なら、僕も感じるこ ○ 研究の進め方について理解・研究の方法とがあるよ。
するために、授業者がもって・ 調べ方が分からなくて、困ったいる疑問を、解決するためのことがあるよ。
実験を計画、実施してみようと投げ掛ける。
ペーパータオルの値段の違いの秘密を探ろう

２

値段の差の原因につい ・ 野菜の水切りや天ぷらの油切り ○ ペーパータオルを使用したて予想するために、ペーをしていたよ。水や油をよく吸う
経験や、包装紙の広告文を手
パータオルに求められてものがいいんじゃない。
掛かりにして、ペーパータオ
いる品質について話し合 ・ ぬれた食器をふいたよ。ぬれてルにはどんな品質が求められう。
も破れないものがいいのかなあ。
ているのかを引き出す。
・水をよく吸うこと。
・ どのペーパータオルの宣伝も同 ○ 本時では、ぬれたときの強・ぬれても強いこと。
じようなこと強調しているんだ。
度について調べることとする。
-4 -

３

ぬれたときの強度につ ・ ぬらしたペーパータオルを両側 ○ ３種のペーパータオルをＡ、いて調べるための実験をから引っ張ったら強さが分かるの
Ｂ、Ｃとして示す。メーカー
計画する。
ではないかな。
を伏せることで、実験結果に・ 人によって感じ方が違うんじゃ
ついて、先入観を与えないよ
ないかな。
うにする。
・ ぬらしたペーパータオルにおも ○ ワークシートを配付し、実りを載せて、破れるまでのおもり
験計画と結果の記録の仕方をの数を調べてみようよ。
説明する。
評 グループの中で積極的に意見を述べているか（観察 ）。

４計画に従って実験し、 ・ 先生、私たちのグループは、ぬ ○ 各グループの実験方法を確
結果を記録する。
らしたペーパータオルにおもりを認してから実験させる。
落とす実験をします。おもりの高 ○ 実験の制限時間は20分間とさで強さを比べます。
する。
・ 僕が水を掛けるから、ペーパー ○ 早く作業を終えたグループ
タオルを２人でちゃんと持ってては、もう一度実験をして同じね。
結果が得られるかどうか確認
・ 役割を交代して実験しよう。
させる。

５

６

実験結果を話し合う。 ・

最も強かったのはＢで 、あとは 、○ 各グループの実験方法と結Ａ、Ｃの順でした。
果を発表させ、黒板の表にま・ 私たちのグループとは、違う方とめる。
法で実験したんだね。
・ 結果がこんなに違うのは、どうしてかな。

より正確な実験となる ・ ペーパータオルの大きさが１つ ○ 実験方法を振り返り、制御
ように 、計画を立て直す 。 だけ違うけど、同じ大きさにしな
されていなかった実験条件を・対照実験の留意点
くていいのかな。
見付けさせる。
・ ペーパータオルに注ぐ水の量を 評 条件を整えるための方法を
きちんと計っておかないと正確な考えたり、発言したりしてい実験ではないよね。
るか（ ワークシート 、観察 ）。
・ 水の注ぎ方やおもりの載せ方も同じになるよう、注意してやろうよ。

７

再度、実験を行う。

８

実験結果を話し合う。 ・

９・

正確な結果が出るように、慎重 ○ 各グループの実験方法を把に実験しようね。
握し、制限時間（15分）を告げ、ＡとＣの強度比べを行う
よう指示する。

前回の実験よりも信用できる結 ○ 実験データを見て、明らか果になったと思うよ。
な結果が得られたかどうか児・ 条件を整えたつもりだったけれ
童に判断させる。
ど、もっとこんなことに気を付け ○ 時間があったら、ペーパーたらよかったなあ。
タオル１カットの値段を告げ
・ Ｂのペーパータオルが破れにく
どれがお買い得なペーパータ
かったのは 、値段が高いせいかな 。 オルかについて話し合わせる。

学習したことをまとめる。・ 発芽の条件を確かめる実験で、 ○ 教科書の「理科の学び方」
・条件を整えること。
学習したなあ。
「自由研究の進め方」につい・実験の方法と結果を関 ・ 今度から実験をするときは、条て、具体的な例を挙げて、説連付けて考えること。
件を整えることに気を付けて、自明する。
由研究を進めよう。

-5 -

イ

検証（対話の分析）
児童の対話が活性化したのは、実験を計画する場面（ 指導案：学習活動３ 、６ ）と、計画に従って実験し、結果を記録する場面（指導案：学習活動４、７）であった。実験を計画する場面でどのような対話が行われたかについて、あるグループの例をその分析結果とともに示す（図２）。
教師の指示：ぬらしたペーパータオルの強さを調べる実験をグループで考え、その方法をプリントに書こう

児童１

発話の内容

発話 話し手①

児童1 横に引っ張るんか、縦に引っ張るんか。

②

児童2 でも、どうやって調べる？

③

児童1 水を垂らして。

④

児童2 持っとったら、破れるんじゃない。

⑤

児童1 何回振ったら破れるか。

⑥

児童2 手で破ってみる。

⑦

クリップ借りたらいいじゃ。クリップに挟児童2 んだらクリップのところが柔らかかったら
破れるし。

⑧

丸い重たそうなやつをペーパータオルをぬ
児童2
らして載せて 、持ったら破れるんじゃない 。

児童３

①提案
②回答の要求
③回答
④提案
⑤提案
⑥提案

⑨

児童2 まず、Ｋちゃん(児童１)が言ったのを書こう。

⑩

児童1 水に浸してから回す。

⑪

児童2 手で持つんよね。

⑫

児童3 ぶんぶん回す。

⑬

児童2 回すんよね。こういうことよね。

⑭

児童3 かなり回す。

⑮

児童1 上で回す。

⑯

児童2

⑰

児童3 そっか。

⑱

児童1 やめとこっかあ。

⑦提案
⑧提案
⑨提案
⑩拡張
⑪確認
⑫言換え
⑬確認
⑭言換え
⑮拡張
⑯矛盾の指摘⑰納得⑱納得

でも待って。人によって力が違うじゃん。
同じ力で回すのも難しいし。

図２

児童２

： リンク
13回
： 発展的リンク ４回： 対立的リンク ２回： 話合いのきっかけを作ったり、つないだりする発話： 話合いを深める発話実験を計画する場面での児童の対話とその分析結果「でも、どうやって調べる？」という発話②に対して、５つの多様な提案が見られた。そして 、「まず、Ｋちゃん（児童１）が言ったのを書こう」という発話⑨がきっかけとなって 、「何回振ったら破れるか」という発話⑤の提案の方向に、話題は展開していく。発話⑤に付け加えて 、「水に浸してから 」、「上で」と自分の考えを具体的にしていく発話⑩⑮や 、「人によって力が違うし、同じ力で回すのは難しいので正確な実験ができない」という矛盾点を指摘する発話⑯が見られた。
また、実線の矢印で示したように、相互が影響を与えながら、自分自身の考えをより明確にしたり、相手の思考を深めたりしていることが分かった。これらは、客観性を高め、科学的なものの見方や考え方を育成する効果がある対話である。上に示した例は、児童数14人の学級を
５グループに分けて行ったときのものである。37人の学級を９グループに分けて行った場合においても、ほとんどのグループで、このような対話が行われており、この体験的な活動が対話を活性化するのに有効であることが確認された。

-6 -

(3) 第６学年における授業実践と発話内容の分析
ア 体験的な活動を工夫した授業の構想と授業実践
第６学年では 、「 生き物のくらしと自然かんきょう 」の単元の終末に 、発展的な学習として 、
地球温暖化の原因について、体験的な活動を通して考えることを目的とした授業を構想した。
以下に、その指導案を示す。
(ｱ) 単元名 生き物のくらしと自然かんきょう（全９時間）(ｲ) 本時案 （６／９）
ａ 主眼○ 地球をモデル化した実験装置を使って、温暖化の状態を作り出す方法についてグループで話し合い、実験してみることで、地球温暖化の原因について考えることができる。
○ 進んで話合いに参加し、グループで協力して実験をすることができる。
ｂ 準備
実験装置（ 口の部分を切り取ったペットボトルの底に土を入れたもの ）、温度計 、厚紙、セロハンテープ、ラップ、輪ゴム、照明装置、ストップウォッチ、ワークシート
ｃ 展開
学習活動・学習内容予想される児童の意識の流れ・反応

教師の働掛け(○ )と評価( 評 )地球のモデルを温暖化させる方法を考えよう
１

地球をモデル化した実 ・ 湯を沸かすとき、ふたをした方 ○ グループで考えを出し合う
験装置で温暖化の状態をが早く沸くので、ふたをしてみた
際も、予想とその根拠をはっ作り出す方法をグループ
らどうかな。
きりと伝えるよう指示する。
で話し合い、発表する。 ・ 黒は光のエネルギーを吸収しや ○ グループで出された意見はすいので、ペットボトルを黒く塗図にまとめ、それを用いて発るといいよ。
表するよう助言する。
・ 水は冷めにくいから、中の土を 評 グループの中で積極的に意水で湿らせたらいいんじゃない。
見を述べているか（観察 ）。

２

本時の実験方法を知り、 ・ ペットボトルの大きさは同じか ○ 本時はラップで口を閉じた
条件の制御に気 を 付 けな。
物と、口を開けた物に照明をて準備をする。
・ 土の量も同じにしないといけな
当て、温度の上昇の仕方を比いね。
較することとする。
・ 電球からの距離が同じになって ○ 条件の制御に気を付けて実いるかな。
験するよう指示する。

３

グループごとに実験を ・ ラップをした方が、早く温度が ○ 実験は15分間行う。
行い、温度変化の様子等上がるね。
○ 温度変化は、折れ線グラフを記録する。
・ ふたをしていない方は、温度がで記録するよう指示する。
上がらなくなったよ。
○ 実験終了時は電球が熱いの・ ラップをした方も温度が変わらで、触れないよう注意する。
ないよ。もう上がらないのかな。

４

ラップをした方が高い ・ ラップをしていないボトルは、 ○ 各グループの温度変化のグ温度になった理由につい外の冷たい空気と混ざり合うから
ラフを掲示し、同様の実験結て話し合う。
温度があまり上がらないのかな。
果であることを確認する。
・熱が閉じ込められる現 ・ 地球はガラスの温室と同じよう ○ 学習活動１の理由を再度確象な仕組みになっているんだ。
認させる。

５

次時の予告を聞く。

・

実際の地球の大気には、実験で ○ このモデル実験から予想さ使ったラップのような壁はないはれる実際の地球温暖化の仕組ずだよね。
みについて考えさせる。

-7 -

イ

検証（対話の分析）
児童の対話が活性化したのは、地球をモデル化した実験装置で温暖化の状態を作る方法を話し合う場面（指導案：学習活動１）であった。その場面でどのような対話が行われたかについて、あるグループの例をその分析結果とともに示す（ 図３）。
教師の指示：地球のモデルに光を当てて、温暖化の状態にする方法を考えよう
発話 話し手発話の内容①

児童1 どうしたらいいかな。

②

児童2 周りを黒く塗る。

③

児童3

④

児童1

⑤

児童2

⑥

児童3

⑦

教師

⑧

児童3

⑨

児童1

⑩

児童3

⑪

教師

⑫

児童3

⑬

児童1

⑭

教師

⑮

児童1

⑯

児童3

⑰

児童1

⑱

児童3

⑲

児童2

⑳

児童3

21
○

児童1

22
○
23
○

児童3

24
○

児童3

25
○

児童1

26
○

児童3

27
○

児童3

28
○

児童2

29
○

児童3

30
○

児童2

31
○

児童3

32
○

児童2

33
○

児童3

児童1

児童１

児童２

児童３

教師

①回答の要求こ の ペ ッ ト ボ ト ル の 周 り を 黒く塗②提案
るんじゃろ。
③確認
その理由は？
④回答の要求黒はね、熱を集めやすいから。
⑤精ち化
他 に も 何 か 考 え よ う や 。 み んな同⑥進行
じじゃ、いけんじゃろう。
⑦質問
実際の地球でこんなことってあるかね。
⑧回答ありませんよ。
⑨統合
地球を塗っちゃいけんじゃろう。
⑩主張
先生、オゾン層をください。
⑪質問
何か、層が必要？
⑫回答
うん。オゾン層が必要です。
カバー。大きめのカバーがいる。
⑬拡張
ラップならあるよ。
⑭回答
ラップにしよう。ラップに。
⑮提案
二酸化炭素で消えんじゃあ。
⑯矛盾点の指摘
ラップに塗ればいいんよ。
⑰統合
暖 か く す る だ け じ ゃ っ た ら 、これ⑱比較的批判でできるよ。
⑲確認
これにラップ？ここ。
⑳矛盾点の指摘
ラップしても意味ないよ。
21
反対○
意味あるよ。
22 反対○
ないっちゃ。
23 比較的批判○
やらんにゃ、分からんじゃん。
24 統合
ま あ フ ロ ン ガ ス の 、 オ ゾ ン 層の代○
わりにはなるかも知れんけどね。
25 同意
○
じゃろ。
26 比較的批判○
本当はね、これ地球じゃ。これオゾン層じゃ。で、二酸化炭素が出て、27 回答の要求○
オゾン層が破壊されて。
28
回答○
ねえねえ、オゾン層ってどうやって
29 回答の要求○作ればいいと思う。
ラップ。
30 矛盾点の指摘○
二酸化炭素で破壊できる物って
31 提案
○
何？
32
同意
○
二 酸 化 炭 素 っ て 作 ら ん で も いいん
じゃないん。
33 回答の要求
そ う よ 。 こ の 中 に 、 こ の 中 に二酸○化 炭 素 を 入 れ て 、 あ れ あ る じゃ、学校に。スプレーみたいなの。
： リンク
17回
：
発展的リンク
９回
ああ。
： 対立的リンク ８回
あ れ 入 れ て 、 あ あ 、 オ ゾ ン 層ない： 話合いのきっかけを作ったり、つないだりする発話や 。 オ ゾ ン 層 ど う や っ て 作 る、オ： 話合いを深める発話ゾン層。
図３ 実験方法を考える場面での児童の対話とその分析結果-8 -発話①から⑨までは、児童２が提案した 、「ペットボトルの周りを黒く塗ること」についての話合いが行われている。理由を尋ねられたことで、児童２は根拠を明らかにして話すことができた。発話⑩からは 、「オゾン層が必要である」という児童３の主張を中心に話合いが展開している。
児童がもっている知識には、科学的に誤ったものもある。例えば、児童３は 、「二酸化炭素
によってオゾン層が破壊される」と述べており 、「オゾン層が破壊されることが地球温暖化の主な原因である」と、事実とは異なった認識をしている。しかし、そのような誤った知識や断片的な知識でも、仲間への説明を試みることによって、新たな疑問を見付けたり、自分の主張の矛盾点に気付いたりすることができ、自然の事物・現象についてのより深い理解へとつな
がっていくことが期待できる 。ただし 、児童がもっている誤った知識については 、話合いによって思考が深まったことを十分に認めた上で、科学的に正しいものへと導くことが必要である。
(4) 指導のポイントや準備の仕方が分かりやすい実践の手引の作成
本研究において構想した授業を、多くの教師が容易に実践できるよう、授業実践で得られた知見を基に、以下の点に留意して、実践の手引を作成した。
ア 授業の流れをつかみやすくする工夫
学習課題とともに、児童への発問やおよその時間配分を示すことで、授業の大まかな流れがとらえやすいようにした（ 図４）。
また、前時までに取り上げておきたいことと、次時から展開できることについては、学習活動の例を挙げて示した。授業によっては、前時に必ず押さえておきたいこともあるので、その内容についても明記した。

授業の大まかな流れ【前時の学習】○地球温暖化について、知っていることを話し合おう○地球の歴史と気候変動について考えよう

【本時】
（１時間）
地球のモデルを温暖化させる方法を考えよう
１「地球のモデルに電球で光を当てて、温暖化の状態にする方法を考えよう」〈10分〉
２「条件の制御に気を付けて、実験の準備をしよう」〈5分〉
３「グループごとに実験を行い、変化の様子を記録しよう」〈20分〉
４「ラップをした方が高い温度になったのはどうしてかな」〈7分〉
５「実際の地球では、どのようにして温暖化が起こるのか予想しよう」〈3分〉【次時からの学習】○地球温暖化の原因（温室効果と二酸化炭素）について調べよう○今、地球で起こっていること（地球温暖化の影響）について調べよう○地球温暖化を食い止めるために、私たちにできることについて話し合おう
図４

授業の大まかな流れを示した部分（実践の手引から）

-9 -

イ

対話を活性化させるポイント（教材の提示の仕方、発問等）
グループにおける児童の対話を活性化させるには、解決すべき課題を、すべての児童が明確にとらえることができるようにしたり、課題解決の必然性をもたせたりすることが大切である。そのためには、教材提示の仕方やタイミング、説明や指示の表現を工夫しなくてはならない。
授業実践での検証を基に、児童に教師の意図が的確に伝わる教材提示の仕方等を検討し、それが具体的にイメージできるように記述した（ 図５ 、下線部 ）。
【本時】
１

地球をモデル化した実験装置で温暖化の状態を作る方法をグループで話し合い、発表する「地球のモデルに光を当てて、温暖化の状態にする方法を考えよう」
まず 、前時の学習を振り返り 、「 ここ50年間での気温の上昇は 、とても急激である 」、「今
後も更に気温は上昇していくと考えられている」ことを確認する。そして、このような地球温暖化の原因について調べることを伝える。
地球温暖化の原因を、実験して調べたいが、実物の地球を使って実験することはできないので、地球のモデルを作ってきたと言いながら、実験装置を提示する 。
「 なぜ 、
このペットボトルに土を入れたものが地球のモデルなのか」と疑問を抱く児童が多いと思われる。右のような図を描いて、このモデルは、地球の表面の一部で、地表と大気をモデル化したものであると説明する。
次に、太陽の光を同じように当てて、２つのモデルのうち、１つだけを温暖化した状態にする（大気の温度を高くする）方法をグループで考えるよう指示する。手を加えるのは温暖化させるモデルの方のみとする。また、そう考えた理由もワークシートに記入するよう指示する。
予想される児童の反応は次のようなものである。
・黒は、光のエネルギーを吸収しやすいので、ペットボトルを黒く塗る。
・湯を沸かすとき、ふたをした方が早く沸くので、ラップやテープでふたをする。
・発泡スチロールは熱を伝えにくいので、冷めにくくするために、発泡スチロールの箱に入れる。
・光を集めると温度が高くなるので、虫眼鏡で光を集めて当てる。
・実際の地球では、人が火を使っているし、火山もあるので、ペットボトルの中で火を燃やす。
・二酸化炭素が温暖化の原因だと聞いたことがあるので、二酸化炭素を入れる。
・水やお湯で土を湿らせる。
理科で学習してきた内容を基にして考えた意見や、科学的な根拠に基づいて出された
意見を 、しっかり認め 、賞賛する 。今回は実験できなくても 、確かめてみる価値があり 、今後の学習に役立つ貴重な意見であることを伝えたい。
図５

ウ

教材提示の仕方の例（実践の手引から）予想される児童の反応
児童の発言や行動を事前に予測し、それに応じた指示等の対処の仕方を考えておくことは、授業のねらいを達成するためにとても大切である。特に、多様な見方や考え方が可能な活動では、教師の思いも寄らない児童の言動がしばしば表れる。そこで、検証授業での児童の様子、発話分
析によって得られた児童の反応例をできるだけ詳しく示すことにした（ 図６）。
- 10 -

２ グループで話し合いながら、ドリーの体に生き延びるための機能を付け加える「グループで話し合って、厳しい自然の中で生き延びることのできる体に、ドリーを変身させよう」
ドリーがすんでいる場所を自分たちで設定して、そこの環境に適応するように変身させることを指示する。変身させるとは、色を塗ったり、何かの器官を紙で作ってはった
りすることとする（器官を作るときは、ドリーを切り抜いた余白の紙を使う ）。ドリーはグループに１匹しかいないので、個々で変身のさせ方を考えた後に、班で話し合い、みんなが納得して、切ったり、はったり、塗ったりするように指示する 。ドリーは恐竜で 、道具を作ったり、使ったりはしないので、生き物らしく体の器官を付け加えることを確認する。活動終了時刻を決めて、活動を開始する(活動時間は20分)。
予想される児童の反応は、次のようなものである。
・大きな角を付ける。
・鋭い歯やきばを付ける。
・鋭い爪を付ける。
・大きな尾を付ける。
・堅い背びれを付ける。
・全身をとげで覆う。
・体から変なにおいを出す。 ・電 気 でしびれさせる。
・360度見える目を付ける。
・目玉模様を描く。
・歯やとげ等から毒を出す。
・水かきを付ける。
・空を飛べるように翼を付ける。 ・首を長くして遠くまで見えるようにする。
・体中に毛を生えさせる。
・速く動けるようにスマートな体つきにする。
・甲羅を付ける。
・目立たないような色に塗る(保護色)。
図６

エ

児童の反応を詳しく示した例（実践の手引から）準備物とその入手方法等の授業の準備に係る情報
何を児童の前に用意するかで、実験を計画するときの児童の発想や話合いの内容は、大きく変わる。円滑な活動のためにも、準備物に気を配ることは、とても大切である。本授業の活動で使用した準備物や 、児童が必要とした用具等を 、その入手方法や数量とともに詳しく示した（ 図７ ）。
実験の用具のみならず、授業で使用するワークシートや、実験結果を効果的に伝えるためのアイ
ディア、板書例等も実物の写真を示して解説した。

□おもり（ナット 、 ボルト 、 ワッシャー 等 ）１つの重さが約30～70ｇで同一のものを、グループに１㎏分程度用意する。さびない材質で、とがっていない
ものがよい。 ナット や ボルト 、 ワッシャー 等は、ホームセンターでも購入できるが、小さい物しか扱っていない
ことが多い。実 験 を 効 率 よ く 行 う の に 適 し た 大 きめ のワッシャー 等は、建築資材を扱う金物店で購入できる。
また、入手が簡単なのは、 釣り用のおもり だが、鉛製のものは避けた方がよい。
□水を計量する道具
スポイト 、 メスシリンダー 等、正確に水を計量する道
具を児童の実態に合わせて用意するとよい。 スプーン や
カップ 等も使える。
□その他実験で使えそうなもの
クリップ、大きめの空き缶、輪ゴム、定規、ばねばかり、
ストップウォッチ 、 鉄製スタンド 、 セロテープ 、 はさみ等。
図７

準備物とその入手の仕方の例（実践の手引から）- 11 -

３

まとめと今後の課題(1) 研究のまとめグループでの体験的な活動を工夫することによって、科学的な思考力や問題解決能力を高める効
果のある、児童の対話が生まれることが明らかになった。児童の対話が活性化したのは、課題を解決するために行う実験の方法を考える場面と、実験等の活動を行う場面であった。グループでの活動において、仲間の意見を正確に理解しようとしたり、意見の一致を図ろうとしたりするために、対話が活性化するのである。
そして、児童の対話を詳しく分析した結果、これらの体験的な活動は、科学的な知識だけでなく、科学的な探究の方法をも身に付けさせる機会となっていることが分かった。このような学びの経験を重ねることにより、児童は、科学への興味・関心を高め、理科を学ぶことの意義や有用性を実感するものと考える。
(2) 今後の課題
平 成 20年 度 の 学 習 指 導 要 領 改 訂で、理科の授業時数が増えることとなり、体験的な活動を重視した授業に、より多くの時間を割くことができるようになった。この時間を充実したものとするためにも、体験的な活動を工夫した授業を更に考案していきたい。そして、多様な見方 や 考 え 方 を 引 き 出 す 理 科 の 授 業を継続して行うことによって、理科を学ぶことに対する児童の意識をどのように改善することができるかという、長期的な効果についても検証していきたい。
また、作成した実践の手引は、やまぐち総合教育支援センターのＷｅｂサイト上に公開する予定である。この実践の手引を多くの教師に実際に使ってもらい、実践した教師の意見を集約
して、より使いやすいものとなるよう改善していきたい。

【引用文献】
文部科学省 、『小学校学習指導要領

平成10年12月告示

平成15年12月一部改正 』、独立行政法人国立印刷局、

1998
文部科学省 、『小学校学習指導要領解説理科編
高垣マユミ 、『授業デザインの最前線

平成11年５月

平成19年10月一部補訂 』、東洋館出版社、1999

理論と実践をつなぐ知のコラボレーション 』、北大路書房、2005【参考文献】
文部科学省 、『小学校学習指導要領

平成20年３月告示 』、文部科学省、2008

国立教育政策研究所、『生きるための知識と技能３

OECD生徒の学習到達度調査(PISA)2006年調査国際結果報告書』、

ぎょうせい、2007
Jacqueline Barber･Lincoln Bergman･Cary Sneider･Elizabeth Stage、『The GEMS Teacher's Handbook』、Lawrence Hall of Science、1988『GEMS教師用ガイド

動物の自己防衛 』、ジャパンGEMSセンター、2008『GEMS教師用ガイド

ペーパータオルテスト 』、ジャパンGEMSセンター、2007『GEMS教師用ガイド

地球温暖化と温室効果 』、ジャパンGEMSセンター、2004- 12 -