理科/環境教育助成

成果報告書作成例

日産科学振興財団

理科／環境教育助成 成果報告書
回次：第５回

助成期間： 平成２０年１１月１日～平成２１年１０月３１日 （期間１年間）

テーマ： 新しい学習指導要領に沿った惑星の体験学習教材の開発
氏

名： 毛利 春治

所 属：

秋田大学教育文化学部

登録番号： ０８２５８

１．課題の主旨
秋田大学教育文化学部には，天文台が設置されており，夜間観察会や天文講演会，天文講習会などの市民向けの天文イベントを開催している．夜間天体観察会では，天文台にある天体望遠鏡で惑星や星雲・星団などを観察するが，曇天の場合は実施できない．曇天時の天文イベントとして，「手づくり天体望遠鏡」と「惑星観察ゲーム・キット」の開発を行う．これらの教材を開発しイベントを実施することにより，天体を観察するだけでなく，天体望遠鏡の仕組みや太陽系の概観について理解を深めることができ，天文学を取り巻く技術や科学について興味関心を深めることができると考えられる．平成 24 年度より実施される新しい中学校学習指導
要領の地球と宇宙の単元では，「惑星の特徴を理解するとともに，惑星の見え方を太陽系の構造と関連付けてとらえる」ことが目標になっている．また，「惑星」について，大きさ，大気組成，表面温度，衛星の存在な
ど現行には無い新しい内容を取扱うことになる．一方，「十分な観察，実験の時間や探求する時間の設定」，「ものづくりの推進」，「継続的な観察などの充実」，「博物館や科学学習センターなどとの連携」が指導計画の作成に新たに加えられた．本事業によって教材開発を行い，大学や各施設を利用して，複数回のイベントを実施することにより，学校教育において，大いに貢献することができると期待される．

２．準備

本研究は，手づくり天体望遠鏡の開発，惑星観察ゲーム・キットの開発，天文イベントの開催で構成されている．
１） 手づくり天体望遠鏡の開発：試作した天体望遠鏡の性能について確認する
２） 惑星観察ゲーム・キットの開発：実際の天体との違いについて調査し，改善を行っていく．
３） 天文イベントの開催：各施設との打合せ，イベントの企画を行い，地元新聞・広報あきたを利用した広報を行う．

３．指導方法１）手づくり天体望遠鏡の開発
手づくり天体望遠鏡の開発市販の虫眼鏡や老眼鏡，簡易双眼鏡に使用されている凸レンズの口径と焦点距
離，材質，製品精度を測定して，天体望遠鏡の設計・制作を行う．また，専用の凸レンズ・凹面鏡を利用した天体望遠鏡の制作を行う．制作した天体望遠鏡と市販の天体望遠鏡工作キットを使用して天体観測を行い，性能（倍率，限界等級，分解能）を確認する．これまで市販されていた作るだけのキットではなく，考えながら工作できる学習シートと天体望遠鏡キットの開発を行う．
２）惑星観察ゲーム・キットの開発
惑星観察ゲーム・キットの開発惑星の写真を印刷し，見かけの大きさが実際と等しくなる位置に配置して，天体望遠鏡や双眼鏡を使用して惑星の観察体験を行う学習教材である．見かけの大きさだけでなく，等級や満-1-

ち欠け，表面の模様の変化が忠実に再現できる教材を開発する．また，どのような環境でも，いつでもどこでも簡単に惑星観察ゲームを実施することができるようなキットの開発を行う．
３）天文イベントの開催
天文イベント（手づくり天体望遠鏡講座，惑星観察ゲーム）の開催秋田大学の天文台を中心に，秋田市自然科学学習館，秋田市太平山学習センター，あきた白神体験センターを会場にして，手づくり天体望遠鏡講座，惑星観察ゲームを実施する．晴天の場合は，天体望遠鏡を使った惑星観察を行い，制作した天体望遠鏡との違い，惑星観察ゲームとの違いについて比較学習を行う．また，教育機関への教材の提供・出前授業を行う．各施設においてイベントを実施する．秋田大学の天文台では，毎月月末の土曜日に実施している夜間天体観察時に実施する．参加者のアンケート・学習シートにより，教材の評価を行い改善を行う．・各教育機関へ開発した教材の提供を行い，学習指導上の改善点についてアンケート調査を行う．スター・ウィーク期間中（８/１～７），夏休みの自由研究として天体観測を行う児童生徒を対象に特別イベント「惑星観測大会」を実施する．夏休み終了後にレポートを提出してもらい優秀者の表彰を行う．実施された全イベントのアンケート・学習シートをまとめ，学習効果について評価を行う．
４．実践内容天文台主催で 2 回，市立図書館主催で 1 回，依頼のあった施設・個人に対して 4 回，合計 7 回のイベントにおいて手づくり天体望遠鏡講座を実施し，合計 100 名に手づくり望遠鏡キットを配布した．
夏休み期間中に手づくり天体望遠鏡・天体観察コンテストの募集を行い 3 名の応募があった，特賞１名，1 等賞１名，2 等賞１名を選出し，新天文台ファーストライトセレモニーにおいて表彰式を行った．
５．成果・効果
天文イベント（手づくり天体望遠鏡講座）について
手づくり天体望遠鏡のイベントへの参加者に対するアンケート結果より以下のことが分かった（図 1）．

図1

イベント参加者のアンケート結果（数値は人数，色が濃い程評価が高い）．

-2-

① 天体望遠鏡の仕組みの学習では，レンズの焦点距離の測定や望遠鏡の工作の活動を通して，天体望遠鏡の仕組みを十分理解させることができた．
② 天体望遠鏡の工作では，楽しく，上手に作ることができ，また，自分でも改良してみたいという回答が多く，自ら学習する意欲を芽生えさせることができた．
③ 星・月・惑星の観察体験では，工作した天体望遠鏡の視野に目標の天体を入れピントを合わせる作業が，特に低学年の児童にとっては，困難な作業となってしまい，十分に観察体験を行うことができなかった．学年ごとに班分けをしたり，上級生に手伝ってもらったりするなどの活動の工夫があればスムーズに活動できたと考えられる．

手づくり天体望遠鏡・天体観察コンテストについて
手づくり天体望遠鏡・天体観察コンテストでは，3 件の応募があった．特賞の作品は工作・観察ともに優れた内容であった．材料を全て自分で用意してイベントで工作した天体望遠鏡より性能の高い天体望遠鏡を工作し，月を 4 回観測，月の満ち欠けの変化する様子や月の海の様子を詳細にスケッチしており，評
価者の評価も非常に高かった．応募件数については，応募しやすいように条件を低く設定したり商品も多数そろえたりしたが，効果はほとんどなかったと考えられる．イベントの趣旨をもう一度考え直したり，イベントを単独で開催するのではなく，教育機関や公民館の協力を得てイベントを実施したりするなど，多くの改善が必要であると考えられる．

６．所

感

本活動で，多くの小中学生に，手づくり天体望遠鏡の楽しさ，天体観察の魅力について広めることができたと思う．
現在は，さまざまなモノが比較的手に入りやすく，それらを利用した教育活動を行うための環境が整っている．しかし，現代社会は，科学技術の発展によって成り立っていることを自覚する機会はあまりないと思われる．社会成長を継続的なものにするためにも，ものづくり，科学と技術の関係を認識させながら，児童生徒の科学への興味関心を高めていくことは大切である．小さなイベントでも，実施回数を多くすることにより，少しでも多くの児童生徒に科学の面白さ，すばらしさを伝えることができれば，将来の社会に大きく貢献できるのではないかと思う．
７．今後の課題や発展性について
本研究で開発したプログラムは，開催時間に応じて内容を変更することができるため，さまざまなイベントにおいて実施可能である．また，工作で利用できるマニュアル，ワークシートを作成したので，これを利用・参考にすることにより誰でも簡単に手づくり天体望遠鏡を工作し，天体観察を実施することができる．今後は，イベント終了後に，どのような活動を行ったのか，実際の天体観察を行ったか，科学や天文学に対する意識が変わったか，どのような進路（高校や大学）に進んだかを追跡するような，継続調査をする必要があると思われる．
８．発表論文，投稿記事，メディアなどの掲載記事
論文
１．学習指導要領に沿った天体観察の体験学習教材，毛利春治，平成 21 年度東北地区国立大学法人等技術職員研修概要集，2009，pp68-pp69
口頭発表
１．学習指導要領に沿った天体観察の体験学習教材，毛利春治，平成 21 年度東北地区国立大学法人等技術職員研修技術発表会，岩手大学テクノホール，平成 21 年 8 月 26 日，15:25-15:40-3-

【教材制作方法】
・実施内容が教材開発の場合、ここから１～２ページ使って、教材の制作方法を記載願います・実施内容が教材開発でない場合、このページ以降を削除願います
惑星観察ゲーム・キットの開発を行った．惑星観察ゲームは，部屋の中に惑星や月の写真を貼り付けて，手づくり望遠鏡で観察して，肉眼と天体望遠鏡とでは，どのように見え方が違うかを体験する学習教材である．惑星観察キット
は，手づくり天体望遠鏡を工作するための材料一式（賞状の筒，老眼鏡（度数+2.5），ルーペ，三脚）と，惑星と月，星雲や星団の写真，方位磁石，ワークシート・観察シート（図 2），星座早見ペーパークラフトのセットとした．
ワークシートは，天体望遠鏡の仕組みを理解するための学習シートである．天体望遠鏡には凸レンズが 2 枚使用されていること，天体望遠鏡の倍率は凸レンズの焦点距離によって変わることを，凸レンズの焦点距離を実際に測定しながら理解し，する内容になっている．
観察シートは，完成した手づくり天体望遠鏡を使用して，部屋の壁に貼り付けた星（恒星）と惑星，月の写真を観察し，各天体がどのように見えるかを体験する内容になっている．星（恒星）の場合は，明るさの違うもの，色の違うものがあることを観察のポイントとする．また，発光ダイオードを使用して，電池の数が異なると明るさが変わること，距離を変えると明るさが変わることを体験してもらい，色は温度が対応しているということを確認する．惑星の場合は，惑星によって形や大きさ，満ち欠けの様子に違いがあることを観察のポイントとする．月の観察体験では，表面（月の高地と月の海）の様子の違いや，満ち欠けによって形が変わることをポイントとする．それぞれの観察体験では，肉眼で見たときとと手づくり天体望遠鏡で見たときとでは，見え方に違いがあり，手づくりではあるが，天体望遠鏡で見たときの方が多くの内容を観察できることを確認する．

図 2 作成した学習シート（左上：レンズの焦点距離の測定，左下：望遠鏡の作り方，右：惑星観察シート）-4-