日産財団『理科教育助成』

2022 年度 日産財団理科教育助成 成果報告書
テーマ：学びに向かう力，人間性等を涵養する理科授業デザインに関する研究～デジタルによる学習を方策として～
学校名：川崎市立川崎高等学校附属中学校

代表者：植村 裕之

報告者：澤田 大明

全教員数：25 名

全学級数・児童生徒数：9 学級・357 名

実践研究を行う教員数：2 名

実践研究を受けた学級数・児童生徒数：9 学級・357 名※ご異動等で現職の方では成果発表が難しい場合、上記代表者または報告者による代理発表を可といたします

１．実践の目的（テーマ設定の背景を含む）
本研究では，学びに向かう力・人間性等を評価する観点「主体的に学習に取り組む態度」に関して，学術的視点を取り入れながら概念を明らかにするとともに，その育成を志向する理科 授業デザインの構築を目的とした。具体的には，主体的に学習に取り組む態度の構成要素である「学習を調整する力」を具現化する「自己調整学習（self-regulated learning : SRL）」に着目した。SRLの内実を整理しながら，これに理科教育での実践が目指される「探究的な学習」を関連付け，理科における SRL の新たなモデル開発を行った。
さらに，STEAM 教育の観点より，テクノロジの活用を検討した。全国の児童生徒向けに導入された 1 人 1 台の PC 端末と，大容量高速無線 LAN 環境の教育資源を有効活用していく理科授業デザインを検討した。従来，動画視聴や調べ学習を目的とされ使用されてきた PC 端末に関して，SRL を促進するための手段としてのあり方に関して，理論と実践の両側面より精査した。具体的には，他者との対話，理科の見方・考え方の促進に寄与することで，探究的な学習を自ら推進していくことができるための手立ての導出を試みた。
以上のように，本研究では科学的に探究する過程を，テクノロジを活用して自己調整的に進めていく理科授業デザインの構築を目的した。

２．実践にあたっての準備（機器・材料の購入、協力機関等との打合せを含む）
神奈川県中学校理科研究大会川崎大会（神中理）生物領域（生物の分類）の授業公開に向けて教材を購入した。具体的には、アクアリウム水槽４台の設置に向けて、水槽の他、水草やソイル、生き物と生き物の餌の購入費用に充てた。これにより、理科室では約３０種の生物を飼育することができ、当日の授業では、理科室にいる生き物を様々な観点に基づきながら自己調整しながら分類する授業を行うことができた。
定期的に行った校内外での授業研究会における分析ツールとして視聴覚機材を購入した。生徒の発話プロトコルの収集、授業動画の記録などに活用した。これにより、授業研究会がより一層充実し、本研究の成果をまとめる際に有効活用することができた。

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３．実践の内容①自己調整学習を図１にある Zimmerman & Moylan(2009)によるサイクルモデルより精査するとともに，それをマクロな視点とミクロな視点で整理した。予見，遂行，自己内省の 3 つの学習段
階を自ら循環させていくことができるよう，教師はどのように支援していくことができるかどうかを検討した。

図 1 自己調整学習の段階と構成要素 （Zimmerman and Moylan ,2009)を基に作成②科学的な探究に関して，文部科学省が提起する探究のプロセスに加え，デューイによる「探究の理論」を援用しながら，真正な問題に基づいた探究のあり方について検討した。さらに，米国の科学教育スタンダードの基準を概観しながら，探究において具備される要件について考察した。
③①と②を踏まえ、先行研究との統合による，自己調整学習と科学的な探究を関連付けた図２に示すモデルの開発を行った。

図２

科学的な探究における自己調整をマクロレベルとミクロレベルで捉えたサイクルモデル（Stephan et al,2013、澤田・和田,2021 を基に作成）④認知の程度をレベルとして質的に分析する測定方法を援用し，理科における主体的に学習に取り組む態度を評価するルーブリックの開発を行い、探究的な授業に適用し、単元固有のルーブリックを示した。
⑤開発した仮説モデルを授業実践（中学校 1～3 年生の理科授業）に適用し評価に関する質的分析を行った。自己調整学習や科学的な探究に関する意識調査を量的分析により行った。
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４．実践の成果と成果の測定方法
研究内容①～③の成果を基に、④ルーブリックの開発を以下のように行った。
表１ 理科における探究において自己調整を評価するルーブリック（Lavi et al,2019、和田ら,2021 を基に作成）
授業分析結果（概要）

表２ ２０１９年度入学生の自己調整能力の経年変化に関する分散分析および多重比較の結果開発したルーブリックを基調として、生徒の自己調整の程度に関する自己認識を得点化して量的な分析を行った。その結果、予見については、効果が認められなかったが、遂行、自己内省については、有意差が認められた。これにより、自己調整と科学的な探究を関連付けたサイクルモデルを理科授業デザインの中核として組み入れた授業を推進したことで、生徒の自己調整能力が上昇することが示唆された。

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５．今後の展開（成果活用の視点、残された課題への対応、実践研究の可能性や発展性など）研究の成果である表１のルーブリックは、自己調整学習と科学的な探究に関する先行研究を統合し構築した図２のサイクルモデルを基盤として開発したものである。一般化されたルーブリックについては、様々な単元で適用可能であるかどうかについて精査していく必要がある。細分化されたルーブリックは、総括の評価のための活用以上に、形成的な評価（アセスメント）のために用いていくことが重要である。教師は、授業で目指す自己調整の姿を明確化し、生徒は授業の中でどの程度自己調整できているかどうかをアセスメントするための指標として位置付いていくために信頼性、妥当性の向上を図っていく。現在、どのように主体的に学習に取り組む態度を評価すればよいかわからないという学校現場の課題の一助になれば幸いである。
図２のサイクルモデルと表１のルーブリックを活用して授業研究を積極的に行い、今年度は、日産財団様の助成を受けることで、生物領域の教材の充実、分析ツールの充実を図ることができ、４のような成果をまとめることができた。これを基調にしながら、理科における自己調整学習の研究をこれまで以上に推進していく決意である。本研究では認知面に特化した研究であったため、今後は、自己調整の構成要素である、情意に関わる動機付けにも着目していきたい。

６．成果の公表や発信に関する取組み※ 研究会等での発表や、メディアなどに掲載・放送された場合もご記載ください・第７２回日本理科教育学会全国大会旭川大会口頭発表
・川崎市教育課程研究会夏期研修会口頭発表
・第 6３回 神奈川県公立中学校教育研究会理科部会

川崎地区研究大会 授業公開（４学級）及び教育課程領域研究報告口頭発表
・神奈川 CST プラン第 10 回シンポジウム研究報告口頭発表

７．所感
学びに向かう力・人間性等の涵養の評価を具体化する、主体的に学習に取り組む態度について、指導と評価をどのようにしていけばよいかという学校現場の課題に対して、理論と実践の両輪からアプローチしました。少し難しいと感じる先生方もいましたが、先生方がこれまで行ってきた授業実践を研究という視点で質的にまとめたものになっています。日産財団様の助成金により、授業の充実はもとより、分析ツールを得たことで、より詳細に授業を見るための「目」を養うことができた点はとても有意義でした。ありがとうございました。

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