科学概念の獲得に向けて構想を活かす児童を育てる理科学習指導－計画ボードを活用した「たてる」「つかう」活動を通して－
教育指導部教科教育班

長期派遣研修員（太宰府市立太宰府南小学校教諭）

比嘉一人

１ 研究主題についての説明(1) 研究主題の意味
ア 主題について「構想」とは、仮説を検証するための見通しである。その要素は、仮説に加え、「観察、実験の方法」、「結果の見通し」である。
「観察、実験の方法」には、「～すれば」という簡単な方法だけでなく、どのように条件を設定して観察、実験を実施するかという具体的な手続きも含む。
「結果の見通し」には、観察、実験結果の予想だけでなく、結果をどのように処理して考察すれば仮説が検証できるかという見通しまで含む。
「構想を活かす」とは、観察、実験や結果の処理、考察を行う際に、構想と照らし合わせることによって、仮説や観察、実験方法の妥当性を高めることである。
「科学概念の獲得に向けて構想を活かす」とは、自然のきまりの導出に向けて目的と過程を意識しながら、仮説の実証性、再現性、客観性を高めていくことである。
構想「科学概念の獲得に向けて構想を活かす児童」とは、
仮説
仮説’
図１のように表される。まず、「～すれば（方法）～に自然の方法観察､実験考察なるだろう（予想）」という仮説を検証するために、結きまり
予想
結果果を見通しながら観察、実験方法を立案する。そして、
素朴概念
科学概念
観察、実験を実施したり結果を処理して考察したりす
図１ 科学概念の獲得に向けて構想を活かす児童
る過程では、仮説や観察、実験方法を振り返り、それらを見直し、再検討を加えることで、仮説や観察、実験方法を妥当なものにしていく。このように、構想を基にすることで観察、実験の目的意識を高め、妥当な方法で実施した観察、実験の結果を根拠にして自然のきまりを導き出すことで、素朴概念を科学概念に更新することができる。
そこで、本研究が目指す児童の姿を次の二つと捉える。
○ 仮説を検証できる観察、実験方法について、結果を見通しながら立案することができる児童○ 仮説や観察、実験方法の妥当性を検討し、自然のきまりを科学的に導き出すことができる児童
イ 副題について
構想「たてる」「つかう」活動を、学習過程の中に図２のように
観察
仮方
結結、位置付ける。また、その目的、内容、方法を次頁表１に示す。 問題
説法
果論
実考ののののの験察設設処
導立「たてる」活動とは、仮説を設定し、それを検証するためのの定
定
理
出案
実
施
観察、実験方法を立案することである。その条件を設定する
たてる活動
つかう活動
ためには、仮説検証に必要な結果を具体的に見通す必要があ「つかう」活動の位置付ける。
「つかう」活動とは、観察、実験結果を根拠にして仮説を 図２ 「たてる」検証し、結論を導き出すことである。仮説を検証する際には、その目的と過程を明確に意識しておく必要がある。このような「たてる」「つかう」活動を成立させるために、計画ボードを活用する。計画ボードとは、構想を可視化できるものである。その構成要素は、仮説、条件、観察、実験の順序である。
「たてる」活動で計画ボードを活用すると、カード化された道具の図の操作や、図形や言葉などの必要事項の付加・修正が可能となるため、観察、実験方法を可逆的に検討して、構造化することができる。その際、グループで一つの計画ボードを活用して交流することにより、具体的な条件設定を比較しながら各々が付加・修正を行い、観察、実験方法の妥当性を高めることができる。
「つかう」活動
で計画ボードを活用すると、可視化された構想を必要に応じて振り返って照合することが可能になる
ため、仮説検証の目的と過程が明確に意識されることになり、科学的に結論を導き出すことができる。

- 1 -

表１

「たてる」
「つかう」活動の目的、内容、方法

た て る 活 動

つ か う 活 動目
的【Ａ】仮説の設定【Ｂ】観察、実験方法の立案

内容

自然事象仮説方法①問題意識を生み出す自然事象の提示→自然事象と、既習内容や生活経験との比較【Ａ】②変化の要因を焦点化する教材の提示→変化と要因との関係付け【Ａ】③条件、道具、順序、明確などの視点の提示→結果を見通しながら行う、観察、実験方法の具体的な条件の検討（個人）【Ｂ】④同じ仮説のグループでの、計画ボードの活用→観察、実験方法の比較、付加・修正【Ｂ】

素朴概念（既習、経験）
結果の見通し【Ｃ】観察、実験の実施【Ｄ】結果の処理【Ｅ】結論（自然のきまり）の導出
仮説
観察、実験方法
結果の見通し観察、実験結果①構想が可視化された計画ボードの提示→仮説の根拠となる結果を得るための、結果の見通しと観察、実験結果の比較【Ｃ】②順序、明確、正確などの視点の提示→観察、実験のくり返し【Ｃ】→複数の結果の平均化、グラフ化【Ｄ】③条件が異なる複数の観察、実験結果の提示→観察、実験結果の比較、及び仮説の検証【Ｅ】(2) 主題設定の理由
平成 27 年度の全国学力・学習状況調査では、「予想が確かめられた場合に得られる結果を見通して実験を構想すること」に課題があるとされている。平成 30 年度の調査においても、該当する問題の正答率が 47.7％と低く、依然として課題があると指摘されている。さらに、最も大きな課題は、「より妥当な考えをつくりだすために、実験結果を基に分析して考察し、その内容を記述すること」であり、該当する問題の正答率は 20.1％であった。これらの原因としては、教師から与えられた方法で観察、実験が実施されているため、児童がその意味を自覚できておらず、考察する際にも仮説の妥当性を検討する意識が低いことが挙げられる。そこで、仮説検証に必要な結果を見通しながら自分で観察、実験方法を立案し、仮説の妥当性を主体的、且つ科学的に検討させることが必要であると考えた。
また、『小学校学習指導要領解説』では、育成を目指す資質・能力の一つとして、「未知の状況にも対応できる思考力・判断力・表現力等」が挙げられている。つまり、理科学習においては、未知の自然事象の問題に出合った際に、仮説検証の見通しを基に追究してその問題を自ら解決し、科学概念を獲得できる児童の育成が求められている。以上のことから、科学概念の獲得に向けて構想を活かす児童を育てる理科学習指導の在り方を究明することは非常に意義深いと考え、本主題を設定した。
２ 研究の目標
小学校理科の学習指導において、科学概念の獲得に向けて構想を活かす児童を育てるために、計画ボードを活用した「たてる」「つかう」活動を学習過程に位置付けることの有効性を究明する。
３ 研究の仮説
小学校理科の学習指導において、目的と過程を意識できる教材を工夫し、追究する視点を焦点化して計画ボードを活用した「たてる」「つかう」活動を行えば、児童は仮説検証を見通し、科学概念の獲得に向けて構想を活かすことができるだろう。
科学概念の獲得に向けて構想を活かす児童
科学概念
計
４ 研究の具体的構想
画ボ(1) 目的と過程を意識できる教材の工夫
・結論の導出ー
活
追究する視点のド つ ・結果の処理
動
提示
仮説や観察、実験方法のを
構想を活かすには、目的と過程を意識するを再現性
妥当性を検討し、自然のきまり
活 か活・正確(誤差の減少)を科学的に導き出す
客観性
用性
・明確(仮説の正誤)ことが必要不可欠である。そこで、自然事象
・観察、実験のし・順序(見通し)化
実施
た う
【構想】
・道具(具体化)す
実証性「に対する問題意識を生み出し、仮説検証の見仮説検証に必要な結果・条件設定(妥当性)るたを見通し、観察、実験具て・観察、実験方法を立案する
る た体通しをもたせるために、三つの特性を有する方法の立案
目的と過程を意識」
的
結果の見通しできる教材の工夫「
簡単な方法とつ構
構想の可視化ように教材を工夫する。一つは、学習内容のか て予想を基に、想・内容の本質に迫る・仮説の設定
う
仮説を設定する・多様な活動を通して素朴概念との」探究できる
活 る
本質に迫るような事象の提示ができるもの。
比較・協働的な学びの必然
動
要因の焦点化
素朴概念
二つは、理科の見方・考え方が働き、多様な児童の実態活動を通して探究できるもの。三つは、他者
図３ 研究構想図と目的や問題を共有でき、仮説を検証する過程で協働的な学びの必然性が生まれるものである。
- 2 -(2) 追究する視点の提示
観察、実験方法を立案する際には、観察、実験が成立する前提条件になっているか、仮説の正誤を明確に検証することができる条件設定になっているかなど、検証過程を具体的に見通す必要がある。
そこで、「たてる」活動では、表２の「条件」「道具」「順序」「明確」などの視点を提示する。また、「つかう」活動において、正確な結果を基にして科学的に仮説を検証する際には、「順序」「明確」「正確」などの視点を提示する。
「正確」の視点を意識すると、くり返し実験したり平均化して誤差を減らしたりして、再現性を検討することになる。
「順序」や「明確」の視点を意識すると、観察、実験を通表２ 「たてる」「つかう」活動において提示する視点（例）して変化と要因の関係を量的に追究し、客観性を検討することになる。 条 件 実験を成立させるための、変化させない前提条件の妥当性。
道 具 観察、実験道具の試行を通した、観察、実験方法の具体化。
これらの視点を基に「たてる」「つか順 序 結果を見通して仮説と整合性のある順序であるかの検討。
う」活動を行うことで、児童自身が 明 確 決定した方法で実施すると、仮説の正誤が明確になるかの確認。
視点を獲得していくことができる。 正 確 誤差を最小限にして正確な結果を得るための、手続きの検討。
５ 研究の実際(1) 実証授業の学年及び単元指導計画 Ａ市立Ｂ小学校第５学年Ｃ組 34 名 単元「振り子の運動」○ 振り子の運動の規則性について仮説を設定し、結果を見通しながら、仮説を検証する実験方法を立案することができる。
目 ○ 振り子の１往復する時間とおもりの重さ、振り子の長さ、振れ幅とを関係付けて考え、振り子の１往復する時間が変化する
標 ○要因について、実験結果を根拠にして論理的に表現することができる。
○ 振り子の１往復する時間はおもりの重さや振れ幅には関係なく、振り子の長さによって変わることを導き出すことができる。
配時
学習活動・内容
ねらい（○）と主な手立て（・）導 振り子の操作や観察を通して、学習問 ○振り子の１往復する時間を変化させる要因を焦点化させる。
１、２ 入
題を設定する。
・上部を隠した２種類の振り子の提示。 ・簡易的な振り子の操作。
た 振り子の１往復する時間が変化する要 ○おもりの重さ、振り子の長さ、振れ幅について、仮説を設定する。
単 ３ て 因について考え、仮説を設定する。
・立場を明確にした、仮説の根拠となる経験についての意見交流。
る
元
仮説検証に必要な結果を見通しながら、 ○振り子の１往復する時間を変化させる要因を調べる構想を立てる。
活
指 ４、５
動 実験方法を立案する。
・「条件」「順序」「明確」などの視点の提示。 ・計画ボードの活用。
導
正確な実験結果を得るための処理方法○正確な結果を得るために、くり返し実験して平均する必要性を捉える。
計
つ画 ６ か を検討する。
・結果には誤差があることに気付かせるための、計測の試行。
振り子の１往復する時間と、おもりの重さ、 ○振り子の１往復する時間は、振り子の長さによって変わることを捉える。
う７、８
活 振り子の長さ、振れ幅との関係を調べる。 ・計画ボードの活用。 ・複数の結果を整理するためのグラフ化。
異なる条件で行った複数の実験結果を ○再現性や客観性について検討し、振り子の運動の規則性を捉える。
９ 動
基に、自然のきまりを導き出す。
・異なる条件の結果を整理した複数のグラフの提示。

(2) 指導の実際と考察
ア 導入（１、２／９時）
１、２時のねらいは、「振り子の１往復する時間」を変化させる要因を、「おもりの重さ」「振り子の長さ」「振れ幅」の三つに焦点化し、それらの関係を調べるという学習問題を設定することである。
そこで、まずは事前調査で誤認識が多く見られた「おもりの重さ」と「振れ幅」に焦点化させるために、上部を隠して振り子の長さが見えない二つの振り子を提示した。その際、素朴概念とのズレを生じさせるために、児童の認識とは逆の現象になるようにした。その上で、児童一人ひとりにビー玉と金属球の振り子を作らせ、何が影響しているかを考えさせながら自由に操作させた。
児童は、素朴概念とは逆の現象が観察されたことから疑問を感じ、ガラス玉の振り子と金属球の振り子の動きを比較したり、振れ幅を大きく振ってみたりする様子が見られた。活動中、振り子の１往復する時間には振り子の長さの影響がありそうとの意見は一致していた。しかし、複数の条件を同時に変化させていることで、おもりの重さや振れ幅の影響の有無については意見が分かれていた。これらのことから、条件を制御してそれぞれの影響を調べたいという目的意識が生まれていた。
イ 「たてる」活動（３～５／９時）(ｱ) 仮説の設定（３／９時）
３時のねらいは、「振り子の１往復する時間」と「おもりの重さ」「振り子の長さ」「振れ幅」との関係について、根拠のある仮説を設定することである。
そこで、一人ひとりが仮説の根拠をしっかりもてるように、導入における振り子の操作やブランコの経験などを想起させ、それらの経験を話し合わせた。
- 3 -児童は、振り子の操作で感じたことや、ブランコでは体重が重い人が乗ったり大きく振ったりすると勢いがついて速く動いた経験を根拠にして仮説を設定していた。最も多数だった仮説は「振り子の１往復する時間を短くしていくには、おもりを重くして、振り子の長さは短くして、振れ幅を小さくしていけばよい」であり、検証児であるＡ児とＢ児も同様の仮説であった。
(ｲ) 実験方法の立案（４、５／９時）
ⅠⅠ
仮説
４、５時のねらいは、実験が成立する前提条件を設定Ⅱし、仮説の根拠となる実験結果を見通しながら、仮説を前提条件
Ⅱ※グループで明確に検証できる実験方法を立案することである。
数値を統一
そこで、
「変えない条件」「仮説をはっきりさせる順序」、、Ⅲ
条件設定
Ⅲ
※幅、順序
「道具を使って」という視点を提示し、個人で学習プリのみ統一
資料１ グループで活用した計画ボード
ントに実験方法を立案させた。そして、その実験方法を【Ａ児の前提条件（改善前）】 【Ｂ児の前提条件（改善前）】
改善するために、仮説が同じ児童のグループで計画ボー
個
人ドを活用させた。計画ボードの活用については、二段階で立案の手順を踏んだ。前段では、前提条件を決定するために、Ａ児：おもりの重さは１個でいい？
カード化された振り子実験装置の図を操作して実験方法
グ Ｃ児：何個でも仮説ははっきりするんじゃない？
ル Ａ児：じゃあ１個でいいね。※計画ボードⅡ記入を可視化させたり、変化させない前提条件を検討させたー Ｂ児：（カードを操作しながら）振れ幅は？
プ Ｃ児：（Ｂ児の条件を指さして）５度は小さすぎると思う。
で Ｂ児：そうかな。道具を使ってやってみよう。
りした。この前提条件については、計画ボード上で統一
交 Ａ児：（道具で確かめながら）やっぱり振れ幅が小さすぎると、流１往復する時間の変化がわかりにくいよ。
させた。後段では、明確に仮説を検証できる順序にする
Ｂ児：わかった。じゃあ２０度にしよう。※計画ボードⅡ記入
ために、結果を具体的に見通しながら、仮説との整合性【Ａ児の前提条件（改善後）】 【Ｂ児の前提条件（改善後）】改善を検討させた。ここでは、変化させる条件の幅や順序を
資料２ 計画ボードを活用した前提条件の検討
計画ボード上で検討させ、具体的な数値は学習プリント【Ａ児の条件設定（改善前）】 【Ｂ児の条件設定（改善前）】に付加・修正することで自己決定させた。
資料１は、Ａ、Ｂ、Ｃ児で構成されたグループで活用した計画ボードである。ここでは、三つの条件のうち、個人
付加・修正が最も顕著であった振り子の長さの影響を調で立べる実験方法（資料１中央枠囲み部分）を中心に述べる。
案
まず、「変えない条件」や「道具を使って」の視点を基に、計画ボードを活用してグループで実験方法を可視化し、Ａ児：（Ｂ児の振り子の長さを変化させる幅を指さして）実験の前提となる変化させない条件を検討した（資料２）。
５㎝ずつより10㎝ずつ変えた方が、１往復の時間の変化がはっきりするのでは？
グ
これを見ると、振り子の長さによる１往復する時間の変
ル Ｂ児：そうか。なるべく大きく変えた方がいいね。
ー Ｃ児：振り子の長さは100㎝まで伸ばせるみたいだよ。
化を捉えやすくするために、振り子実験装置を操作しな
プ Ｂ児：もっと大きく変えて20㎝ずつにしよう。※計画ボードⅢ記入
で Ｃ児：Ｂ児はどうしてふりこの長さを短くしていってるの？
交 Ｂ児：仮説は「振り子の長さを短くしていく」だから。
がらおもりの重さや振れ幅といった前提条件を検討し、
流 Ａ児：なるほど。仮説とは逆で長くしていく順序にしていた。
Ｂ児：振り子の長さは、仮説に合わせて短くしていく方が、仮説がグループで適切な数値に決定できている。そして、決定はっきりするよ。※計画ボードⅢ記入【Ａ児の条件設定（改善後）】 【Ｂ児の条件設定（改善後）】したことを基に、Ｂ児は振れ幅を５°から 20°に改善することができている（資料２下部）。
次に、「仮説をはっきりさせる順序」という視点を基に、 個人
で結果を具体的に見通しながら、条件を変化させる幅や、実験仮説との整合性を検討した（資料３）。これを見ると、「振方法
り子の１往復する時間を短くしていくには、振り子の長を改さを短くしていく」という仮説を明確に検証するために、 善
振り子の長さを変化させる幅はなるべく大きくすることを、交流によって共有できている。また、仮説に合わせ資料３ 計画ボードを活用した条件設定の検討て、振り子の長さは「長い→短い」の順序で変化させるように決定することができている。そして、グループで決定した振り子の長さを変化させる幅、及び順序を基に、Ａ児、Ｂ児共に自分の実験方法を資料３下部のように改善することができている（点線囲み：付加・修正箇所、実線囲み：改善理由）。
- 4 -これらの過程を通して、前頁資料２の「変えない条件」の箇所に変化が捉えやすい前提条件を設定できた児童の割合は、71％から 94％に増加した。また、変化させる条件について、前頁資料３点線囲み部分のように仮説を明確に検証できる数値の幅、及び順序にすることができた児童の割合は、15％から 88％へと大幅に増加した。これらのことから、計画ボードを活用して「たてる」活動を行ったことは、実験方法を可視化することを通して、実験の前提条件を具体的に検討する上で有効であったと考える。また、変化させる条件の影響を明確に調べることができる幅や順序を検討させたことは、仮説検証が可能な実験方法を一人ひとりが立案できることにつながったと考える。
ウ 「つかう」活動（６～９／９時）(ｱ) 実験の実施、及び考察（６～８／９時）
６～８時のねらいは、立案した実験方法で実験を実施し、実験結果を基に、振り子の１往復する時間はおもりの重さや振れ幅には関係なく、振り子の長さに関係することを導き出すことである。
そこで、実験する際に結果が仮説の根拠となり得るかどうか検討する意識を高めるために、構想が可視化された計画ボードを提示した。
併せて、仮説と一致した変化になっていることを確かめられるように、「仮説をはっきり」という視点を提示した。振り子の１往復する時間の計測には必ず誤差が生じる。そこで、複数回実験を実施して平均化することの必要性を捉えさせるために、予め計測の試行を行って誤差資料４ 結果を整理したグラフが生じることを実感させた後、「正確に」という視点を提示した。
仮説を検証する際には、一人ひとり異なる条件設定で実験したため、それらを集めて資料４のようにグラフ化した。そのグラフから、「振り子の長さを短くするほど振り子の１往復する時間が短くなっていく」という量的な関係を捉えることができた（資料５）。このように、振り 資料５ 振り子の長さに関するＡ児の考察
子の１往復する時間と振り子の長さの関係を量的に捉え、「～するほど」
さっきの実験が失敗したのかもや「～していく」などと記述した児童の割合は、85％であった。
振れ幅を小さくして振り子の１往復する時間が短くなるかを調べる
実験では、振れ幅が 30°で１往復する時間が 0.92 秒、20°で 0.9 秒、さすがに 10°に10°で 0.9 秒となった。実験中は、資料６のように発言しながらくり なったら１往復する時間が短く返し実験して結果の再現性を検証する様子が見られた。Ａ児は、この なるだろう
結果から振れ幅は振り子の１往復する時間と関係ないと考察している 資料６ 振れ幅に関する実験の様子（資料７）。しかし、「ほぼ」という言葉から、結果の正確性に疑問をもっていることが伺える。これは、「たてる」活動で計画ボードを活用して実験方法を構造化したことにより、実験や考察を実施する際に、仮説検証の目的や過程が明確に意識できていたためであると考える。
資料７ 振れ幅に関するＡ児の考察(ｲ) 結論の導出（９／９時）
９時のねらいは、個人で行った考察の実証性や再現性、客観性を検討し、振り子の１往復する時間はおもりの重さや振れ幅には関係なく、振り子の長さに関係するという規則性を導き出すことである。
そこで、各グループで作成したグラフを掲示し、再現性を検討するために同条件の実験結果を、客観性を高めるために異なる条件の実験結果をそれぞれ比較させた。
実験中、資料８のように計画ボードを指し示し、前提条件が異なる場合でも同じ規則性が言えるのかについて疑問をもつ様子が見られた。
各グループで実施した様々な実験結果のグラフを比較する際には、等おもりの重さや振り子のしい前提条件の実験結果を比較することで、再現性を確認することが長さが変わっても、同じ結果になるのかなできた。さらに、異なる前提条件の実験結果を比較し、傾向が等しい
資料８ 計画ボード上で疑問を表す児童
ことを捉えることで、客観性を高めることができた。
資料７に示した「振れ幅を 30°にすると振り子の１往復する時間が少し長くなるのではないか」と- 5 -いうＡ児の疑問に関しては、振れ幅が異なる三つの振り子を同時に動かして比較してみたいという意見が出た。実際に比較してみると、振れ幅が 10°と 20°の振り子の動きはまったく同じであったが、30°では時間が経過するに連れて１往復する時間が長くなることが分かった。このことから、「振れ幅が 30°より大きくなると振り子の１往復する時間が長くなる」という規則性を捉えることができた。
このように、「たてる」活動を通して仮説検証の目的や過程が明確に意識できていたことが、実験結果を根拠にして科学的に規則性を導き出すことにつながったと考える。また、一人ひとりが仮説を設定し、それを検証するための実験方法を立案していたことが、等しい前提条件の結果を比較して再現性を確認したり、異なる前提条件の結果を比較して客観性を高めたりする上で有効であったと考える。
(3) 全体考察
ア 仮説を検証できる観察、実験方法について、結果を見通しながら立案することができる児童
前提条件（変化させない条件）の設定
実証前後の実態調査、及び実証授業において、前提条件を適切たてる前71
17 12に設定できた児童の割合は、たてる活動前が 71％であったが、たたてる後
94
6
てる活動後は 94％と増加した（図４）。このことから、たてる活
実証後
94
6動で実験方法を可視化したことが、仮説検証の視点の内在化につ
0%
20%
40%
60%
80%
100%
適切
条件制御の視点のみ
視点なし (N=34)
ながり、変化させない条件を具体的に検討する上で有効に働いた
図４ 前提条件を設定できた児童の割合
仮説が検証できる条件設定と考える。また、実証後の実態調査でも 94％を維持しており、前仮説が検証できる幅、順序（変化させる条件）の設定
提条件を適切に設定する思考過程が身に付いていることが分かる。 たてる前 15432121
また、仮説が明確に検証できる変化の幅や、仮説と整合性のあ たてる後
8866
919
る順序で条件設定できた児童は、たてる活動前が 15％であったが、 実証後
0%20%40%60%
80%
100%
たてる活動後は 88％と大幅に増加した（図５）。このことから、
適切
幅のみ
順序のみ
視点なし (N=34)
たてる活動で結果を具体的に見通したことが、条件の幅や順序の 図５ 仮説が検証できる条件設定ができた児童の割合視点の内在化につながり、適切な条件設定をする上で有効に働いたと考える。また、実証後の実態調
査でも 91％の児童が適切に条件設定できていることに加え、幅と順序のどちらの視点もない児童がいなかったことから、結果を見通しながら実験方法を立案する思考過程が身に付いていることが分かる。
イ 妥当な方法で実施した観察、実験の結果を根拠にして仮説を検証し、自然のきまりを科学的に科学的な検証導き出すことができる児童
実証性
946「つかう」活動において自然のきまりを導き出す際に、科学的 再現性
8812な検証を行うことができた児童の割合を、図６に示す。94％の児 客観性
85
150%
20%
40%
60%
80%
100%
童が、実験結果を根拠にして考察し、実証性を検討することがで(N=34)
できた不十分
きた。また、実験結果が仮説と異なる場合や、一つだけ結果がず
図６ 科学的な検証ができた児童の割合れている場合に、実験をやり直して再現性を確認する手続きを行ったことで、88％の児童が事後調査においてくり返し実験を行う価値について捉えることができていた。さらに、「たてる」活動において条件を三つ以上変化させる実験方法を立案し、他者の実験結果も加えてデータ数を増やしてグラフ化することで、関係を量的に捉えて客観性のある自然のきまりを導き出すことができた児童の割合は85％であった。これらのことから、仮説の根拠となる結果を見通して実験方法を立案し、その構想を基に追究したことが、実証性、再現性、客観性を検討する思考を高める上で有効に働いたと考える。
６ 研究の成果と今後の課題(1) 研究の成果○ 「たてる」活動で計画ボードを活用し、実験方法を可視化、構造化させたことは、根拠となる結果を見通しながら、仮説を明確に検証できる方法を立案する上で有効に働いた。
○ 「つかう」活動を行う際に、仮説検証の見通しである構想を基にしたことは、仮説検証の目的と過程を意識しながら実験や結果の処理を行い、科学的な検証をする上で有効に働いた。
(2) 今後の課題○ 「自覚的に構想を活かす児童」を育てるために、「たてる」活動と「つかう」活動を必要に応じて弾力的に選択、実施することができる学習過程の在り方について検討していく必要がある。
- 6 -