第２１回

ちゅうでん教育振興助成（２０２１年度）
報告書資料

学校名・団体名
コ ー ス

Ｎｏ,０１６

茨城県／つくば市立春日学園義務教育学校
学校支援

活動・研究のテーマ

児童生徒の「知る」「創る」をつなぐ STEAM 教育の実践〈活動・研究の意義および活動報告〉
１．活動に至る経緯および活動・研究の意義
本学園は、つくば市初の義務教育学校である。「どこよりも早く明日の教育に出会える学園」を合い言葉に、開校以来、思考ツールを用いた論理的思考力の育成や ICT の積極的活用、プログラミング教育などさまざまな研究を行ってきた。今年度より、「自ら学び、伝え合い、高め合うことができる児童生徒の育成」を組織目標に掲
げ、STEAM 教育の充実を目指し、活動・研究を行うこととなった。
活動・研究の意義は、「知る」と「創る」をつなぐ STEAM 教育の授業実践の中で児童生徒の好奇心や探究心を育むこと、児童生徒が身近な現象などからさまざまな課題をもち、その課題を楽しみながら試行錯誤して、自力で解決できる力を育むことを目指した。
本研究は、理科・生活科での「ものづくり」「課題解決」を中心の柱とした。
「ものづくり」は、ＳＴＥＡＭ教育の種をまくために、「知る」「創る」「考える」ことの楽しさ･面白さを見いだしたり、体感したりする授業実践を行った。
「課題解決」は身近な現象からもった課題を教科横断的な見方･考え方で試行錯誤しながら、ものづくりを通して、解決していく課題解決型の授業実践を行った。

２．活動報告（1）対象者 １～９年生（1204 人）（2）教 科 全教科 特に理科・生活科 科学部での研究活動（3）活動内容 ＳＴＥＡＭ教育を行う上で、研究主任を中心に研修を実施（図 18）
ア．２年生・生活科：10 月プラスチックの可塑性を生かしたアンモナイト標本づくり・12 月身近にある物を使用して遊べるおもちゃづくり（図 1～5）
生活科の「身近にある物を使用して遊べるおもちゃづくり」において、「おもちゃをパワーアップさせるためには何ができるだろうか」を課題とした研究授業を実施した。子供たちは、自分が作ったおもちゃを理科的な視点からパワーアップさせる方法を個人で考え、それを班員に広げた。その後、教室の後ろにある材料を自由に使い、試行錯誤しながら、考え、より飛ぶ・走る・大きな音が出るなどのおもちゃを創り出すことができた。

図 1 アンモナイト標本づくり

図 2 おもちゃをパワーアップ板書

図 3 グループでの話し合いの場面

図 4・5

試行錯誤しておもちゃを作成する様子（糸電話と車）

イ．３年生・理科：10 月きれいに見える色を組み合わせたカラフルイクラづくり
総合的な学習の時間（つくばスタイル科）：２月「防災バックをつくろう」（図 6～10）「防災バックをつくろう」の単元の「避難所で役立つ物はどんなものだろうか」という課題で研究授業を実施した。単元内で実際に防災士の話を聞いたり、避難訓練実施や避難所の生活などの動画を視聴したりした。その中で、避難所生活でさまざまなことが課題となっていること気づき、その課題を解決するための「ものづくり」をした。まず個人で設計図を作成し、似ている内容のクラスメートと班を作成し、話し合いを繰り返して、班での設計図を作成した。その後、教室の前にあるさまざまな材料を使って、役立つもの（視覚障害者をサポートするもの・お年寄りの歩行を助けるもの・小さい子供が静かに遊べるおもちゃなど）のモデルを創りながら、さらに設計図に改良を加え、班ごとに多種多様な設計図が完成した。理科で、「豆電球と磁石」を学んだ後の実施のため、豆電球や磁石を積極的に使えるよう教師の発問を工夫した。

図 6 人工イクラの説明

図 7 カラフル人工イクラづくり

図 8・9・10 避難所で役立つものの設計図を考えるために、さまざまなものを使って試行錯誤する様子

ウ．５年生・理科：２月電磁石をつかったスピーカーの音を教室中に響かせるには？ （図 11～15）「電磁石の性質」の単元において「電磁石の強さ」「電磁石を利用したおもちゃづくり」を学習した後の研究授業の実施である。まず身近にあるスピーカーの分解を通して、スピーカーは磁石とコイルが入っていることに気づかせた。その後、紙コップとエナメル線、磁石で作成した簡易スピーカーを作成したもので電子オルゴールの小さい音を聞かせ、子供たちにさらに大きい音を出したいという課題を持たせ、授業課題を「電磁石をつかったスピーカーの音を教室中に響かせるには？」とした。大きな音のスピーカーを創り出すための仮説を電磁石の強さを強める方法の知識を生かしながら、各個人、班で考え、ワークシートに記入した。そして、教室にあるさまざまな材料（さまざまな種類、大きさの磁石・さまざまな太さのエナメル線・違う大きさ、材質の紙コップ・電池等）を使いながら、試行錯誤して、大きな音が出るスピーカーづくりを行った。試行錯誤しながら、5 年生では学ばない磁力を強めることが大きな音を出すことに気づいた班が多かった。

図 11－14 スピーカーの音を大きくするために試行錯誤しながら制作している子供たちの様子

図 15 ワークシート

エ．８年生・理科：11 月骨伝導スピーカー・クリップモーターづくり １月前線ペーパーモデルづくり
３月 Microsoft Hacking STEM「風力発電測定キット」活用授業

報告書提出後実施（図 19・20）

オ．９年生・理科：10 月 ＤＮＡ抽出とストラップづくり（図 16・17）「生命のつながり」の単元において、「遺伝の規則性と遺伝子」のＤＮＡの学習の中で、ビーズとワイヤーをもちいて、ＤＮＡストラップを作成した。発展的な内容ではあったが、塩基配列や二重らせん構造であることなどを楽しく作りながら学ぶことができた。コドンからアミノ酸を考えて、ＤＮＡ構造を作成する生徒もいた。ＤＮＡや遺伝子技術に興味・関心を持たせることができた。

図 16･17 ＤＮＡストラップづくりの様子

図 18 ＳＴＥＡＭ教育研修会 図 19 クリップモーター

図 20 風力発電測定キット

カ．科学部 通年 マイクロプラスチックを効率的に回収する方法の課題解決型研究（科学的・物理的）水中マイクロプラスチックを効率的に安価で回収・除去する方法の開発を目的とした。マイクロプラスチ
ックの物理的回収方法の研究結果より、ラジコンボートに網をつけて、湖や沼などの表層にあるマイクロプラスチックの回収が可能であると分かった。今後、装置の改良・工夫（網の大きさ、構造、素材など）が必要であり、大型船を利用した回収装置の実用化につながると期待できる。さらに、超音波や水流を起こす方法は安価で効率的に回収できる可能性を示唆した。マイクロプラスチックの回収・除去方法は、超音波や水流を起こす物理的な方法が最適であると分かった。超音波等を与えると、真ん中にマイクロプラスチックが集まる。そのかたまりを網等で除去する方法の開発が今後の課題である。研究成果を発表し、県展２位、第65 回日本学生科学賞茨城県大会を受賞した。
３､子どもたちへの効果および今後の活動へ向けて
ＳＴＥＡＭ教育の授業は、子供たちが生き生きと積極的に話し合い、楽しそうに活動していた。そして、試行錯誤しながら、課題解決に向かっていた。ＳＴＥＡＭ教育は、主体的、対話的で深い学びを生み出すものであると感じた。授業後の感想や質問紙結果より、生活科と理科の授業における「ものづくり」「課題解決」を通して、「知る」「創る」「考える」の面白さや楽しさを体感して、子供たちの好奇心や探究心が育ったと考えられる。また、教科で学んだ知識や技能が実社会で応用されていることに気付くことができた。さらに、課題を設定し、その課題に向けて、情報を正確に集め、試行錯誤して「ものづくり」を行うことを通して、問題発見・課題解決力が育ったと考えられる。
今後は、この実践を元に、さまざまな教科を核とし、全学年、年間を通したＳＴＥＡＭ教育を実践していく。