日本科学教育学会研究会研究報告

Vol. 32

No. 10（2018）

示準化石の探究学習へ向けたモロッコ産デボン紀クリメニア化石の教材化と
中学校における授業実践
$SSOLFDWLRQRIWKH0RURFFDQ'HYRQLDQIRVVLOV&O\PHQLLGDHWRWKHVWXG\RQLQGH[IRVVLOVDQGSUDFWLFHLQWKHMXQLRUKLJKVFKRROV川上紳一 ・河合佑里恵 ・片田誠 ・橋田千寿 
6KLQLFKL.$:$.$0,<XULH.$:$,0DNRWR.$7$'$DQG&KL]X+$6+,'$


岐阜聖徳学園大学  土岐市立土岐津中学校  岡山県立倉敷天城中学校 豊橋市立章南中学校
*LIX6KRWRNX*DNXHQ8QLYHUVLW\7RNLWVX-XQLRU+LJK6FKRRO .XUDVKLNL$PDNL-XQLRU+LJK6FKRRO6KRQDQ-XQLRU+LJK6FKRRO>要約@ クリメニアはアンモナイト亜綱に属する軟体動物の化石であり，古生代デボン紀末期の限られた地層から産出するため，示準化石の教材化に向いている．本研究では，モロッコ産クリメニア化石を大量に確保し，分類を行って，化石の形態から分類群を絞り込めるものを選び教材とした．一方，アンモナイト亜綱に属する生物の系統図や地質時代年表，化石の同定に用いるアンモナイト図鑑を作成し補助教材とした．中学生を対象にした授業実践では，クリメニア化石の同定を行い，地質時代を決定する
活動を通して，アンモナイト類が示準化石であることや，化石を用いて地層の年代が推定できることを，実感を伴って理解させることを目指した．
>キーワード@ 示準化石，クリメニア，体験学習，地質年代，アンモナイト，デボン紀１．はじめに法を身につけさせることであろう．本研究では，

 グローバル化の進展や技術革新などにより，社クリメニア化石を用いて，生徒一人一人が化石を会の変化が急激に進むなかで，わが国では少子高観察し，その形態から分類群を絞り込み，同定し齢化が進んでいる．人工知能の飛躍的な進化によた化石の種類から，化石が産出した地層の時代をって近い将来，人々の働き方も大きく変化するこ

決定するという学習プログラム（川上ほか，2010）とが予想されている．こうした中，学校教育では，において，新たな教材を作成し，中学生を対象に児童・生徒が積極的に事物現象に関わり，問題を授業実践したものである．

発見し，解決していくなかで，知識を獲得し，情報を再構築するなどして，新たな価値を生みだす

２．アンモナイト類の教材化における課題

能力を育成することが求められている．こうした 小中学生を対象に示準化石に関する概念を探

目標を達成するために，小中学校の理科の授業に究的に学習させる授業実践には，村上（1995）やおいても，不断に教材開発やカリキュラムの開発

青井ほか（2009），川上ほか（2010）がある．青を行って，新しい時代にふさわしい理科授業を創

井ほかの研究では，フランス産ジュラ紀アンモナ造していくことが必要である．

イト化石を教材として使用している．教材化のた 中学校理科の第２分野では，生命や地球に関すめの標本として選んだ理由は，大量に確保できるる事物・現象を科学的に探究するために必要な力ため，児童・生徒それぞれに 1 個以上の化石の配を育成することが求められている．科学的な探究

布が可能であること，アンモナイト目，フィロセを行うということは，実際に研究者が研究現場でラス目，リトセラス目が共存しており，目のレベ行っている観察や思考法を疑似体験することをルでは比較的見分けが容易であること，アンモナ通じて，科学的な問題解決の方法や論理的な思考

イト目に属するダクチリオセラス科，ハーポセラ― 53 ―

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ス科，ヒルドセラス科の中には，殻口の形態や装ほとんどは，大きさが 1 センチ程度と小さく，分飾物の有無で分類ができること，それらは同一の類作業には，巻きのきつさや殻口の形状だけでは地層から産出しているため，色調が同じであり，なく，縫合線の形を調べる必要があった．

化石の色などで見分けるのではなく，化石の形態

本研究では，化石の大きさが 5 センチ程度と比に注目して分類する必要があり，化石の分類や記較的大きく，しかも縫合線の形状がゴニアタイト

載に関する学術的な方法に準拠して探究学習が目のものより単純なクリメニア目の化石を選んできるというメリットがあった．川上ほか（2010）

で教材開発を行った．

は，同じ産地の化石について，同定しやすい化石を選んで教材を洗練させている．

３．教材開発について㻌
㻔㻝㻕観察標本㻌さらに，竹中ほか（2011）は，この教材について，化石に詳しい研究者ではない一般教師が理科モロッコ産デボン紀アンモナイト類をアゴニ

授業で扱えるように，教師用マニュアルを作成す

アタイト目・ゴニアタイト目に属するものと，クると同時に，地質時代に関する概念構築のためのリメニア目に属するものに分け，クリメニア目に補助教材などを作成し，科学館の学習教室等で授属するもののうち，巻きのきつさや殻口の形状が業実践研究を行っている．アンモナイト化石の分分かるものを選びだした．さらに，表面に縫合線類には，一般的に縫合線の形態を調べる必要があが現れていて，縫合線の形態から分類群が絞り込るが，中生代のアンモナイト類の多くは，縫合線めるものを選び出した．このうち，保存状態のよが複雑になっており，縫合線の形態を比較して分いものを選んだ．クリメニア化石は，シマクリメ類作業を行うことは困難である．そこで，これら

ニア，コスモクリメニア，ゴニオクリメニアの３の研究においては，巻きのきつさ，殻口の形状，つの分類群を用いた（図１）．この 3 種類だけでキールなどの装飾物の有無などに基づいて科のは，同定作業が簡単すぎると思われたので，ゴニレベルで見分けができるものを選んで教材化がアタイト目に属するディスコクリメニア属とエ行われている．これらの研究で用いたフランス産

ルフォーディテス属の化石も加え，全部で 5 種類

ジュラ紀アンモナイト化石は，採集から 10 年近120 個とした．
表１．観察教材セットに使用した化石

くの年月が経過し，表面が酸化するなど，劣化してしまい，現在では授業実践に使用できるものが目名属名少なくなってしまっている．また，現在では，フクリメニア目

シマクリメニア

ランス産ジュラ紀のアンモナイトを確保するこ

Cymaclymenia

とも困難になっている．

コスモクリメニア

一方，山口ほか（2015）は，モロッコ産デボン

Kosmoclymenia

紀アンモナイト類の化石を大量に確保し，それら

ゴニオクリメニアを用いて示準化石に関する探究的学習のためのGonioclymenia

教材研究を行っている．東條・安井（2016, 2017）

ゴニアタイトエルフォー

は，モロッコ産デボン紀の化石産地を調査し，現目

ディテス地の状況などを報告している．モロッコ産デボン

Erfoudites

紀アンモナイト類は，アゴニアタイト目，ゴニア

ディスコ

タイト目，クリメニア目に分類される．山口ら

クリメニア（2015）が研究し，分類したゴニアタイト類は，Discoclymenia

このなかのゴニアタイト目に属するもので，その― 54 ―個数
4017896日本科学教育学会研究会研究報告

Vol. 32No. 10（2018）（）地質時代年表
授業実践を行うにあたり，地質時代年表と，アンモナイト類の進化を示す資料を配布する必要がある．時間が十分ある場合には，グラフ用紙を配布し，6 億年前から現在までの時間を横軸にし，時間軸上で，先カンブリア時代，古生代，中生代，新生代を記入させる．さらに，古生代はカンブリア紀，オルドビス紀，シルル紀，デボン紀，石炭紀，二畳紀に分けさせ，中生代については，三畳紀，ジュラ紀，白亜紀を記入させる．中学校での授業実践では，地質時代年表を作成する時間がとれないことが多いので，あらかじめ作成しておいた年表に，いくつかの時代名を記入させるようにした（図 2）．また，アンモナイト類の起源と進化については，軟体動物門，頭足類をオウムガイ亜綱，蛸形亜綱，アンモナイト亜綱に分類し，アンモナイト亜綱をさらに，アゴニアタイト目，ゴニアタイト目，クリメニア目，プロレカニテス目，セラタイト目，フィロセラス目，アンモナイト目，アンキロセラス目，リトセラス目の出現期間を示した図を配布し，抜けている部分に文字を記入させた．

図 ． 地質時代年表とアンモナイト類の進化を
図１．教材に用いたクリメニア化石の例．
（上）シ示すワークシート．

マクリメニア，（中）コスモクリメニア，（下）ゴ（）アンモナイト図鑑の作成

ニオクリメニア．

学習者に観察標本を配布し，同定作業を行わせ試行的に行った授業実践で，化石の数が多いと同るには，配布する化石を含むアンモナイト図鑑が定作業が煩雑になること，時間的な余裕もなくな必要である．本研究は，図 2 に示した分類群の中ることから，最終的には 5 種類 80 個を教材化しから，アゴニアタイト目 2 種，ゴニアタイト目 4た（表１）．

種，クリメニア目とディスコクリメア合わせて 4― 55 ―

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種，フィロセラス目 2 種，アンモナイト目 4 種を化石の種類も種から種に減らした．

選んで図鑑に示した（図 3）．ここで，ディスコク 年月に，土岐市立土岐津中学校年生

リメニアは分類学的にはゴニアタイト目である

名を対象に授業実践を行った．地質時代年表にが，名前にクリメニアがあることから，学習者のアンナイトの系統図を完成させた後，アンモナイ混乱をさけるためクリメニアのなかまとしていト図鑑を使って化石を同定し，地質時代の決定をる．

行った．さらに，年月日，日に，岡山県立倉敷天城中学校年生クラス名を対象に授業実践を行った． 授業は，土岐市立土岐津中学校と同様各クラス2時間である．
 第1時の授業では，アンモナイト化石とオウムガイの殻のつくりが似ていることを調べる授業を行った（川上ほか，2010）．導入の事象提示で，オウムガイやカタツムリ，巻貝の殻を提示し，これらが水に浮くかを質問した．生徒の予想を受けて，実際に水槽に入れ，カタツムリとオウムガイの殻が水に浮くことを示した．その理由を考察させたあと，殻の内部を観察するため，オウムガイの殻の2面カット標本を観察させた．同様に，アンモナイト化石についても二面カット標本を提示し，殻の作りの相違点を調べさせた．
 第2時の授業では，アンモナイトは約4億年前に出現し，6600万年前に恐竜とともに絶滅するまで，3億年以上も繁栄し，その種類も1万種を超えることを説明した．地層から発掘したアンモナイト化石の種類が分かれば，地層の堆積した時代が分かることを説明し，実際にやってみることを説明した．
 生徒は，地質時代区分やアンモナイト類の進化に関する詳しい知識がないことを想定し，図2に示した地質時代年表を示した資料を配布し，文字が抜けている部分に語句を入れて，地質時代名や図３．配布したアンモナイト図鑑．

アンモナイトの分類群の名前を印象づけた．
４．授業実践㻌 次に，化石が2個ずつ入ったビニール袋を生徒 開発した教材は，岐阜聖徳学園大学教育学部に1つずつ配布し観察を行うこと，形態から名前年生名を対象に試行的に授業実践し，化石を決定するための資料として，アンモナイト図鑑の種類や図鑑に掲載する化石の数などが妥当

3枚とワークシート1枚を配布した．

かを調べた．その結果，配布する化石は個か 化石の名前を決定するには，まず巻きのきつさ，ら個に減らし，アンモナイト図鑑に掲載する殻口の形状に注目した後，殻の側面にある縫合線の模様を比較するよう促した．縫合線については，― 56 ―

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第１時の授業で観察したオウムガイやアンモナなどの記述があった．化石の同定が簡単、ややイト化石の内部にある部屋を区切る壁が殻の表簡単と回答した生徒は土岐津中学校では  名

面と交わりを示すことを説明した．生徒は，観察（％）であり，いずれも全体の  割程度であしたクリメニア化石の形態をスケッチし，名前をる．

つけたあと，班ごとに結果を交流するように促し

た．授業の終末では，観察した2個のクリメニア化

６．議論

石のうち，どちらか1つについて，同定した化石の（）探究学習に適したアンモナイト化石とは

名前を発表し，クラス全体で集計した．化石の同 筆者らは， 年からアンモナイト類の化石

定に関しては，ほとんどの生徒が与えられた化石を大量に確保し，それらの分類群を同定する活を正しく分類することができていた．また，観察動を通じて，探究的に示準化石の概念を学ぶこしてつけた化石の名前から，これらの化石を採集とを目指し，教材研究と授業実践を行ってきした地層の堆積した年代が古生代デボン紀であた．青井ほか（）では，破損したり，磨耗ることを結論づけることができた．

している化石も授業に使ったため，学習者に分類が難しいという印象をもたせてしまった．そ５．アンケート調査の結果

こで，保存状態がよく，形態の違いが分かりや 授業実践後に，オウムガイの殻とアンモナイすいものを選んで実践を重ねてきた（川上ほト化石の比較や，化石の同定と地質時代の決定

か，，竹中ほか，）．フランス産ジュラに関する探究学習に関する学習者の意識調査を紀のアンモナイトの分類では，縫合線の観察は実施した．

難しく，巻きのきつさや殻口の形態によって分 化石の分類は楽しかったかという質問に対し類を行っているため，化石の分類をしたことがては， 人中  人が楽しかった， 人がややない生徒にとっては，やはり分類作業が難しい楽しかったと回答しており，その割合は ％をという印象を与えてしまっていた．その理由

超えた．しかし，化石の分類は難しかったかとは，ジュラ紀のアンモナイト類は形態がよく似いう質問では，難しい  人，やや難しい  人ており，じっくり観察したにも関わらず，かなで，簡単あるいはやや簡単と回答した生徒は りの生徒が与えられた化石を正しく同定するこ人（％）であった．化石を用いて地層の年代とができなかったことが背景にあると考えられを決める方法がわかったかという質問では，る． 人がわかったあるいは，ややわかったと回答している．

今回は，化石がやや大きく，縫合線が単純なモロッコ産デボン紀クリメニア化石を用いて教自由記述では，材開発ならびに授業実践を行った．岡山県立倉・実物を観察することができ理解が深まった

敷天城中学校の  年生  人に対して行った実・楽しく学ぶことができた

践のアンケート結果について，分析結果を示し・アンモナイトにはたくさんの種類があり，たが，クリメニア化石を用いたことにより，分模様（縫合線）で名前がわかる

類作業が難しかったという生徒の割合は，従来・化石の分類にはたくさんの知識と情報が必要であることがわかった

た，化石の分類は慣れていないため難しかった

・化石の見分け方がなれてくると，達成感が大きいの実践に比べて低いことが明らかになった．まが，ほとんどの生徒は縫合線に着目することで，正しく同定することができたため，授業自体は楽しかったとか，面白かったといった感想― 57 ―

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が多かった．このことから，フランス産ジュラ行い，生徒一人ひとりが手にとって分類作業が紀アンモナイトやモロッコ産デボン紀ゴニアタできるよう， セット  個の教材セットを作成

イト化石よりも，クリメニア化石のほうが，正して中学校教員に配布する予定である．

しく分類作業を行えるという点に関して，教材謝辞．アンモナイト類の化石産地の地調査でとして適しているといえよう．

は，名古屋芸術大学の東條文治准教授に大変お（）学習プログラムについて世話になった．これまでの研究で使用した化石

 中学生を対象にした授業実践で，示準化石のの入手は，化石研究家小野輝雄氏の協力で実現学習をどのように進めたらよいか．これについしたものである．また、土岐津中学校での授業ては， 年にフランス産ジュラ紀アンモナイは，岐阜信用金庫環境学習事業として実施してトの教材開発を行ったときから，第  時に，オいる．ここに記して深謝する．

ウムガイの殻とアンモナイト化石の殻のつくり

文献

について比較する授業を行ったあと， 時間目に青井映里・船戸智・東條文治・川上紳一中学校

アンモナイト化石の分類と地層の堆積した時代『大地のつくりと変化』と『動物の生活と生物名を決める活動を行っている．アンモナイト化の変遷』におけるアンモナイト化石とオウムガ石を地質時代の決定に用いるツールとしての活イ標本の教材としての活用の試み．岐阜大学教用の前段階で，アンモナイトがどのような生き師教育研究，第  号，

物なのか，どのような生活をしているのかに関

川上紳一・東條文治・吉田裕之・小野輝雄アン

して疑問をもち，探究的な学びによって知識をモナイトとオウムガイ標本を用いた課題解決獲得したうえで，知識の活用とさらなる探究と型特別授業の実践，岐阜大学教師教育研究，いう形で，学ぶことが有意義であることや，学第  号，
村上浩二：アンモナイトで示準化石の意義に迫んだ知識が役に立つことも実感できるのではなる授業実践，熊本地学会誌，，いかと考えられる．

竹中諒・東條文治・川上紳一・山中敦子：アン


７．おわりに

モナイト化石を用いた課題探求方 理科学習

 本研究は，中学校理科授業における示準化石の展開，日本理科教育学会東海支部大会研究に関する学習を探究的に実践するための標本の発表要旨集，，$

確保と，補助教材を作成し，中学生を対象にし東條文治・安井謙介：課題解決型授業の実践のた授業実践で検証し，広く学校現場へと普及さためのモロッコ産ゴニアタイト化石産地につせることを目的としている．大学生を対象とし

いて，名古屋芸術大学研究報告，，

た試行的な実践のあと，岐阜県土岐市立土岐津

中学校で実践し，さらに倉敷天城中学校で実践

東條文治・安井謙介：示準化石教材に使用するした結果，アンモナイトを用いた地層の年代決

ゴニアタイト化石の分類群について，名古屋定の方法について，探究的に学習させる教材と芸術大学研究紀要，，

して，クリメニア化石が適切であることを示す

山口太志・大村恵里華・山田しおり・川上紳ことができた．モロッコ産デボン紀クリメニア

一：モロッコ産デボン紀後期ゴニアタイト目

化石については， 年に約 NJ 入手してお化石の分類と教材開発：示準化石をテーマにり，同様の教材を多数作成できる目処が立ってした課題解決型授業に向けて，日本理科教育

いる．今後，教員研修の場などで，アンモナイ学会東海支部大会研究発表要旨集，，ト類の進化や見分けのこつなどについて講習を&

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