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1 実践のまとめ ( 中学校 1 学年理科 ) 長岡市立川口中学校教諭長岡さゆり 1 研究テーマ 学びがいのある理科授業から 学習意欲を育てる授業づくり ~ 日常生活とのつながりを大切にした発問を工夫し 学ぶ有用性を実感させる ~ 2 研究テーマについて (1) テーマ設定の意図新学習指導要領における理科の目標は 自然の事物 現象に進んでかかわり 目的意識をもって観察 実験などを行い 科学的に探究する能力の基礎と態度を育てるとともに自然の事物 現象についての理解を深め 科学的な見方や考え方を養う こととされている 冒頭で 自然の事物 現象に進んでかかわること が挙げられており 従前の自然の事物 現象に対する 関心を高め に比べ 自ら学ぶ意欲を重視した表現とされている ( 中学校学習指導要領解説理科編 ) 私は ここに注目した 国内外の様々な調査から 生徒が科学を学ぶ意義や有用性を実感していないことなどが課題となっている ( 中学校学習指導要領解説理科編 ) 当校の生徒も例外ではない 学習アンケート ( 平成 24 年 6 月 22 日実施 ) で 理科の授業は 日常生活や将来に大変役に立つ とこたえた生徒は 学級全体の39.1% であった まあまあ役に立つ と答えた生徒も39.1% であった この まあまあ役に立つ と答えた約 4 割の生徒が 大変確かな学力役に立つ と実感できるような授業づくりをしていきたいと考えた 学ぶ有用性から学ぶ必要性を見いだし 学ぶ意欲がわいてくる 探究的な学習活動学ぶ意欲があってこそ 探究的な学習活動が可能となる 探究的な学習活動を継続できれば 確かな学力が育成される よって 学ぶ意欲は確かな学力をはぐくむための源と考える そして こうした学ぶ意欲正の連鎖の中で 生徒自らが学習を推し進める力を発揮できるようにしていきたいという願いから 本テーマを設定した 学ぶ有用性 (2) 研究テーマに迫るために 1 生徒が 理科と日常生活のつながり を実感できるような教材 教具を用いる 授業で扱う実験材料や方法 原理が 日常生活や社会の中でどのように活用されているのか 授業と日常生活の科学の共通点を見いだすことができる実験を工夫する 2 生徒が自ら解決したくなる楽しい発問 解決しなければならないと感じるワクワクする発問を提示する それらの発問を解決していく学習過程で 生徒が 学ぶ有用性 を実感するよう工夫する (3) 研究テーマにかかわる評価 理科を学ぶことは 日常生活や将来に大変役に立つ とこたえる生徒が 80% 以上である

2 3 単元と指導計画 (1) 単元名 物質の性質 (2) 単元の目標 1 身のまわりの物質の性質や変化について興味をもつ ( 自然現象への関心 意欲 態度 ) 2 物質をその性質に基づいて分類したり分離したりすることができる ( 科学的な思考 表現 ) 3 物質を調べるための実験器具の操作や 実験結果の記録の仕方やレポートの書き方などの技能を習得する ( 観察 実験の技能 ) 4 物質の性質や溶解 状態変化について分かる ( 自然現象についての知識 理解 ) (3) 単元の評価基準関心 意欲 態度 科学的な思考 表現 観察 実験の技能 知識 理解 融点や沸点の正確な 融点や沸点が物質に 温度計を使って正確 融点や沸点が物質に 測定に意欲をもって取り組む よって決まっていることを予想できる な温度を測定できる よって決まっていることを理解できる いろいろな物質の融 融点と沸点を測定す ガスバーナーを使っ 純粋な物質では 融 点と沸点に興味をも れば 物質を特定できて 液体の加熱が正し点 沸点が一定である つ ることを発見できる くできる ことを説明できる 蒸留の実験に意欲を 蒸留の原理を説明で 装置を組み立てて蒸 純粋な物質と混合物 もって取り組む きる 留を行い 逆流を防止の区別がわかる して加熱をやめるこ 蒸留では沸点の低い とができる 物質から先に出てく ることを指摘できる 蒸留は混合物から物 質を分離する方法で あることを説明でき る (4) 指導計画 ( 全 16 時間 本時 4 次 ) 節 時数 学習内容 1 物質を分類してみよう 4 身のまわりの物質の性質の調べ方を考察し 金属と非金属に分類する 実験 1 物質を加熱したときの変化のようすで分けてみよう いろいろな物質を燃やしたときのようすの結果をまとめ 有機物と無機物を区別する方法を知る 代表的なプラスチックの性質やその用途を調べる

3 2 物質を密度で区別してみよう 3 物質を温めたり 冷やしたりしてみよう 4 状態変化するときの温度は物質によってちがうか ( 本時 5/7) 2 実験 2 1 円硬貨の密度から物質名をつきとめよう 物質に固有な性質として 密度を理解する 3 物質が温度によって状態変化することを理解する 実験 3 状態変化の前後での体積や質量を調べよう 物質の状態変化のようすを粒子モデルで考え 体積は変化するが 質量は変化しないことを説明できるようにする 7 実験 4 固体がとける温度や液体が沸とうする温度を調べよう 純粋な物質では 融点や沸点が決まっており 物質を区別する手がかりになることを理解する 実験 5 水とエタノールの混合物からエタノールを取り出そう 沸点の違いを利用して 混合物から物質を分離する操作 ( 蒸留 ) を理解する チャレンジ 赤ワインを蒸留してみよう( 本時 ) 身近なアルコール類の蒸留実験から それらをアルコール濃度の高い順に並べる そして バイオエタノールとして活用する際に最も効率的にエタノールを取り出すことができるものはどれか考察する そこから科学技術や環境問題について考え 調べ学習を進める 4 単元と生徒 (1) 単元について私たちの生活は いろいろな物質であふれている 金属や非金属 有機物や無機物 プラスチック製品 固体の物質 液体の物質 気体の物質 しかし これらの物質の性質や特性について理解していることは少ない すなわち なぜ 物質 Aが用途 Aで利用されているのか 私たちは あまり考えずに利用している 生徒が身のまわりの物質の性質を学習し なぜ 物質 Aが用途 Aで利用されているのか考え 見いだすことは 理科で学習したことを日常生活におとして 学ぶ有用性を実感できると考える また 本単元で行う実験の原理が 社会の中でどのように活用されているのか知ることで 科学技術の役割を再認識できる 物質の水への溶解や状態変化では 粒子のモデルを用いた微視的な見方や考え方への導入を図り 中学 2 年生 中学 3 年生 そして高等学校で学ぶ化学の考え方の基礎へつながる (2) 生徒の実態 1 年 B 組は 男子 11 名 女子 12 名 計 23 名の明るくにぎやかな雰囲気の学級である 授業中の発言が絶えない 前時の学習内容の復習として一問一答形式の質問をすると 大半の

4 生徒が積極的に発言する 一方で 観察 実験の予想や考察等 自分の意見を言う場面になると消極的になる 自分の考えに自信がもてなかったり 説明がうまくまとまらなかったりして 表現できない また 話し合い活動を得意とする 小学校のときから継続して取り組んできた成果と考える 教師側から 班長 司会 記録 発表等役割分担を指示しなくても 自分たちで話し合いを進め まとめることができる 個人では表現できない予想や考察が 班単位になるとできる 話し合い活動の効果は 大きく期待できる 6 月 22 日に実施したアンケート結果は 以下の通りである なお 小学校では 物質の性質や変化に関する内容として 第 3 学年で 物と重さ 磁石の性質 及び 電気の通り道 第 4 学年で 金属 水 空気と温度 第 5 学年で 物の溶け方 第 6 学年で 燃焼の仕組み について学習している ここでは 第 4 学年で学習した 水と温度 が既習事項として関連する 状態変化の導入で生徒に 水は何 で氷になる? 何 で水蒸気になる? という質問をした 生徒たちは それぞれ 0 と 100 と答えた 物質は 冷やすと固体になり あたためると気体になることを十分理解している一方で 温度との関係は疑問が残っていた その後 パルミチン酸とメントールの融点 水とエタノールの沸点を調べる実験を行った そこで 水の沸点が実験室では100 でなかったことを確認し 物質の融点や沸点は 温度計が触れる面積や気圧に関係することを説明した また 物質は その気圧での融点や沸点に達すると状態変化が起こり始めること 融点や沸点は物質の種類によって決まっており 物質を区別する際の手がかりになることを学習した それから次のような発問を提示した みんなにおいしい水を飲んでもらいたくて持ってきたんだけど 朝 実験準備をしていたら間違ってエタノールと混ざってしまいました どうしたら水とエタノールを分けて取り出しておいしい水を飲むことができるかな? この発問に対し 生徒は興味関心をもって意欲的に問題解決に取り組んだ 問題解決に迫るために実験方法を班ごとに考えた 中には 本単元で学習した密度に関する既習事項を活かし 密度の違いによって水とエタノールを分けることはできないか? と考えた生徒もいた し

5 かし 大半の生徒が沸点の違いによって 混合物を加熱すると沸点の低いエタノールが先に出 てきて水が残ると考えた そして 自分たちが考えた手立てで蒸留の実験を行った 5 本時の展開 (1) ねらい 実験結果を分析し 試料の中から新しいエネルギー資源として活用できそうなものを考察できる お酒の製造に蒸留が利用されていることを理解し 理科と日常生活や社会のつながりを見いだす (2) 展開の構想 2(2) 参照 (3) 展開生徒の学びの姿導入前時の復習 10 分 沸点の違いにより 水とエタノールの混合物からエタノールが取り出せたことを確認する 蒸留の実験からアルコール分が取り出せることを理解し 蒸留でアルコールをたくさん集めてそれをお酒として家で飲めば経済的では? と生活ノートに書いた生徒がいた 教師の援助 評価事象提示 近年 バイオ燃料( 生物体のもつエネルギーを利用したアルコール燃料 他合成ガス ) が 自動車や航空機を動かす石油燃料の代替物として注目されていることを説明する 利点 非枯渇性資源 二酸化炭素の排出量が増えない 発問 バイオエタノール燃料として より多くのエタノールを取り出せるお酒は どれだろう? 一般的に飲まれている数種類のアルコール類を紹介する 展開 30 分実験 バイオエタノール燃料として より多くのエタノールを取り出せるお酒は どれだろう? 試料ウォッカ (40%) ウイスキー(37%) 焼酎(25%) 日本酒(15~16%) 赤ワイン (11%) ビール(5%) アルコール含有量 10% 余りのものをそれぞれ20cm 3 程度用意する 準備試料各 20cm 3 丸底フラスコ 沸騰石 ガラス管 ゴム管 ゴム栓 試験管 試験管立て ビーカー ろ紙 蒸発皿 ピンセット マッチ 三脚 金網 スタンド ガスバーナー等 実験器具を準備する 実験方法を説明する 実験装置を組み立てる 加熱は弱火で穏やかに行うように指導する 班で協力して実験する 班ごとに試料が異なり 自分たちが導き出す

6 実験中に気が付いたや結果を記録する 結果は自分たちしか知り得ないことを話す 結果を分析し 何本目の試験管までエタノールを多く含む液体が集められたか考える 随時 各班の進行状況を全体に知らせる 自分たちの班の実験結果を黒板に書く 全班の実験結果を比較し どのお酒がアルコ 実験が遅れている班に机間支援する ール含有量が多く バイオエタノール燃料に 実験が早く終わった班から 黒板に実験結果適しているかを考察する を記録し 考察をまとめるように指示する 終末 10 分考察 バイオエタノール燃料としてより多くのエタノールを取り出せるお酒は ウォッカやウイスキーなどの蒸留酒である 蒸留が お酒の製造やガソリン等の製造にも利用されていることを理解する 理科で学んだことが 日常生活や社会につながっていることに気付く 安全に留意し 協力して実験器具を片付ける 蒸留酒とは 醸造酒を蒸留して作った酒でありウォッカやウイスキーなどがあること お酒の製造技術にも蒸留が利用されていることを説明する 片付け指導 (4) 評価 評価 1 主体的に結果を分析し 考察することができたか ( ワークシートの見取り ) 主体的に結果を分析し 考察することができた生徒が20 人以上 A 主体的に結果を分析し 考察することができた生徒が13 人以上 B Bに満たない C 評価 2 理科の授業は 日常生活や将来の役に立つか ( 授業アンケートの集計 ) 大変役に立つ とこたえる生徒が18 人以上 A 大変役に立つ とこたえる生徒が10 人以上 B Bに満たない C 6 実践を振り返って (1) 授業の実際 1 導入授業開始前に黒板の左端に本時の流れを 右端に必要な実験器具を板書し 教卓に実験器具を用意した 本時の流れを板書することで 生徒たちは今日何をするのか 今何をしているのか分かるようにした また 本時の流れを板書することで 授業が教師の説明に偏っていないか 考察する時間や話し合いの時間は十分に確保されているか

7 見直すことができる さらに 黒板には各班の実験結果を集約する表を用意した 班ごとに異なる試料で実験 をするとき 実験結果を学級全体で共有するために有効な手立てと考える 導入で学級の生徒 A,B の日常会話と生活ノートの記録を話題にした モンダミンを見たら アルコールと書いていたよ 蒸留したらお金が浮くのでは? 2 人の発見と疑問を本時の発問 バイオエタノール燃料として 多くのエタノールを取り出せるお酒は どれだろう? につなげた 生徒自身が見つけた日常生活の発見や疑問を本時の発問につなげることで 研究テーマを達成できるであろうと仮説を立て 実践に取り組んだ また 導入でバイオエタノールを紹介する際には教師が一方的に説明するのではなく 生徒たちの既存の知識を対話形式で取り出しながら 本時の発問につなげた 未来の担い手である生徒たちが 自らエネルギー問題を見いだし 解決していかなければならないと実感することは重要である 生徒たちがこのような使命感をもつようなストーリー性のある学習課題 意欲的に解決したくなるような学習課題になるよう意識した 2 展開 1 班 ビール 2 班 赤ワイン 3 班 日本酒 4 班 焼酎 5 班 ウイスキー 6 班 ウォッカと試料を分担し 各々の試料を班毎に蒸留した 300ml のメスフラスコを用いて 試料約 20ml を弱火でゆっくり加熱すると 蒸留の操作はうまくできた どのお酒がアルコール度数が高いのか 試料のラベルをじっくり観察する生徒が多くいたが ラベルのアルコール度数は 油性ペンで見えないようにした 実験中は 顔を近づけてフラスコ内の様子を観察したり 盛んににおいをかいだりして 実験に意欲的に参加している生徒が多く見られた また どの班も協力しながら丁寧に実験を行っていた 赤ワインを蒸留していた班では あれ? ねえ 見て 蒸留して取り出した液体の色は うすいよ 元の赤ワインの色とは違う! という驚きの声があがった この生徒は 蒸留前のワインが赤色だったので 蒸留後も赤色の液体が取り出せると考えていた 焼酎を蒸留した班からは 4 本目と5 本目の試験管に取り出した液体は 火はつかなかったけど スースーしたね なんでだろう? き

8 っと 火をつけられるほどエタノールが含まれていなくて 水がエタノールと同じかエタノールより多く含まれているから スースーしても火がつかかったんじゃないかな という会話が聞こえた ウォッカを蒸留した班からは ウォッカはいいにおいだけど 1 本目の試験管の液体のにおいはきついね 元々のお酒のにおいと取り出したエタノールのにおいは全然違うね という声が聞こえた 生徒の学びの姿から 研究テーマにせまる授業実践として 本実験内容は良かったと思う 展開での一番の課題は 結果を比べる方法を統一しなかったこと であった 取り出した液体の色 におい 手の甲につけたときの感触 液体をひたしたろ紙に火を近づけたときのようす等で 取り出した液体が何であるか判断するのに重要な手がかりとなった結果を選んで書くよう指示した しかし そうすると 結果を比べるときに比較する判断材料がばらばらで比べにくい 生徒たちに注目する実験結果を選択させることは 科学的思考力を育む手立ての一つになると考えたが かえって迷いが生じてしまった 発問 バイオエタノール燃料として 多くのエタノールを取り出せるお酒は どれだろう? これは どのお酒が エタノール燃料としてふさわしいか ということである すなわち 燃料として 燃える ものがふさわしく 火を近づけたときの結果を で記録すれば分かりやすかったと考える 実験結果はシンプルな方が比較しやすく 分かりやすい 3 終末今回は 導入で本時の発問を確認するところに多くの時間がかかってしまい 指導案の計画通りに進まず 蒸留の実験をして 各班が結果を黒板に集約するところで終わってしまった そこで 次の時間に実験結果を比較して 考察 話し合い 発表とまとめを行った 結果は 火を近づけたら燃えたか? について で記録するよう訂正した そして バイオエタノール燃料として多くのエタノールを取り出せるお酒は ウォッカやウイスキーなどの蒸留酒と呼ばれるアルコール度数の高いお酒だということが分かった さらに 話し合いでは 未来を担う新エネルギー をテーマにどんなエネルギー資源が今後期待されるか 今心配されているエネルギー問題は何かを話し合った 最後に教科書の 科学の窓 を読み 蒸留がお酒の他にもガソリン等の製造にも利用されていることを学習した (2) 研究テーマにかかわって グラフより 研究授業後に 理科の授業で学習したことは将来社会に出たときに役に立つ とこたえた生徒が増加したことが分かる 23 人中 21 人が 役に立つ とこたえ 約 91%

9 の生徒が理科を学ぶ有用性を実感してくれた これは 平成 24 年度全国学力 学習状況調査の結果より 同質問に役に立つと回答した中学生の割合が53% であったことと比較すると 大変高い数値であることが分かる このことから 本研究テーマを達成するための指導の手立ては有効だったと考える 一方で 目標としていた 大変役に立つ とこたえた生徒は10 人で50% に満たなかった また 楽しい 分かる の実感の方が 役に立つ の実感より大きく伸びた これは 生徒たちが考える有用性と 私が考える有用性にずれがある可能性や 役に立つ という実感が 楽しい 分かる と比べ 実感をもちにくいことが要因として考えられる そこで 学ぶ有用性を実感させるための他の手立てを考えたり 今回の手立てを3 年間継続したりして 長いスパンで生徒の変容を見取っていきたい 他の手立てとして考えられることは 職業との結びつき である 教科書の単元末に各職業の紹介が扱われるようになった そこを活用していきたい 今回 発問において 日常生活とのつながりを大切にするよう工夫した このことで 学ぶ有用性以上に理科の楽しさを伝えることができ 自分たちの問題を解決することで 分かる 実感を伴うことが明らかになった 本実践後にこのクラスで 理科の勉強が好き とこたえた生徒の割合は 約 96% 理科の授業の内容はよく分かる とこたえた生徒の割合は 約 87% であった 同質問に対する全国平均の割合は それぞれ62% と65% である ( 平成 24 年度全国学力 学習状況調査 ) 比較すると 当クラスの肯定的評価が大変高いことが分かる 生徒たちの中から生まれた疑問を解決する問題解決学習は 学ぶ意欲を育て 学びがいがある理科授業といえるだろう 評価 1 主体的に結果を分析し 考察することができた生徒 20 人 評価 A 生徒記述 ウォッカが1 番エタノールをふくんでいると分かった 逆にビールは 全然エタノールをふくんでいないと分かった よって バイオエタノール燃料として多くエタノールが取り出せるのは ウオッカである ウオッカがエタノール燃料にふさわしい 理由は 5 本目まで火がついたから 液体を集めた1 本目の試験管から5 本目の試験管まで すべて火がついたのがウオッカだけだし 1 本目の液体に火を近づけると激しく燃えていたから ウオッカが 1 番エタノールを含んでいる = 新しいエネルギーにするのに1 番良い!! ウオッカが5 本目まで火がついているから 1 番エタノールが取り出せると思う

10 評価 2 理科の授業は 日常生活や将来に大変役に立つとこたえた生徒 10 人 評価 B (3) 今後の課題これからの教科指導では 今後も継続して 学ぶ有用性 を実感させる授業を意識して取り入れていきたいと思う 生徒たちの会話から出てきた発見や疑問を取り上げ発問につなげたり あるいは現代の科学技術や環境問題と関わりのある事物 現象を学習課題としたりする また 身近なものを使った教材の工夫 職業観と関連した学習内容の扱い等多面的に工夫し続けていきたい そして 生徒たちが中学校 3 年間の理科を学び終えたときに 理科の授業は 大変役に立った と感じてくれればいいと思う ただし それだけにとらわれず 学習指導要領に示された内容を生徒たちに知識として教えていくことも大切である 予想や考察 言語活動を通して科学的思考力 表現力を高めていくことも大切である 1 時間のねらいを明確にして バランスよく授業を進めていきたい

第 2 学年 理科学習指導案 平成 29 年 1 月 1 7 日 ( 火 ) 場所理科室 1 単元名電流とその利用 イ電流と磁界 ( イ ) 磁界中の電流が受ける力 2 単元について ( 1 ) 生徒観略 ( 2 ) 単元観生徒は 小学校第 3 学年で 磁石の性質 第 4 学年で 電気の働き 第 5

第 2 学年 理科学習指導案 平成 29 年 1 月 1 7 日 ( 火 ) 場所理科室 1 単元名電流とその利用 イ電流と磁界 ( イ ) 磁界中の電流が受ける力 2 単元について ( 1 ) 生徒観略 ( 2 ) 単元観生徒は 小学校第 3 学年で 磁石の性質 第 4 学年で 電気の働き 第 5 第 2 学年 理科学習指導案 平成 29 年 1 月 1 7 日 ( 火 ) 場所理科室 1 単元名電流とその利用 イ電流と磁界 ( イ ) 磁界中の電流が受ける力 2 単元について ( 1 ) 生徒観略 ( 2 ) 単元観生徒は 小学校第 3 学年で 磁石の性質 第 4 学年で 電気の働き 第 5 学年で 鉄芯の磁化や極の変化 電磁石の強さ 第 6 学年で 発電 蓄電 電気による発熱 について学習している

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