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1 平成 25 年度教科リーダー養成講座 ( 高等学校 ) 実践記録現象と粒子の状態の関係性が分かる授業を目指して - イオン結晶と金属結晶の性質の違いを通じて - 新潟県立白根高等学校近山由規子 Ⅰ 指導構想生徒実験とアニメーションによる解説を組み合わせることによって 目の前で起きた現象と粒子の状態の関係性を考えられる視点を生徒に養う また 書画カメラを用いてプリントや実験操作などといった実物を投影することで 生徒に教員の指示がどれだけ正確に伝わるかを探る さらに 生徒に予測を立てて実験に取り組ませることによって 生徒がねらいを持って実験に臨めるようにする Ⅱ 学習指導案 1 日時平成 25 年 10 月 18 日 ( 金 )5 限 (13:35~14:25 50 分 ) 2 指導学級普通科 1 年 1 組 ( 男子 21 人 女子 13 人 ) 3 教科 科目理科化学基礎 4 使用教材教科書東京書籍新編化学基礎 5 単元 1 編物質の成り立ち第 3 章物質と化学結合 6 単元の目標イオン結合 金属結合 共有結合とそれらからできた物質の性質が 化学結合により特徴付けられることについて 観察 実験などを通して 基本的な概念や原理 法則を理解させ 科学的な見方や考え方を養う 7 生徒の実態説明されたことは比較的理解できるが 既習事項を忘れていたり ミクロの世界をイメージできなかったりする生徒が見られる 今回は 結晶の性質の違いからイオン結合と金属結合の違いを紹介していく予定であるが その際目に見えている現象と見えていない世界の話をどれだけ結び付けられるかが課題である また 実験の前時に4QSシートを利用して結果の予測を立てさせ 実験にねらいをもって臨むことで 普段の生徒実験と理解度に差が出るかにも注目したい 8 単元の評価規準 関心 意欲 態度思考 判断 表現観察 実験の技能知識 理解 身の回りの様々な物 化学結合と物質の性 実験の基本操作を習 物質の性質が 化学結 質に関心をもち 意欲 質の関係性を導き出 得し それらの結果を 合により特徴付けら 的に探究しようとす せる 的確に記録できる れることを理解する る

2 9 単元の構成 ( 全 12 時間 ) 時 目標 学習活動 1 2 イオンとは何か どのように形成されるかを知る 演示実験を利用して イオンが電気をもつ粒子であることを知る 元素記号と希ガスの性質を復習し イオンの形成のしかたを練習する 3 4 イオン式とイオン結晶の性質について学ぶ イオン式の書き方や名称を練習する イオン結合によるイオン結晶の特性を知る 5 組成式の組み立て方と読み方を身につける イオンカードによるイオン性物質を組成式で表す方法を練習する イオン性物質の名称のつけ方を練習する 6 原子の電子式が書けるように分子を形成する主な原子の電子配置を復習し 価なる 電子を電子式で表現する 代表的な分子の電子式が組み 原子から分子の電子式を組み立てる 立てられる 分子を構造式で表す手順として 分子の電子式 7 構造式が書ける から導く方法 と 原子価を利用する方法 の 8 2 通りがあることを理解し さまざまな構造式を 練習する 分子の形と分子の極性 分子模型を作成して 分子の形を調べる 9 原子の電気陰性度の差と分子の形により 分子の 極性が決まることを学ぶ 分子結晶と共有結合結晶の比分子結晶 共有結合結晶それぞれの代表的な結晶 10 較の例や構造からの特性を学ぶ イオン結晶と金属結晶の性質 イオン結晶と金属結晶の電気伝導性の違いを探る の違いを探る (4QSシートを使い予測を立てる ) 11 自由電子の存在による金属結イオン結晶と金属結晶の電気伝導性の違いを実験 12 晶の特性を理解する で検証する 結果をもとに イオン結晶の構造と本時性質の復習と 金属結合の構造と性質を新たに学 ぶ 10 本時の目標 (1) 正確に実験し イオン結晶と金属結晶の性質の違いを見つける (2) イオン結晶と金属結晶の電気伝導性の違いが 粒子の状態と関係していることに気づく 11 本時における 研究テーマ に迫るための指導の構想 (1) イオン結晶と金属結晶の電気伝導性の違いは それらを構成する粒子の状態の違いが原因であることに気付かせる それを解説する際に 生徒が目に見えない粒子の状

3 態をイメージしやすいようにアニメーションを用いて説明する (2) 書画カメラを用いて ガスバーナーの操作方法やプリントの記入箇所を伝え 後ろの班にも指示が通るように心掛ける (3) 実験の前時に 実施する実験のねらいを生徒に持たせるため 4QSシートを利用して 疑問点は何か なぜ実験をするのかを整理し 結果の予測を立てさせる 12 本時の展開 時間 学習内容 教師の動き 生徒の動き 指導上の留意点 前時の 実験のねらいを確認する 前時の4QSシートを投影し 実験のねら スクリーンを見て 前時の流れを再確 復習は手短に行う 復習 5 分 いを確認させる 本実験における注意点を説明する 認する 実験の説明 7 分 操作手順の説明と実験上の注意 回路の組み方の確認やガスバーナーの様子を 書画カメラを利用して 説明する 操作の順番は 板書で説明する 役割分担により 必ず全員が操作に関わるように指示する 操作の手順や観察時に注意する点 ( 電極の先端部分など ) を確認する 自分の役割を把握する 物質の状態とメロディー音の様子に気を付けるよう注意を促す 結果の書き方も伝える 実験の操作 机間巡視により 回路の接続や準備に不備がないか確認する 自分たちで回路を組む 電極どうしが接触していないか注意を払うよう 指導する 展開 実験結果や気づいた 実験結果と気づい イオン結晶が融 20 分ことをまとめさせる たことをまとめる 解する過程と電 子メロディー音 の変化の様子に 注目させる イオン結晶と金 結果をまとめ アニ アニメーションを 電気が流れる 属結晶の電気伝 メ-ションを利用しな 見て 目で見た現象 とは や 電子と まとめ導性の違いが 粒 17 分子の化学結合に がら イオン結晶と金属結晶では粒子の結合 と粒子の状態の関係性を知る 関係しているこ の仕方が違うことを説 片付けを班で協力 とに気づく 明する して行う 電気の関係 などには 深く触れない

4 13 本時の評価評価規準関心 意欲 態度説明を真剣に聞き 実験操作に率先して取り組んでいる 観察 実験の技能注意深く観察し 物質の性質と化学結合の関係性に気づき 自分の言葉で結果をまとめられる 努力を要すると判断される 状況の例 実験に積極的に参加しない イオン結晶が融解する様子などを見落とす 実験プリントに結果等を記入していない あるいは 他の生徒の結果を写し 自分なりの言葉でまとめない 指導の手立て 役割分担をこちらで機械的に決め 必ず一人一役させる 多少のタネあかしとなるが 注目するポイントを事前に伝えておく 生徒が結果をまとめやすいようにプリントを工夫する Ⅲ 授業の実際 (1)4QSシートについて実験の前時に 4QSシートに取り組ませた ( 図 1) STEP1~3は 教師が発問をしながら誘導し 生徒から得られた発言をまとめてプリントに書き込ませる形で進めていった 実験当日は 授業のはじめに実験のねらいと生徒の予測を振り返るところからスタートした ( 図 2) 私の疑問 ( 課題 ): 金属結晶は電気を通すが イオン結晶はどうか? STEP1 STEP4 金属結晶と数で表すには イオン結晶のどのようにしたらよいだろう? 電気伝導性の違い 私の予想電気は どんなときに通るのだろうだろう? イオン結晶 イオン結晶と金属結晶の共通点と相違点を探る STEP2 共通点 固まり 固体 STEP2で挙げ相違点た点のうち 変えられるものは 色 ) 見た目あるか? 形 中の粒子 関連させて STEP3 熱で形を変える 固体液体気体 固体 液体 金属結晶 固体 液体 ( ) 年 ( ) 組 ( ) 番氏名 ( ) 図 1 授業で用いた 4QS シート 図 2 4QS シートによる実験のねらいの振り返り (2) 書画カメラ ( 実物投影機 ) の使用従来であれば ガスバーナーの点火方法などの実験操作は教卓上で説明していたが 今回は書画カメラによって手元をスクリーンに拡大投影しながら説明を行った その結果 生徒はガスバーナーを手際良く点火しており 後ろの班にも明確に指示が通っていた印象を受ける また 書画カメラを用いてプリントを投影したことで 4QSシートの記入箇所や実験結果を記入する欄も正確に伝わっていた

5 (3) アニメーションを用いた考察研究授業では 前時の振り返りや実験操作に時間をかけ過ぎたことにより 十分に時間を確保できなかったが アンケート結果を見ると 動きがあって分かりやすい などの肯定的な感想が多かった ( アンケートの詳細は 下記を参照のこと ) Ⅳ 実践の考察とまとめ (1) 生徒に行ったアンケート 質問 1 書画カメラを使っての説明について ( 図 3) 回答 回答人数 ( 人 ) 割合 (%) 1 分かりやすい まあまあ分かりやすい 教卓からの説明で良い 0 0 ガスバーナーの火のつけ方 火の色まで分かりやすかった 教卓からだと後ろの方が見えない時があるので 今回は見やすくて良かった 字が拡大されて見やすかった 皆に見やすいから良かったと思う 画面が切り替わるのが早かった ガスバーナーの説明の時 炎によりスクリーンが白くなり見づらい部分があった 図 3 書画カメラによる実験操作の説明 質問 2 スクリーンについて回答 回答人数 ( 人 ) 割合 (%) 1 見やすかった まあまあ見やすかった 見づらかった 後ろの方までちゃんと見えた 暗かったり明るすぎたり 少し見づらかった 電気をもっと明るくすればよく見えた 少し見えづらい時があった 字が見えなかった 大きくて良かった

6 質問 3 予測をたてての実験について回答 回答人数 ( 人 ) 割合 (%) 1 実験に対する意欲が増した 実験のねらいが分かった いつも通りの実験の方が良い その他 自分で考えてから実験をするのは 良いと思った 質問 4 アニメーションを使っての説明について回答 回答人数 ( 人 ) 割合 (%) 1 黒板での説明と比べて 分かりやすい 普段と変わらない また使ってほしい 分かりにくい 黒板の方が良い 0 0 黒板と違い はっきり見えた 黒板と違い 動いているので見やすかった アニメーションは さらに分かりやすくカラフルにしてほしい イオンなどがどのような仕組みになっているかが良く分かった 黒板より動きが分かって良いと思う これからも授業で使ってほしい どのような形で どう動くかが良く分かった 質問 5 授業の感想 回答 回答人数 ( 人 ) 割合 (%) 1 興味が持てた 分かりやすかった つまらなかった 分かりにくかった 0 0 いつもの実験と比べて 分かりやすく やりやすかった 今回やらなかったものも実験してみたい

7 久しぶりの実験で新鮮だった もっと実験を増やしてほしい ( 多数回答 ) 図 4 実験の様子 図 5 実験の様子 (2) 実践を通しての成果と課題 ICTの活用について ( 成果 ) 実験時において 従来であれば指示した内容の質問を繰り返し受けることが多かったが ICTを活用して説明した部分に関しては 一度の全体説明で指示が通っていた また ガスバーナーの点火においては 大きく炎上させる班もなく安全にかつ正確に実験操作を行っていた 研究協議でもご意見頂いた通り 注目するポイントをフレーム化すると こちらの意図がはっきりと伝わるということが分かった ( 課題 ) 研究授業では 実験操作に時間をかけ過ぎ メインである実験の考察部分に十分な時間を確保できなかった ICTの活用は生徒の内容理解のための1つのツールではあるが その時間のメイン教材として使用するのか 補助的な利用とするのかをはっきりさせて授業を組み立てることで より高い効果が発揮でき教員のねらいも際立つと感じた ICTを活用しても イメージが伝わりきっていない生徒に対して 今後は事前準備の段階で使用する画像や動画を生徒の視点に立って作成することで こちらの意図が伝わるようにしたい さらにクラス全体には 事後に生徒の感想や質問を紹介し補足説明することで 生徒の疑問や誤解を解いていきたい ( 研究協議で出された意見 ) 書画カメラを用いて 注目すべき点をフレームにすると分かりやすいので効果はあるようだ 金属結晶でも 液体状態での粒子のアニメーションがあれば 生徒のより深い理解につながった 4QSシートについて ( 成果 ) 従来は 実験の目的を深く考えさせずに操作に臨ませていたことで 何をやれば良

8 いの? などの受け身の質問や姿勢が見られることがあった 今回の予測を立てさせてからの操作では 自発的に結果を調べようという姿勢や実験操作に関わる具体的な質問が出るなど 前向きな態度の生徒が多く見られた ( 課題 ) アンケート結果から 1 割の生徒が予測立てに必要性を感じていなかった そこで今後は 4QSシートを生徒の実態に合わせて進め方を変えてみることや 実験後にもう一度結果と予測をつなげるアプローチを取り入れることで 予測立ての重要性を伝えていきたい ( 研究協議で出された意見 ) 実験後に自分が立てた予測と実験結果を比較検討させる項目を設けるなどして もう一度フィードバックできる方法があると 生徒の深い理解につながる 教師と共に生徒もある程度使い慣れていく必要がある その他 ( 実験について ) ( 研究協議で出された意見 ) 安全面や細かい操作上の注意点など 事前の説明をはっきりと行うことで 事故や正確な実験結果につながる 理科が得意な生徒には さらに高度な視点で取り組めるように工夫することで 意識を高くさせる 実験の考察部分では 粒子のイメージが伝わりきっていない様子が見られた 生徒の疑問や誤解を解くような手立てがあると良い 質問の焦点をしぼり 生徒が記入しやすい工夫を 実験をやることに意義がある 予測を立てさせてから実験を行うことが理科では大事であり その効果は大きい 電子メロディーを用いると 他の班の音との区別がつきにくい様子であった (3) まとめ実践の柱の1つであったICTの活用は 生徒に作業指示を正確に伝えたり 内容を理解させたりする上で一定の効果をもたらすことが分かった ただし ICTは1つの教具であり 生徒の現象に対する探究心を高めたりする上では 生徒実験が欠かせないと感じた 生徒のアンケートからも 実験を増やしてほしい という意見が多く その役割の大きさが伺える 現実的には 毎時間生徒実験を行うことはできないが 実験や実物を見せることを通して生徒の興味 関心を引き出し その上でICTを活用すると 生徒の より分かった より納得できた という理解につなげられると考える また 2つ目の柱であった4QSシートによる予測立てを行わせてからの実験では 生徒が主体的に結果を調べようとする意欲へとつなげられた 今後は 生徒が自分の立てた予測にもう一度振り返って思考する機会を設け 生徒の内容理解や疑問点の解決に努めたい それらの取り組みによって 生徒に 暗記ではない化学のおもしろさ を伝え 生徒の化学に対する意欲や興味へとつなげていきたい