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1 説明シート学年実践事例研究のまとめ3学年実践事例 実践事例 具体的な課題集 本研究では, 1 具体的な事象の中にある二つの数量の変化や対応を調べるための導入課題を提示し, 表, 式, グラフを常に関連付けたワークシートを使って授業を展開し, 3 日常使う自分の言葉で説明できるよう, 繰り返し指導してきた ワークシート その結果, 以下のような生徒の変容を様々な活動場面で確認することができた 基本技能を身に付けさせるけさせる手だて子どもたちのどもたちの変容 身近な事例事例によるによる課題提示 ( 変化の様子様子を視覚視覚でとらえる ) 意図的なノートノートづくりのづくりの継続 ( 説明シートシートの活用 ) 表, 式, グラフの一体化 ( 関数を活用活用できるできる力の育成 ) 答えを求めた後も日常生活に照らして考えたり, 説明の仕方を工夫したりするようになる 解決に至るまでの思考の振り返りが容易となり, 仲間同士で相互補助し合う姿が増える 変化の様子を調べ, 説明する手段としての 表, 式, グラフのよさ が理解される ここでは実際に授業で用いた導入課題と説明シート, および授業の一コマを載せる 導入課題には中学校第 学年, 第 3 学年で扱うものも挙げたが, これは今回の研究 ( 第 1 学年の取組 ) に系統性をもたせた指導を今後も継続して行っていってほしいという研究員の願いの現れである また, 当然ながら数量関係の指導に 3 年間の見通しをもたせる必要性を示したものでもある 日常の具体的具体的な事象事象の中にあるにある数量関係数量関係を表, 式, グラフによってによって表現表現することは, 目に見えなかったえなかった二つのつの数量数量の関係関係を目に見えるようにし, その関係関係を能率的能率的に調べ, 本質を解明しようとするものであるしようとするものである ここで紹介する導入課題や説明シートを参考に, 問題となっている対象を明確に意識して考察する, 数学的活動の一層の充実を今後も図っていただきたい 日常に存在する二つの数量の関係を調べよう1みてね 学年実践事例- 1 -

2 実践事例 具体的な課題集 1 年生 事例 1 縦 50 50cm 横 30cm の長方形長方形の窓を 開けたけたときのときの長さとさと 開いたいた部分部分の面積の関係関係を調べましょうべましょう 窓を開けた長さが変わると, 開いた部分の面積も変わることです 窓を開けた長さを cm 開いた部分の面積を (cm ) ( cm ) 表現してみよう 変化の様子を グラフラフに表すと cm として調べます この窓は うちの小窓と同じく らいの大きさだよ 教室の窓はもっと大きいよ 測ってみよう! 原点を通り 傾き 50 の直線となる 表現してみよう3 変化の様子を 式に表すと 50 倍すると 50 開けた長さを 50 倍すれば面積が出る 実際に教室の窓を開け閉めして変化の様子を確かめると イメージが膨らみました 変域も意識できました 先生 窓 ( ガラスの部分 ) の面積も変わっていくよ ホントだ! いい発見だね 他にも変わるものはあるかな? これらのことから つの数量の間に 比例の関係が成り立つことが分かります さらに つの数量には 0 30, という変域 変域があります 窓が開いた部分の周の長さや 枚の窓の重なった部分の面積など 伴って変わる事象が様々にあるので 生徒の考えた関係で問題解決をはかると 学習意欲を一層喚起できます - -

3 1 年生 事例 1 分間に 50cm 上昇 上昇するするケーブケーブルカー がありますます このこのケーブルカーケーブルカーが 10 分間に上昇する時間時間とのぼったとのぼった高さのさの関係関係を調べましょうべましょう この課題で伴って変わるつの数量はケーブルカーが上昇する時間が変わると, のぼった高さも変わることです 上昇する時間を 分 のぼった高さをcm として調べます ( 分 ) 表やグラフに (cm) 表れた 50 って何だろう? 表現してみよう 変化の様子を グラフグラフに表すと 原点を通り 傾き 50 の直線となる 表現してみよう3 変化の様子を 式に表すと 50 倍すると 時間を 50 倍すれば高さが出る これらのことから つの数量の間に 比例の関係が成り立つことが分かります さらに つの数量には 0 10,0 500 という変域変域があります 50 が1ずつ増加したときの の増加量です が1のときの の値です 傾きです 1 分あたりの上った高さです 式を見ると 道のり= 速さ 時間 と同じだと思います そうだね ここでの速さとはケーブルカーが1 分あたりに上昇した距離のことなんだ では ケーブルカーが降りる時を考えてみようか 比例定数 50 はどうなるかな? 今度は下に移動するから 1 分あたりに -50 上昇すると思います グラフも右下がり になるかな?! - 3 -

4 1 年生 例題 3 右の図のようにのように のように 支点 Оの両側両側に おもり A,B をつり下げたてこがつりげたてこがつり合っています 支点 О から A,B までの距離距離はそれぞれ 8cm 10cm でした つのおもりの関係関係を調べましょうべましょう A O B おもり A の重さが変わると, おもり B の重さも変わることです おもり A の重さを g おもり B の重さを g として調べます (g) (g) 表現してみよう 変化の様子を グラフグラフに表すと原点を通り 傾き 0.8 の直線となる 少人数グループで実験を行いました グループごとに支点 Oから A,Bまでの距離を変えたので 様々な変化となり 比例定数についての理解が深まりました 先生 グループによって変化の様子が違います グラフの傾きも変わりました 0.8 倍すると Aのおもりを 0.8 倍すれば B の重さがきまる これらのことからつの数量の間に 比例の関係が成り立つことが分かります さらに つの数量には 0 (0),0 (16) 0.8 S 君のシート てこ は小学校 5 年生の理科で学習しています おもりと支点までの距離の関係を授業の中で復習するといいですよ! という変域変域があります グループごとに変域を決めました - 4 -

5 1 年生 例題 4 街灯 街灯を背にしてにして まっすぐにまっすぐに離れ て歩く人がいますがいます 街灯街灯の高さを 4.5m 歩いている人の身長身長を 1.5m としたときしたとき 歩いている人が街灯街灯からから離れたれた距離距離と影の長さの関係を調べましょうべましょう 街灯から離れた距離が変わると, 影の長さも変わることです 街灯からの距離を m 影の長さを m として調べます 少人数のグループで操作活動をしました 伴って変わる 量を限定せずに取り組んだので 変化の様子がよくつかめました 難解な部分もあり 個に応じて ヒントカード や アドバイスを与えました 表現してみよう1 変化の様子を 表に表すと ( m ) ( m) 表現してみよう 変化の様子を グラフグラフに表すと T さんのシート 0.5 倍すると 街灯からの距離を倍すれば影の長さがきまる これらのことから 私たちは長さを 0.01 倍に縮小して実 つの数量の間に 比例の関係際に測って調べました 僕たちは反対側を歩いたときを考えましが成り立つことが分かります た ( 比例定数が負の数になったよ) さらに つの数量には うちの班は影の長さと街灯から影の先 までの距離の変化を調べました 0,0 という変域変域があります - 5 -

6 実践事例 具体的な課題集 年生 例題 1 右の図のようにのように のように 1 辺がcm の正方形 を 右上に1cm ずつずらしながら 重ねてねて並べていきます このときこのとき正方形正方形の枚数と周の長さのさの関係について調べましょうべましょう ( ただし 正方形正方形の枚数枚数は 1 以上の整数整数としますとします ) 正方形の枚数が変わると, 周の長さも変わることです 正方形の枚数を 枚 周の長さを cm として調べます ( 枚 ) (cm) 表現してみよう 変化の様子を グラフグラフに表すと の値が1 増加すると の値は 4 増加するから 傾き 4 の直線となる また =1 のとき =8 だから =0 のとき =4 と考えられる 点 (0,4) を通り 傾き 4 の直線となる 4 倍すると 4O4 =0 のとき =4 折り紙の枚数を 4 倍し 4 を加えれば周の長さがきまる これらのことからつの数量の間に 一次関数の関係が成り立つことが分かります さらに つの数量には 1,8 という変域変域があります 生徒の習熟の程度に応じて 具 体的操作から規則性をとらえさ せました 本来は連続した量ではないこ とを操作の中で確認しました Y さんのシート グラフの点をつなぐと直線になるのは比例のときと同じです

7 年生 例題 ばねののびは ばねののびは 下げたおもりのげたおもりの重さにさに比 例しますします 今 10g のおもりを下げるとると ばねの長さは14cm になり 30g のおもりを下げたらばねの長さは 18cm になりました このときこのとき おもりの重さとさとばねのばねの長さのさの関係関係についてについて調べましょうべましょう おもりの重さが変わると, ばねの長さも変わることです おもりの重さを g ばねの長さを cm して調べます (g) ( cm ) 表現してみよう 変化の様子を グラフグラフに表すと の値が 0 増加したとき の値は 4 増加したから 変化の割合は 4 0=0. となる また =10 のとき =14 だから =0 のとき =1 となる 点 (0,1) を通り 傾き 0. の直線となる 何も下げていないとき ば ねの長さは何 cm だろう? 0. 倍すると =0 のとき =1 これらのことからつの数量の間に 一次関数の関係が成り立つことが分かります さらに つの数量には 0,0 0.O1 という変域変域があります 10g 重くなるとcm 伸びているからおもりを下げていないときは 1cm だと思います ばねの伸びた部分の長さとおもりの重さを比べると比例の関係になりました なるほど 伸びた部分だけをみると比例になるね つの関係からどんなことがいえるかな? - 7 -

8 年生 例題 3 右の図のようにのように のように マッチマッチ棒 で正方形正方形を作り それをそれを横に並べてべていきます 正方形正方形の個数個数とそのときとそのとき必要必要なマッチ棒の本数本数の関係関係を調べましょうべましょう ( ただし 正方形正方形の個数個数は 1 以上の整数 ) 正方形の個数が変わると, マッチ棒の本数も変わることです 正方形の個数を 個 マッチ棒の本数を 本として調べます 表現してみよう 変化の様子を グラフグラフに表すと の値が 1 増加すると の値は 3 増加するから傾き 3 の直線 となる また =1 のとき =4 だから =0 のとき =1 となる 点 (0,1) を通り 傾き 3 の直線となる 3 倍すると =0 のとき =1 これらのことから つの数量の間に 一次関数の関係が成り立つことが分かります さらに つの数量には 1,4 ( 個 ) ( 本 ) という変域変域があります 3O1 1 年時 文字と式 の導入課 題として扱ったので 生徒たち は本課題に取り組みやすかっ たようです だれの求め方でも 同 じ式 =3+1 で変化の様 子が表せます 変化の割合 3 は正方形の数 が 1 つずつ増えるときのマ ッチ棒の増える数とし てまとめられます 求め方に着目して ものの 見方 考え方 を養う授業展 開をしました 文字式の復習 もできました - 8 -

9 年生 例題 4 右の図のようなのような のような AB=3cm BC =4cm の長方形 ABCD があります 点 PはA を出発出発してして 辺上辺上を B C を通ってって D まで動くものとします このとき AP 間の距離距離と APD の面積の関係関係を調べましょうべましょう AP 間の距離が変わると, APD の面積も変わることです AP 間の距離を cm APD の面積を cm として調べます (cm ) ( cm ) 表現してみよう 変化の様子を グラフグラフに表すと =1のとき :4 1 = =のとき :4 =4 =3 のとき :4 3 =6 は =4のとき :4 3 =6 =5のとき :4 3 =6 (1) 1 3のとき 底辺が4cm 高さがcm の三角形 () 3 7のとき 常に底辺が4cm 高さが3cm の三角形 6 (3) 7 10 のとき 底辺が4cm 高さが(10-) cm の三角形 これらのことから つの数量の間に 一次関数 の関係が成り立つことが分かります さらに つの数量には 0 10,0 6 表の中で面積が一定になっているところはグラフが という変域変域があります 1 3のときは cm ずつ増える 3 7のときは cm =6 のとき :4 3 =6 は常に一定の 6 =7のとき :4 3 =6 =8のとき :4 =4 =9 のとき :4 1 = は - =10 のとき :4 0 = のときは cm ずつ増える PO0 個々の理解に応じて AB 上 BC 上 CD 上と点 P を動かし 3 ヶ所でできる三角形を提示しました 動 かすときはゆっくりと操作し 三角形が大きくなっ ていく様子や 小さくなっていく様子を視覚でも押 さえて調べていきました 平らなところです 変化が 0 という意味です - 9 -

10 実践事例 具体的な課題集 3 年生 例題 1 図のような のような正方形 ABCD の頂点 A から点 P Q が同時同時に出発出発し P は AB 上をB まで Q は AD 上をD まで同じ速さでさで動きますきます AP AQ の長さと APQ の面積面積の関係関係を調べましょう AP,AQ の長さが変わると, APQ の面積も変わることです AP,AQ の長さをcm APQ の面積をcm として調べます (cm ) ( cm ) 表現してみよう 変化の様子を グラフグラフに表すと 原点を通る放物線となる この式って三角形の面積を求める公式と同じだよ! コンピュータで実際に放物線のグラフを示すと曲線の美しさに感動していました 式の意味を読み取ったとき生徒たちは関数と図形の結び付きに驚いていました 式を求めた後 式から表 グラフを負の世界にまで拡張し放物線を完成させました 0.5 倍すると 1 の値を 0.5 倍すれば の値がきまる これらのことから つの数量の間に 二乗に比例の関係が成り立つことが分かりま す さらに つの数量には0,0 という変域変域があります

11 3 年生 例題 右の図のようなのような のような斜 面でボールボールを転がしたときの時間と転がったがった距離距離とのとの関係を調べましょうべましょう ボールを転がした時間が変わると, 転がった距離も変わることです ボールを転がした時間を 秒 転がった距離を m として調べます ( 秒 ) (m ) 表現してみよう 変化の様子を グラフグラフに表すと は の 倍に なっている よって は に 比例する 原点を通る 放物線となる と の関係をすぐに判断 することは難しいので 表に の値を記入できるスペー スを用意しておきました 点 (0,0)(1,) を通るので 比例の関係だと思います それじゃあ 比例定数は だね でも を計算すると 0,1,4,9, となり一定になりませ ~ ん 0,1,4,9 その数って!? 倍すると の値を 倍すれば の値がきまる 物体の運動は中学校 3 年の理科で学 習しています 実験操作を理科の授業 と関連させるといいですよ これらのことから つの数量の間に 二乗に比例の関係が成り立つことが分かります さらに つの数量には 0,0 という変域変域があります

12 3 年生 例題 3 右の図は 方眼 方眼に 1 段 段 3 段 と段数段数を一段ずつ増やしてやして 階段状階段状の図形図形を描いたものです 方眼方眼の 1 目盛りを 1cm としたときたとき 段数段数と階段状の図形図形の面積面積の関係関係を調べましょうべましょう 段数が変わると, 階段状の図形の面積も変わることです 段数を 段 階段状の図形の面積をcm として調べます ( 段 ) ( cm ) 表現してみよう 変化の様子を グラフグラフに表すと 表より は に比例し 原点を通る 放物線となる = になることは表 式 グラフからいえます ほかに 図形で考えることもできます 図形を半分に切って貼り合わせると段数を 1 辺の長さとする正方形ができるので面積はいつでも段数の二乗です 1 倍すると の値を1 倍すれば の値がきまる これらのことから 実際に操作することで が に比例する様子 をつかませました 表 式 グラフを関連付 けて考えようとする生徒 が増えてきました つの数量の間に 二乗に比例の関係が成り立つことが分かります さらに つの数量には0,0 という変域変域があります - 1 -

13 実践事例 説明シート すぐに使える関数説明シート を活用して 数量関係の変化や対応の特徴をとらえましょう! 身近な事例事例によるによる課題提示 意図的なノートノートづくりのづくりの継続 表, 式, グラフの一体化 変化の様子様子を視覚視覚でとらえでとらえ 日常生活と関数関数の世界世界を近づけましょう! 説明シートシートを使ってって表, 式, グラフラフを一体一体のものとして扱っていきましょう! 変化の様子様子を日常使日常使う自分自分の言葉言葉で表現表現し 関数を活用活用できるできるようにしましょう! 使える説明シート 1 表の活用 < 説明シート表 > 年 組 番氏名 変化の様子を 表に表すと 使える説明シート グラフの活用 < 説明シートグラフ> 年 組 番氏名 変化の様子を グラフに表すと

14 使える説明シート 3 表 式 グラフの活用 < 説明シート > 年組番氏名 私は の課題を解決しました この課題で伴って変わる つの数量の関係は が変わると, も変わることです 表現してみよう 変化の様子を グラフに表すと これらのことから つの数量の間に の関係が成り立つことが分かります さらに つの数量には この課題の答えは という変域があります になります

15 研究のまとめ 研究課題 変化変化 を読み取る子どもをどもを育てよう (1) 研究の視点 本研究では, 表, 式, グラフ による表現がその変化や対応の特徴をとらえるための手だてとなっていることに着目し, 表, 式, グラフの活用によって関数を探求する能力を伸ばすことを目指した その際, 関数を表すのに, 表, 式, グラフ が有効有効であることであること つまり 関数関数は 表, 式, グラフ を用いるといると性質性質が理解理解しやすいしやすい 関数関数は 表, 式, グラフ に表現表現することですることで能率的能率的に調べ られる ことを指導の中でしっかりとおさえ, 表, 式, グラフ を用いて生徒一人生徒一人ひとりがひとりが日常使日常使う 自分自分の言葉言葉 で数量関係数量関係の変化や特徴特徴を説明説明できるできる力を伸ばそうと試みた その手だてとしては, 繰り返し授業の中で イメージ図 表現方法 言葉式 身近な事例事例によるによる課題提示 意図的なノートノートづくりのづくりの継続 表, 式, グラフの一体化を図り, 生徒の目に見える学力の向上をねらった 表 関数 グラフ () 研究の成果 本研究の手だてが有効であったかを測る一つの指標として, 単元の学習後に事後テストを行った 調査問題は平成 17 年度さいたま市学習状況調査をもとに, 本テーマに係わる問題から数値等多少の変更を加えて出題した 76% 60% 80% 51% 60% 60% 7% 40% 39% 0% 0% 全国研究校 結果は以下のとおりである グラフから座標を求める問題 グラフから式を求める問題 文章からから比例を判断判断する問題 研究校 76% 51% 60% 全国 7% 39% 60% 正答率のほかに, 答えを出すまでの過程に注目すると次のような解答が多く見られた グラフ上の点を読み取り, 表に表してして式を考えるえる 文章や表に表れているれている変数変数を読み取り, グラフに表してして比例比例を考えるえる

16 さらに, 普段の授業での生徒の活動からは, 次のような変化も現れた の値が 1 増加したときのしたときの対応対応するの増加量増加量 と 比例定数比例定数, グラフ グラフの傾き を関 連付けてけて考えられるようになったえられるようになった 原点原点 を =0の時のの値として, 常に意識意識できるようになったできるようになった 文章題を考えるえる際, 変域 変域 を必ず考えるようになったえるようになった これらは, 今後の関数の学習 ( = a+ b, = a ) を進めていく上で大きな力となる 今回のテストの結果では, 全国のそれと比較し, 数値的に大きな差異は認められなかったものの, 解答の内容や普段の授業での生徒の活動から, 関数関数 をとらえるをとらえる力が着実に身に付いた手ごたえを感じた (3) 研究の課題 本研究では, 自分の考えを日常使う言葉や式を用いて説明できる力を付けるための研究を進めてきた 二つの数量の変化や対応を調べることに関して, 小学校から中学校でその内容は大きく変わる そこで, 中学校でも具体的な事象から考察することを重視し, 生徒の主体的な問題解決活動をうながしていく その際, 数量関係を意図的意図的 意識的意識的に 表, 式, グラフ を一体化一体化させてさせて指導指導すること, 及び数量関係を読み取り, 自分の言葉言葉で表現表現できるできる力を育成育成することすることが有効であることを確認した 今後はさらに, 生徒がそのよさを実感し, 関数を能率的に調べることによって関数を探求する能力を伸ばしていけるよう指導を継続していく必要がある (4) 数学科からのからの提言 1 説明シートシートを活用活用し, 表, 式, グラフを一体一体のものとしてとらえさせよう 表, 式, グラフを活用活用し, 変化変化 を自分自分の言葉言葉で表現させよう 3 身近な事象事象を考察考察し, 自ら 変化変化 を読み取らせよう

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