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1 中学校理科 < 第 3 学年 > 地球と宇宙 における科学的思考力を育てる教材の開発と指導方法の改善 Ⅰ 主題設定の理由 観音寺市立中部中学校教諭青野孝泰 しし座流星群 や 皆既日食 が世界中で大きな話題となるなど, 天体分野は生徒のみならず, 人類にとっても夢があり関心のある分野である しかし, 天体学習は, 気象条件に左右されやすい 適した時節がある 深夜にまたがる 長時間及び長期間にわたる 都会では光害がある 等の問題点があり, 野外観察が行われにくい状況にある そのため, 生徒の天体観察の経験も乏しいのが現状である 中学校の天体分野の授業でも, 観察が十分には行えておらず, モデル化や理論的な説明が多くなり, 空間概念が十分に発達していない生徒にとっては難解な内容となる そのため, 天体は難しい 嫌いだ と言う生徒も多い 平成 15,16 年度学習状況調査の結果では, 天体分野での 科学的な思考 の正答率が他の観点と比べると低かった その理由を考えてみると, 生徒は, 観察者の視点 ( 位置 ) を 地上から宇宙空間へ, あるいは 宇宙空間から地上へ 移動することが苦手なため, 太陽や星座の日周運動が地球の自転による相対的運動であることをとらえたり, 季節によって同じ時刻に見える星座の位置が変わることなどから地球の公転を地軸の傾きと関連させてとらえたりすることが難しいからである 現行の教育課程では, 天体学習を小学校の3,4 年と中学校の3 年でしか扱っておらず, 知的好奇心旺盛な小学校 5,6 年と中学校 1, 年では天体教材がない さらに, 学習内容の厳選に伴い, 知識が断片化していると考えられる そこで, 第 3 学年 地球と宇宙 の単元において, 教材 教具を開発し, 補充的 発展的内容を取り入れた系統性のある指導計画を作成する そして, 生徒が直接体験し, そのなかに問題を見いだし, 目的意識をもって実験 観察に参加する問題解決型の探究学習を展開することで, 科学的思考力が高まると考え, 本研究主題を設定した Ⅱ 研究方法 学習状況調査や生徒へのレディネステストの結果から, 指導上の課題を明確にする 文献や実践事例から, 天体領域の科学的思考力を育てる指導方法を検討し, 教材を作成する 単元 地球と宇宙 について, 指導計画を立て, 作成した教材を使って実践授業を行う 事後テストなどから, 基礎 基本の定着状況, 生徒の意識の変容などを分析し, 開発した教材を活用した成果や課題を考察する Ⅲ 研究内容 1 生徒の実態 (1) レディネステストから ( 置籍校全校生 506 名平成 16 年 6 月 8 日実施 ) 日常的な天体現象への興味 関心と, この単元の基礎的 基本的な内容の理解に必要な方位概念及び時間概念について調査した 1

2 星空を見上げたこと 北極星 流れ星を見たこと 夕日が沈むのを見たこと 朝日が昇るのを見たこと カシオペヤ座 さそり座 星空の観察会に参加したこと 6 74 オリオン座 1 61 ある ない 見つけられるたぶん見つけられる見つけられない < 図 1> 自然体験の有無の調査結果 < 図 > 観察技能の調査結果 < 図 1>では, 星空を見上げたことはあるが, 流れ星や日の出を見た体験が少ないことが分かる つまり, じっくり時間をかけて空を見る体験が少ないことを示している また, 観察会の参加経験も少なく, 天体観察の経験が不足している < 図 >からは, 小学校で学習した星座も見つけることのできない生徒が多いことが分かる 家庭で観察させるためには, 自分一人でも星座を見つけることができるような手だてが必要である 教室の前の黒板の方位 南に向いたときの右手の方位 1 年 年 3 年 < 図 3> 方位認識の調査結果 ( 正答率 ) < 図 3>の生活場所 ( 教室 ) での方位の認識は, 学年が進むにつれ上昇しているが不十分である 学習経験よりも生活経験や発達段階による認識の差が表れたと思われる 生徒は, 一般的に北が上を向いた地図を使用している そのため, 方位の感覚が不十分な生徒は, 南を向いたとき, 東西南北の位置関係を空間的に把握することが難しいと思われる 朝 1 年 朝 1 年 63 年 年 53 3 年 年 51 昼 1 年 昼 1 年 57 年 年 61 3 年 年 5 東西北南 < 図 4> 太陽の見える方位 < 図 5> 太陽の動く方向 ( 正答率 ) < 図 4>では, 太陽の見える方位の正答率が低く, 朝日が見える方位を西と答えた生徒が平均で 31%, 昼の太陽の見える方位を北と答えた生徒が平均で6% いた それに対し,< 図 5>の太陽の動く方向の正答率は平均で朝 55%, 昼 5% であった これは, 太陽の動きを小学校で学習し, さらに, 生活体験を通して認識していたためと思われる それに対して, 方位の認識は大変低い

3 < 図 6>は 南の方に月が見えました その場所から東に自転車で 分ぐらい走りました 月はどちらの方に見えますか の設問に対しての結果である 宇宙空間の大きさが認識できていて, 視点の移動ができる生徒は, 南に変わりはない と考える しかし, 宇宙空間の大きさが認識できていなかったり, 視点の移動ができなかったりすると, 西 と考えがちになる 年 年 年 南東北西 < 図 6> 移動後の方位認識調査結果 () 意識調査から ( 置籍校第 3 学年全クラス17 名平成 16 年 月 17 日実施 ) 理科が好き 4 40 理科が分かる 4 37 実験観察が好き 60 ものを作ったり道具を使ったりすることが好き 57 予想して実験している 66 自分から調べようとしている 宇宙や天体に興味がある はいどちらともいえないいいえ < 図 7> 理科授業の意識調査結果 < 図 7>より, 生徒たちは実験や観察が好きで, ものづくりや道具を使うことを好んでいる しかし, 予想して実験したり, 自分から調べようとしたりする生徒は少ない 生徒のレディネステストや意識調査の結果から, 天体学習に対する興味 関心や観察の技能, 小学校での既習事項についての定着の度合いに大きな格差があることが分かった この原因としては, 観察経験の不足と方位概念が正しく形成されていないことが考えられる 方位概念は, 空間における天体の相対的位置関係をつかむ上で基本となるものであるので, 授業の前に復習し定着させておきたい 地球と宇宙 における科学的思考力 理科の学習では, 自然の現象を見たり触れたりする体験により自然に対する関心を高め, 自然の事物 現象のなかに問題を見いだし, 目的意識をもって実験 観察などを行うとともに, 事象を実証的, 論理的に考えたり, 分析的, 総合的に考察したりして問題を解決する探究の過程が大切である そしてこの探究の過程のなかで科学的思考力が育ち, 自然現象への知識 理解が深まるのである つまり, この探究の過程を繰り返していくことで, 各段階でどのように思考すればよいかを学び, 問題解決の方法も身に付けていくのである 3

4 中学校理科第 分野の 地球と宇宙 では, 自然の事物 現象を時間, 空間と関係付けて動的にみたり, 事象の生じる要因や仕組みを分析的, 総合的に考えたりするなど, 事象を論理的, 実証的, 客観的に考察して問題を解決することが必要である この過程を通して, 時間概念と空間概念がさらに発達し, 科学的思考力が育っていくのである 問題意識予想 解決方法の計画 探究の過程 < 図 8> 探究の過程 ( 見通し 目的意識をもつ ) 観察 実験結果の考察 探究の過程では, 目的意識をもたせることが問題解決の原動力となり, 学ぶ必要性や主体的な学習を生むことにつながり, 大変重要である そのためには, 関連ある生活経験や既習事項を想起させたり, 考えるヒントとなる事象を提示したりすることが必要である しかし, 天体学習のように生活経験が乏しく, 既習内容も少ない場合は, 実際に体験させることがなにより有効であるが, ビデオ教材やインターネットで得た資料などを活用しながら体験を補うことも必要である 生徒たちは, 目に見えないものを自分なりに想像し, 概念を形成しながら学習していく そのため, 学習時にうまくイメージできないと理解が困難になる場合がよくある 天体学習ではこのイメージをもたせるためにモデル化することが有効である 天体の学習には縮尺の変更, 視点の変更, 時間の変更の3つの変更が必要である この3 要素を組み替えながら, 実際に自分の目で見た天体とモデルとを結び付けて実験や考察し, 規則性を考えさせることが最も重要である このように, いろいろな要素を組み替えながら行う思考は, 単に天体が分かるだけでなく, それを超えた思考の枠組みを変換する頭の柔軟性を鍛える教材になると思われる 3 指導の改善点と教材開発について (1) 指導の改善点 1 直接体験の重視と支援する授業自然事象への興味 関心や探求心を高めるためには, 直接体験を重視した授業展開が大切である そして, この直接体験は, 生活と結び付いた驚きや感動などの実感を伴うものでなければならない 天体学習における直接体験は, 生徒たちが すごい! 美しい! こんな世界があるのか! と感動したり, 疑問をもったりするものが多い そこで, 夜間の天体観察だけでなく, 朝夕や昼間に行えるものを積極的に取り入れ, 生徒に直接体験させる また, 生徒が自宅で自分一人でも観察できるための支援をしていく 立体的イメージの構築簡単なモデル実験やコンピュータを使ってのシミュレーションを生徒一人一人に体験させることで, 空間の立体的イメージを構築する また, 生徒全員に地球儀を持たせ, 自分で操作させることで, 地球外の視点からみた方位概念を育てていく 3 視点を変更する活動を通して, 科学的思考力を育てる探究の場の設定視点の変更をしながら, 自分で観察した天体とモデルとを結び付けて考えることができる教具を開発し, それを使った探究する場の設定を行う 4

5 () 教材開発 1 興味 関心をもたせる工夫 < 教材 1> 生徒が興味をもつ天体現象を中心とした天体ビデオを作成し, 導入に使う 身近な天体 ( 太陽, 月, 惑星 ) を中心に, 流星群や巨大流星, 人工衛星 ( スペースシャトル ) などの映像も取り入れ, 動きのある教材にする この映像から天体への興味や疑問をもたせる < 教材 > 北極星を見つける簡易観察装置 1と< 教材 3> 星の動きや太陽の南中高度を観察する簡易観察装置 を生徒一人一人に製作させ,1 年間通じて活用することで興味を持続させる < 教材 > 簡易観察装置 1 < 教材 3> 簡易観察装置 < 教材 5> 太陽や星の日周運動のビデオを作成し, 観察できていない生徒の補助資料とする 特に, 季節ごとの日の出を撮影し, 季節による日の出の位置の違いに気付かせる < 教材 8>ピンホールカメラの原理を利用した太陽投影器をつくり, 太陽観察を体験させる 投影法は比較的安全であり, 大型太陽投影器で互いに協力しながら観察すれば, 黒点まで見ることができる < 教材 >ビデオカメラを利用し, 太陽を直接撮影させる 太陽フィルターやND400フィルターを使えば簡単に減光することができ, 太陽黒点を安全に観察 記録することができる < 教材 8> 太陽投影器 < 教材 > 太陽黒点のビデオ撮影 < 教材 > 金星の日面通過 (04 年 6 月 8 日 ), 部分日食 (04 年 月 日 ), 金星と木星の接近 (04 年 月 5 日 ), 金星と月の接近 (04 年 月 日 ), 水星探し ( 東方最大離角 04 年 月 1 日 ), 金星と水星の接近 (05 年 1 月 1 日 ) などの身近なトピックス的な天体現象を観察させることで, 興味 関心をもたせる 5

6 < 教材 > 昼間の金星を望遠鏡で観察させたり, 肉眼で探させたりする 特に最大光輝の時は肉眼で十分に見つかり, 双眼鏡を使えば三日月形に欠けている姿が見られる < 教材 1>ブラックライトを光源に使ったモデルで, 月の満ち欠けの原理を体感させる 発泡球に水彩絵の具 ( 蛍光白 ) を塗ると大変見やすくなり, 満ち欠けがよく分かる < 教材 > 昼間の金星観察 < 教材 1> 月の満ち欠けモデル実験 < 教材 13> 金星の満ち欠けモデルで, 原理を体感させる また,< 教材 >で見つけた金星の形をもとに, 地球, 太陽, 金星の位置関係を直感的に推測させる 室内の明かりを消すと < 教材 13> 金星の満ち欠けモデル < 教材 > 太陽や惑星を身近な球体でつくったモデルで表し, 天体の大きさの違いや宇宙の広がりを体感させる 1 億分の1に縮小すると, 太陽が1.mの大型風船, 地球が15m 先のパチンコ玉, 土星が1.km先のソフトボール, 冥王星が約 5km先のmmのビーズ玉になる 1 cm cm 4 cm 4. cm mm 4 mm 6 mm 1 cm 1.1 cm < 教材 > 太陽 惑星モデル 6

7 一人で観察できる手だての工夫 < 教材 4> 星座観察を教室で疑似体験させ, 星座の方向, 高度, 大きさを体感させる < 教材,3> の操作も習得させる 星座早見の使用方法を説明するときに, 地平線方向の星図を併用する 観察日には地平線方向の星図を方位ごとに作成し配布する 集団宿泊学習で星座観察を行い, 基本的な観察技能を身に付けさせ, 天体学習 (1か年計画) の始まりにする ( 前年度の第 学年で実施 ) < 教材 4> 疑似体験の様子 3 視点の変更を助ける工夫 < 教材 61> 太陽と地球の 球儀モデルを用いて, 天体の日周運動や年周運動をモデルで再 現させることによって, 具体的に天体の位置関係をとらえることができるようにする < 教材 7> 地球儀に取り付けたCCDカメラの映像を見せることで, 視点の移動を助ける 地 球儀に取り付ける位置により, 世界各地の太陽の動きを再現できる < 教材 61> 球儀モデル実験器 < 教材 7> CCD カメラによる視点の移動 < 教材 6> 太陽と地球と金星の3 球儀モデルを用いて, 金星の満ち欠けをモデルで再現させる 欠け方, 大きさ, 見える方向と高度などを測定する活動を通じて, 視点の変更を体験しながら探究させる < 教材 6> 3 球儀モデル実験器 7

8 4 実践事例 第 3 学年地球と宇宙 ( 全 16 時間 ) (1) 単元の目標 身近な天体の観察を通して, 地球の運動について考察するとともに, 太陽の特徴及び太陽系についての認識を深めることができる () 単元の指導計画 時 学習内容 ( は開発教材活用, は科学的思考力を育てる探究の場 ) 開発教材と教科書実験 夜空を眺めてみよう 教材 1( 導入用天体ビデオ) 1 北極星とカシオペヤ座を見つけよう 教材 ( 簡易観察装置 1) 簡易観察装置の製作( 希望者, 放課後 ) 教材 3( 簡易観察装置 ) 夜間観察 教材 4( 星座観察の疑似体験 ) 観察結果を発表しよう 地球の自転によって星や太陽はどのように動いて見えるか 教材 3( 簡易観察装置 ) 3 地球の自転や公転, 地軸のかたむきについて知ろう 教科書 p.57[ 観察 1] 4 星の1 日の動きを調べよう ( 夜間観察 ) 教材 5( 太陽, 星の日周運動ビデオ) 太陽の1 日の動きを調べよう 5 観察結果をもとに, 天体の日周運動について知ろう 教材 61( 球儀モデル実験器 ) 6 モデル実験器を使って太陽の日周運動を確かめよう 教材 7( 視点移動用 CCDカメラ) 地球の公転によって星や太陽はどのように動いて見えるか 教科書 p.61[ 実験 1] 7 各季節に見られる星座を調べよう 教材 61( 球儀モデル実験器 ) コンピュータ シミュレーションを使って星の1 年間の動きを調べよう 教科書 p.65[ 実験 ] 季節はなぜ生じるのか ( 香川型教材教師用 ) 8 立体模型をつくろう ( 香川型教材 31) 季節ごとの太陽の光のあたり方のちがいを調べよう ( 香川型教材 3) 天体や星座など宇宙について学んだことから考えよう 教材 61( 球儀モデル実験器 ) 教材 7( 視点移動用 CCDカメラ) 太陽の特徴を調べてみよう 教科書 p.68[ 観察 ] 太陽の黒点のようすを調べよう 教材 8( 太陽投影器 ) 1 黒点の観察結果より, 太陽の特徴をまとめよう 教材 ( 太陽黒点のビデオ撮影 ) 教材 ( 部分日食の観察 ) 太陽系のなかま 13 惑星くらべをしよう 教材 ( 太陽 惑星モデル) 宇宙の広がり 惑星はどのような天体か 教科書 p.7[ 観察 3] 昼間の金星を見つけよう 教材 ( 昼間の金星観察 ) 月の満ち欠けを調べよう 教材 1( 月の満ち欠けモデル) 15 見つけた金星の位置をモデルで確かめよう 教材 13( 金星の満ち欠けモデル) 16 金星の満ち欠けを探究しよう 教材 6( 3 球儀モデル実験器 ) 8

9 (3) 指導の実際 1 興味付け第 時 太陽の黒点のようすを調べよう 目標太陽の観察に関心をもち, 進んで取り組もうとする 太陽の黒点のようすを記録することができる 部分日食の日を観察日に選び, 太陽への関心を高めた 各自で小型の投影器を作成し, 部分日食を観察した 大型投影器をグループで操作し, 日食や黒点を観察した ビデオカメラで撮影し, 次時の映像資料とした 望遠鏡での投影観察( 教科書の方法 ) も行った 知識の習得 ( 太陽系構造のイメージづくり ) 第 13 時 惑星くらべをしよう 目標惑星やその他の太陽系の小天体に関心をもち, それらについて調べるとともに, 太陽系を構成する天体の特徴や太陽系全体の構造について説明できる 太陽系の惑星について学習した 太陽と惑星のモデルを使って, 大きさの違いや, 宇宙空間の広がりを体感した 月, 恒星の大きさや距離を計算し, モデルで表した 太陽系外の宇宙の広がりを理解した 3 問題意識始業前の登校時間 昼間の金星を見つけよう 目標金星に関心をもち, 金星の位置や満ち欠けを記録できる 金星と木星の接近がテレビや新聞で報道された翌週を観察日に選び, 関心を高めた 1 週間前から金星を肉眼で観察した ( 自宅で朝 6 時 ) 朝の見やすい時間帯を選び, 望遠鏡で満ち欠けを観察した 4 知識の補充 ( ヒントとなる現象の提示 ) 第 時前半 月の満ち欠けを調べよう 目標月の満ち欠けについて, その仕組みを説明できる 月の満ち欠けの写真をもとに, 満ち欠けする理由を考えた 月の満ち欠けモデルを一人一人で体験し, 理解を深めた 月の満ち欠けの原理をワークシートにまとめた 5 予想と実験 考察 ( 探究の場 ) 星なんかどこにもないよ 本当に見えるの? 小さいけど半分欠けて見えるよ どうして? 第 時後半 ~16 時 見つけた金星の位置をモデルで確かめよう, 金星の満ち欠けを探究しよう 目標金星の見え方から金星と地球, 太陽の位置関係を考察し, 太陽系の構造について理解する 観察した金星の形をもとに, 金星の満ち欠けモデルを用いて太陽, 金星, 地球の位置関係を推測した 3 球儀モデル実験器を扱い, 金星の見かけの大きさと満ち欠けの変化のようすを調べた 地球からの内惑星の見え方についてまとめた

10 Ⅳ 実践を通して 1 指導と教材の効果について (1) 生徒の意識調査から ( 置籍校第 3 学年 1 クラス 35 名平成 16 年 月 1 日実施 ) 学習に意欲的に取り組めた 3 3 ( 人 ) 学習内容を理解することができた 6 観察やものづくりが楽しくできた 予想したり, 考えたりした 1 3 自分から調べようとした 4 できたほぼできたあまりできなかったできなかった < 図 > 授業後の意識調査結果実践授業終了後に, 意識調査を行った 学習に意欲的に取り組めた が83%, 観察やものづくりが楽しくできた が4% であった 学習内容を理解することができた ほぼできた と答えた生徒が77% であり, この単元としては高いと思われる また,< 図 7>の事前意識調査と比べて, 予想したり, 考えたりした が86% と増え, 自分から調べようとした 生徒も57% と低いものの伸びてきた これらの結果から, この単元の取り組み全体が生徒の天体への興味 関心 意欲を高めるのに有効であったと考える () 教材の有用性調査から ( 置籍校第 3 学年 1クラス35 名平成 16 年 月 1 日実施 ) 開発教材が学習理解に役に立ったかを, 生徒へのアンケートで調べた ( 人 ) 教材 1( 導入用天体ビデオ ) 教材 4( 星座観察の疑似体験 ) 4 0 教材 5( 太陽, 星の日周運動ビデオ ) 1 教材 ( 簡易観察装置 1) 15 教材 3( 簡易観察装置 ) 5 1 教材 6(3 球儀モデル実験器 ) 7 教材 7( 視点移動用 CCDカメラ ) 教材 8( 大型太陽投影器 ) 教材 ( 太陽黒点のビデオ撮影 ) 17 4 教材 ( 部分日食の観察 ) 5 1 教材 ( 昼間の金星観察 ) 教材 1( 月の満ち欠けモデル ) 教材 13( 金星の満ち欠けモデル ) 13 教材 ( 太陽 惑星モデル ) 6 7 役に立った少し役に立った役に立たなかった < 図 > 生徒への教材有用性調査結果教材 1,4,5のビデオやコンピュータシミュレーションを使った映像で視覚的にとらえさせる教材は, ほとんどの生徒が役に立ったと回答している プロジェクターを使い理科室背面全体に投影することで臨場感が増し, 動きを繰り返し再現することで全員に納得するまで疑似体験させることができた 直接体験を補う教材としては大変有効であった

11 教材,3の簡易観察装置を使うことで北極星の位置に確信がもてた生徒が多く,< 図 >のように, 北極星やカシオペヤ座が見つけられる割合も増加した しかし, 家庭で個人観察したために使用方法が分からなくなった生徒や, 使わなくても見つけられる という生徒もいた さそり座は南に山脈があるため見つけにくい という感想が多かった オリオン座は3 学期も継続観察させている 星座や星の見つけ方などの観察を支援する教材を工夫したことで観察技能が向上し, 多 ( 人 ) 北極星 ( 授業前 ) 4 13 ( 授業後 ) 15 カシオヘ ヤ座 ( 授業前 ) ( 授業後 ) 15 さそり座 ( 授業前 ) ( 授業後 ) 3 オリオン座 ( 授業前 ) ( 授業後 ) 6 1 見つけられるたぶん見つけられる見つけられない < 図 > 授業前後の観察技能調査結果 くの生徒が観察できた そして, 直接体験したことで興味 関心がさらに高められた 教材 6,7は, 方位概念が十分でない生徒にとっては難しく, レディネステストで方位認識が不十分であった5 名は 役に立たなかった と回答していた 方位概念がある程度できている生徒には効果があり, 設定した探究の場では, 器具をのぞき込み真剣に考える生徒の姿が見られた 生徒のなかには外惑星の満ち欠けを発展的に考える者も現れた 教材 8,,,の昼間の天体観察は, ほとんどの生徒が興味をもち 役に立った と回答している 昼間に星が見えることに驚き, 金星の欠けた姿に疑問をもつ生徒が多かった 探究の過程で問題を意識させ, 目的意識をもたせるのに効果的であった 役に立たない と回答した生徒は, 見えにくい という感想をもっていた 金星観察は特に時期を考慮したい 教材 1,13のモデル実験は, 一人一人が体験でき, 視覚的で, 天体の公転と満ち欠けの関係が大変分かりやすかった という感想が多かった 教材 の太陽 惑星モデルは, 実際に手にすることができるので, 大きさの違いがよく分かった 太陽の大きさに驚いた という感想が多かった 科学的思考力について (1) 授業後の定期テストから ( 置籍校第 3 学年全クラス17 名平成 16 年 1 月 日実施 ) 学期末の定期テストで, 地球の自転 公転と星 0 0 座の見える方角 惑星の公転と見かけの位置の変授業クラス 80 化 について, 科学的な思考力の定着状況を調査し 他の4クラスた < 図 1>の結果では, すべての問題で従来型の授の平均 50 業を行った他のクラスの平均より高かった 特に金 星, 火星の位置を公転軌道上に図で表す問題では, 正 答ではないがおおむね満足できる解答を加えると8 割 0 となり, 基礎 基本の定着は図られたと思う 問題 1 問題 問題 3 問題 4 問題 5 問題 6 < 図 1> 定期テストの結果 ( 正答率 ) () 視点の移動と空間把握の問題から ( 置籍校第 3 学年 1クラス35 名平成 16 年 月 6 日実施 ) 問題 1: 満月, 半月, 三日月の日に, 月から地球を見るとどのように見えるでしょうか 問題 : 4 時, 東の地平線から流れ星が昇ってきました この現象が起こる仕組みを, 図や言葉で説明しなさい ( 教材 1の導入用天体ビデオで多くの生徒が疑問をもった現象 )

12 < 図 13>は, これら 問の結果である 満月, 半月については3 分の 以上, 三日月は3 分の1 の生徒が正解した また, 流れ星については約半数の生徒が説明することができた できなかった生徒のなかにも, 図や言葉では表現できないが, 地球儀等の実物モデルを使って流れ星の経路を示すことができる者が多かった 以上のことから3 分のの生徒は視点を移動して空間を認識していると考えられる 満月半月三日月流れ星 ( 人 ) できた できなかった < 図 13> 視点の移動と空間把握問題の結果 Ⅴ まとめと今後の課題 1 直接体験の重要性と観察計画の作成 教師作成のビデオやコンピュータシミュレーションを活用したり, 生徒自作の観察装置を全員に持たせたりしたことで, 観察意欲が増し, ほぼ全員の生徒が家庭での観察を行えた また, 昼間の天体観察は感動や疑問をもたせ, 探究学習を進める上で有効であり, 直接体験の重要性を再認識した 今後は第 学年後半からの天体を定期的に観察する1か年計画と, トピックス的天体現象を学年にこだわらずに観察する3か年計画を組み合わせた, 長期間の観察計画を作成したい また, トピックス的天体現象とその観察方法を, 先生方に情報配信していくことも必要だと考える 指導計画の見直しと開発教材の改良 今回は, 従来の学習の流れをそのままに, 新しい教材を加えることで計画してきた 教材が 理解できない という生徒も見られ, 別の指導方法や支援が必要であったと思われる 特に, 授業前に方位概念や空間概念を確実に定着させる必要があった さらに, 身近な天体 ( 太陽, 地球, 月, 星座 ) の位置関係を単元の早い段階でイメージさせる必要もあった そこで, 今後は指導過程を組み替えた指導計画を作成する 将来的には, 小学校からの指導内容も見直し, 系統性をもたせた小中一貫のカリキュラムの作成が必要だと考える また, 分かりやすい, 使いやすい, 作りやすい, 丈夫な 教材になるように改良を行い, 授業での効果的な活用方法も研究したい 3 探究する場の設定 生徒たちは, 観察を通して驚きや疑問をもち, モデルを使うことで具体的にイメージし, そして, 視点を変えて考察することにより, 空間概念に対する理解を深めることができた しかし, モデルやシミュレーションは, あくまでも思考を助ける補助教具である モデルやシミュレーションを使って考察, 推論した結果を再び観察で実証することで, さらに理解が深まる 数か月後の金星の位置と欠け方を推測し, 再度, 金星を観察させたいと思っている 最後に, 本研究を進めるに当たりご協力いただいた香川県立五色台少年自然の家に心より感謝申し上げます < 参考文献 > 佐賀県教育センター: 基礎 基本の定着を図る小 中学校理科指導,15 年度研究紀要,04 船橋市総合教育センター: 小学校における新しい天文学習, 研究集録第 13 集,0 文部省: 中学校学習指導要領解説理科編, 大日本図書,1 1