授業実践記録

意欲を高め,基礎基本としての力を育む授業の創造〜単元「光による不思議な現象」を通して〜
三重県亀山市立亀山中学校
岩間 浩哉

1.はじめに

 理科嫌いが進んでいるとか,科学的な思考ができない生徒が多いとか言われている。また,基礎学力向上のために少人数制や習熟度別学習が取り入れられるなど基礎学力を定着させようという多くの取り組みがなされている。一方,目標に準拠した評価(絶対評価)を行う中で,評価基準の設定の仕方や評価方法など様々な課題がある。

 これら多くの現状の中,意欲が高まり主体的に探究する過程で学力が身につき,その過程を指導者だけでなく自己や生徒相互に評価していける学習活動を作り出すことが大切であると感じている。

 今回の研究では,「意欲を高め,基礎基本としての力を育む授業の創造」として,「意欲」を高める工夫を行い,生徒自らが探究する過程において,働かせ身についた「学力」をとらえるための評価方法の工夫を行うことを主なねらいとした。

2.研究の方法

 授業における意欲を高め,基礎基本としての力を育むための手立てとして,次のように考えた。この全体への手立ては,意欲の現れにくい生徒や自ら考えたり調べたりすることの苦手な生徒への手立てとなると考えた。

(1)興味・関心のある話題や身近な自然現象による教材発問

 生徒は興味や関心のあることや疑問に思っていることに対して,「調べてみたい」「やってみたい」「知りたい」という意欲が現れるであろう。そこで,できるだけ日常生活の中での不思議な光学現象を授業の中で取り上げ,身近な経験の中での疑問を発問として生徒に返していくようにする。このことで,生活の中での疑問が自分の問題となり,解決しようとする意欲の高まりにつながっていくと同時に,生活の中でも使える基礎基本が身につくと考えた。

(2)授業展開の工夫と多様な考えが出せる発問

 導入において,せっかく興味を持ち意欲が現れたとしても,生徒の興味・関心や思考の流れを大切にした理解しやすい展開を工夫し,多様な考えが出せるような発問をしなければ,意欲を高めることはできないと考えた。また,問題解決に向けての,予想・実験・結果の考察といった物事を科学的に処理していく追究過程を授業展開に入れていくことで,理科において必要な基礎基本が身についていくと考えた。そして,みんなの多様な考え方を知ることによって,個人で多角的に思考できるようになり,自ら問題を解決できる力を獲得できるようになると考えた。

(3)直接体験を重視し,取り組みやすい条件や教具による観察・実験

 身近な自然事象に少しでも多く触れ,その中で見たり触ったりすることによって,驚くこと・不思議に思うことが少しずつ出てくるであろう。そうした体験の中から「調べてみよう」「知りたい」という意欲が現れ,自分の問題となってくると考えた。また,理科嫌いや実験嫌いの生徒がいるが,その多くは,「難しい,実験が面倒,分かりにくい」といったことが原因にある。そこで,条件や方法が簡単で分かりやすい実験内容や教具を与えていくことで,そうした生徒にも考えやすく取り組みやすいものになり,基礎基本の力が身についていくのではないかと考えた。

(4)話し合い活動の場の設定

 話し合い活動は,実験観察の結果や既に持っている個々の知識を使って,課題解決に向け考えを深めていくのに有効である。すなわち自分一人では分からなかったことが,他の意見を聞いて比較したり自分の考えを広めたりしながら,お互いが考えを高め科学的な多様な考え方ができるようになるのである。このような話し合いの場を設定することで,個々の科学的な思考力が身についていくと考えた。さらに,お互いのことを認め合ったり,自分と同じ意見を聞き自信を持ったりすることは,次の活動への意欲につながると考えた。

(5)ワークシートの活用と評価活動

 1時間の授業の中で「ねらい」を明確にした上で,課題に対する【予想】や【観察・実験方法】を考える。その【結果】を正確に記録し,自分なりに【考察】したことをまとめることは,科学的な追究課程を学ぶとともに目的意識を持って活動を進めていくうえで大切なことであると考えた。このような追究課程を大切にしたワークシートを工夫していくことで,毎時間の学習内容を自己評価にもできると考えた。また,指導者は,授業の各場面やワークシート,確認テストにおいて,評価基準に照らした評価を行い,生徒に返していくことで次の学習への意欲が現れると考えた。

3.単元「光による不思議な現象」の実践

(1)単元のとらえ

 本単元では,物が見える理由を考える学習を通して,光の直進性,光の反射や屈折,凸レンズの働きによる物体の位置と像の位置との関係やその大きさを調べる実験を行い,その規則性や関係を導き出し,身近な事物・現象についての理解を深めるのがねらいである。そして,中学校1年生の理科1分野の最初の単元として,追究のための問題設定や目的意識を持った観察・実験,その結果の記録と考察といった追究活動の流れを身につけ,今後の理科学習の基礎となる大切な単元になると考えている。

 中学校の物理分野の初めての学習になるが,光は,最も身近な物理現象であり,不思議に満ちあふれた内容である。また,「光」の学習は,中学校における自然の事物や現象に対する物理的なものの見方や考え方を養う上で大切であり,次単元である「音の性質」「力と圧力」の学習や中学3年での「運動とエネルギー」の学習につなげるために大切な単元であるといえる。さらに,こうした身近な自然現象に目を向け,直接触れることによって,その不思議さや面白さを感じ驚きを抱くことで,自ら問題を見つけ,科学的に解決していこうとする意欲を高めていきたいと考えている。

(2)身近な物理現象の教材化

 光に関する身近な現象は多く,子どもたちが興味関心を持ち,その現象やしくみを理解するための教材は多く報告されている。数年前,授業の導入で水槽を通して見える物体の様子を子どもたちに提示したところ,多くの子どもたちが興味を示し,「なぜだろう?」という問題意識を持ってそのしくみを考えようと追究活動を行っていた。しかし,光の基礎的な性質が十分に身に付いていないことや科学的な思考力が十分でないために多くの子どもたちが「わからない」で終わってしまった経験があった。

 そこで,「なるほどこうなっているのか。」と感じられるように,そのしくみを調べる実験のための器具を工夫しようと考えたのである。

1 水槽の周りにぬいぐるみを置いたときの見え方
(このとき物体はガラスから少し離しておく必要がある。)
水槽の正面から,向こう側の人形は見える。
 
側面には向こう側の人形は見えるが,側面の人形は見えない。
 
2 生徒実験に使用する器具
100円ショップで購入した透明な容器。
 
一方に水を入れ,入浴剤混ぜる。もう一方に線香の煙を入れふたをした。
 

左側から光を当てるとそのまま右側に光が出るか,側面で全反射し右側に出る。
 

側面から光を当てると,そのまま反対側に光が出るか,正面で全反射し反対側に出る。
 
 
【利点】 容器が2つつながっているので,水中(左側)から空気中(右側)に光(レーザー光)が出てくるかどうかが確かめられる。
  安価で生徒実験用に準備ができる。
【欠点】 光の実験用でないので,プラスチック面で多少の乱反射が起きる。

(3)単元の指導と評価 ※指導と評価の資料については,こちらをクリックしてください。

(4)本時の指導  (第5時)

1目標
水槽やガラスの向こう側にある物体は水槽やガラスを通して見えるが,側面にある物体は見えないことに疑問を持ち,その理由を予想することができる。
(関心・意欲・態度)
水中に入った光の進み方を調べる実験を行い,その様子を図で表すことができる。
(技能・表現)
本時の課題について,光の全反射という性質から説明することができる。
(科学的な思考)

2指導過程
学習活動・内容 教師の指導・支援 評価の観点と方法
1.水槽やガラスの向こう側にある物体は見えるが側面にある物体は見えないことを知る。 ◎はじめに水槽の向こう側に置いた物体が生徒みんなに見えることを確認し,次に生徒が前に出て側面に置いた物体は光って見えないことに気づかせる。

●観察結果を発表させこの現象を確認する。ここで観察できる現象とは,以下の4つである。
1 ガラスの向こう側の物体は見える。
2 ガラスの側面の物体は見えない。
3 ガラスの側面(上面)に向こう側の物体が見える。
4 ガラスの側面(上面)は銀色に輝いている。
《観》
★意欲的に水槽による現象を確認する姿を見て評価する。

前にきて確認している。
  自分の席であるが,確認している。
  全く興味を示さない。
水槽の向こう側の物体は見えるのに,側面の物体が見えないのはどうしてだろうか。
2.水槽やガラスの向こう側にある物体は見えるが側面にある物体は見えない理由を予想する。 ●ワークシートを配布し,各自で【予想】の欄に記入をさせた後,自分の考えを発表させる。

●ここでは,本時の課題について考えさせるが,その観点としては,ガラスの向こう側と側面の2つに分けて考える必要がある。ともに多様な考えが予想される。生活経験や前時までの学習の内容を振り返りながら,多様な考えを導き出して欲しい。また,図で説明したい生徒がいれば,前で説明させる。
《観》
★ワークシートの【予想】への記入と発言の様子を見て評価する。
ワークシートに記入し,それを発言できた。
  ワークシートに自分なりの考えが書けた。
  記入がない。
  ●このとき「反射」という意見に対しては,「ガラスの面で反射するのか」とはたらきかけ,また,すべて「反射」(全反射)という意見に対しては,「どういうことなのか」や「どんなときに起こるのか」といったはたらきかけを行う。

●図で示そうとする生徒には,黒板を使って光の進み方を図示させ,指導者で補足する。
《思》
★授業中の発言から評価をする。
「反射」や「屈折」「全反射」という言葉を使ってうまく説明されている。
  言葉だけの使用。
  記入がない。光の性質を使っていない。
3.全反射の様子を調べる実験方法を確認し,実験をする。 ●水槽の周りからの光が,水槽の中をどのように進んでいるのかを,実際に調べる実験を行う。実験装置は次に示すように簡単なものであるが,この水槽にレーザーポインターで光を当て,その光の進み方を観察する。

●班ごとに,水槽の中を通る光線の様子を観察し,水槽面における全反射と屈折の様子を調べ,その光の道筋をワークシートに記録させる。図1のようにできる限り多くの例を記録させたい。

●各班を周りながら,実験が正しく行われているか,光の進み方がうまく観察できそれをワークシートに直線で正しく記録されているかを見ていく。
《技》
★この場面では,実験の様子やワークシートに結果を記入している様子を見て評価していく。
自らが実験に関わり,結果を直線で正確に図示できている。
  実験結果を観察し,結果を図示できている。
  実験に関わらず,結果が図示できていない。

4.実験結果を発表する。 ●ここでは実験結果を発表するが,言葉だけでなく,図で表したいという生徒がいれば図示させ,いなければ図示するように指示する。

●自分たちの班の結果との違いに注意しながら,他の班の結果を聞くようにはたらきかける。

●できるだけ光の進み方を図示させることで発表させたいが,こちらからも「こんな場合は?」と物体から出た光を例示し,より多くの場合の光の進み方につて考えさせたい。
《関》《技》
★発言の様子や発言を聞いている様子を見て評価する。
積極的に発言したり,うなずきながら聞いている。
直線で正確に図示できている。
5.全反射という光の性質を使って,本時の課題の現象が起こる理由を説明する。 ●学習課題に対する予想や実験結果をもとにして,ワークシートの【わかったこと】に各自記入し課題を解決していきたい。

●説明としては,
1ガラスの向こう側の光は,直進し目に入ってくるか,側面で全反射し目に入ってくる。
2側面からの光は,空気中で全反射するか,ガラス中に屈折して入った光もガラス内部正面で全反射し,反対側の側面から出ていき,目には入ってこない。

●発表では,上記内容を自分なりの言葉で表現させ,みんなで課題に対する説明としてどれが分かりやすいかを確認していくことで課題の解決としたい。
《関》《思》
★発言の様子や発言を聞いている様子を見て評価する。
積極的に発言したり,うなずきながら聞いている。
結果から,見えない理由が考察できている。
6.本時のまとめをする。 ●ワークシートの【感想】【自己評価】の記入をし,本時のまとめとしたい。 ★授業後にワークシートの記述を見て評価する。
《関》
学習内容について,丁寧にまとめられており,自分で調べたり,考えたりした内容が記述されている。
  学習内容についての記述がされている。
  十分に記述されていない。

《思》
ものがみえたり見えなかったりするのは,水面やガラス面での光の全反射によることを,正しく図を使い筋道を立てて説明できた。
  ものがみえたり見えなかったりするのは,光の全反射によることを,図を使い説明できた。
  図,記述ともに十分でない。

《技》
結果を直線で正確に図示できている。
  結果を図示できている。
  結果が図示できていない。

3生徒の様子

 本時の導入で,教卓に水槽を置き,「向こう側の物体は見えるが,側面の物体が見えない」ことを示したところ,多くの生徒がこの現象に興味を示し,前に見に来て見える様子を観察していた。

 予想の段階では,はじめほとんどの生徒が「わからない」と感じたが,「見える・見えないときはどんなときか?」を考えることで,少しずつ物体からの光がどのように進んでいるのかを考えるようになった。

《生徒のワークシート》
 
 予想を確かめるための実験を行ったが,どの生徒も水槽内での光の進み方に興味を持ち,グループでの実験を行うことができた。「こんなときはどうかな?」と支援していくことでより多くの場合を試し,いくつかの光線を記録することができた。反面,いくつかの場合を観察しているにもかかわらず,それが記録できない生徒もいた。

 実験結果の発表の場面では,棒の磁石を使って光の進み方を確認したが,水面(ガラス面)での屈折の様子までとらえていた生徒が少なかったので,「この場合はどちらに屈折するのか」をみんなで考え,側面や正面で全反射していることも確認できた。

 まとめの場面では,再び「見える,見えない」理由を考えたが,どのように説明すれば良いのかが分からない生徒が多かった。「見えることは」「見えないということは」を問いかけながら,実験で確かめた結果をもとに文章にしたり,発言する生徒がでてきた。みんなで考えることで,どう説明して良いか分からなかった生徒も自分なりの文章でまとめることができた。


4.成果と課題

 身近で不思議な現象を取り上げることで,生徒が「なぜ」という疑問を持ち,「知りたい」という解決に向けた欲求を喚起できる。本実践では,光の様々な現象を取り上げたが,どれも生徒にとって興味深く,解決に向けた意欲的な活動が見られた。そして,授業展開や実験教具を工夫することで,より「できる・わかる」につながり,基礎基本の力が身についていくと考えられる。

 しかし,意欲的に活動しながらも,「わからない・できない」とつまづきをかかえる生徒もいる。授業後にワークシートを評価したり,評価テストをしてみるとそれが明らかになってくる。その様子をとらえ,授業中や授業後に個別の支援をどのように行うかが大切である。また,既習事項や観察実験結果をうまく使い,科学的に考えることは難しい。基礎的な知識技能を持っていることも必要であるが,いかに結びつけて考えられるかということも,今後の実践の中で課題としていきたいと考えている。

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