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授業実践記録(理科)

1時間の学びを表現する理科授業の実践
-ICTを活用した多様な表現活動-

滋賀県守山市立明富中学校 中西 一雄

1.はじめに

中学校では2021年度から実施される次期学習指導要領を見据え,様々な授業改善に向けた試みがなされる中,主体的・対話的で深い学びを実現する上での効果的なICT活用の在り方が様々な場で議論されている。

筆者は平成26年度から平成27年度の2年間,滋賀県守山市内小中学校の教育情報化推進に取り組んできた。導入における興味喚起・知識の定着・思考の可視化・共有といった教科指導の様々な場面におけるICT機器の活用を提案・実践しその効果について検証してきた。2年間の研究を通じて,「生徒自身が1時間の学びを表現し合う」場面が,教科指導におけるICT活用が効果を発揮するという示唆を得ることができた。

それらの知見を生かし,平成28年度の中学校理科における自らの授業実践において,ICTを表現活動のツールとして活用した授業実践を進めた。本稿ではそれらの実践及び効果の検証結果について報告する。

2.生徒の実態と学習環境

本実践において対象としたのは,平成28年度に本校へ入学してきた第一学年167名の生徒である。実践開始前に実施した事前の質問紙調査では,小学校段階において「理科の授業では,よく考えたり,意見を出したりする」,「理科の授業では,自分の考えた意見を表現することがある」といった活動経験が乏しい実態が見えてきた。そこで毎時間の学習課題を,例えば「校内の植物を観察して撮影し,特徴や周りのようすを伝えよう」というように,表現することを意識したものに設定した。加えて理科室に一人一台のiPadを自由に使用できる学びのツールとして準備し,常に授業のゴールとしての表現活動を考えながら学びを進めることができるようにした。

3.表現活動の実践例

本実践は,授業の最後に1時間の学びを表現する活動を設定したものである。実践開始段階はiPadで撮影した画像や動画を見せながら伝えたり,ノートアプリで作成したデジタルレポートを交換したりといった比較的容易な手法を用いつつ,動画編集アプリでのオリジナルムービーの作成やプレゼン テーションアプリでのスライドショーといったより高度なものへと,生徒のICT活用スキルの向上に合わせて多様な手法を段階的に取り入れるようにした。具体的な実践事例を以下に示す。

(1)撮影した画像を見せながら伝え合う

【単元:中学校第一学年「生命」植物のくらしとなかま 「身近な植物」】

年度始めの授業にてiPadの基本的な操作方法と画像の撮影方法を学んだ後に,校庭での植物観察を行なった。植物の周囲の環境や特徴について伝え合うという課題を確認し,一人一台のiPadを使用して観察した植物の画像を撮影した。撮影後にペアで撮影した画像を見せながら1分間で互いに伝え合う活動を行った。活動では,撮影した植物の画像の一部分をズームして見せるなどの工夫や日当たりや植物の背丈といった課題を意識した発言が見られた。

【単元:中学校第一学年「生命」植物のくらしとなかま「気孔のつくりとはたらき」】

ムラサキツユクサの葉の裏の表皮にある気孔を顕微鏡で観察し,iPadで撮影する活動を行なった。顕微鏡画像はiPadのカメラレンズを顕微鏡の接眼レンズに直接つけることで撮影することができる。孔辺細胞や気孔のつくりが説明しやすい画像を撮影しようとグループで協力しながらピントや明るさを調節する様子が見られた。撮影後は他のグループと画像を見せ合いながらつくりについて互いに説明し合う活動を行なった。活動では,説明する前に画像の余計な部分をトリミングしたり,ズームすることでよりわかりやすく伝えようとする姿が見られた。

(2)画像に書き込みながら説明し合う

【単元:中学校第一学年「生命」植物のくらしとなかま「花のつくりとはたらき」】

エンドウの花と果実について,花のどの部分が果実のどの部分に成長するのかを観察し,自分の考えを説明する活動を行なった。活動では,花と果実の画像を撮影し,ノートアプリ(MetaMoji Note)に2枚の画像を並べてペーストしたのち,ペンツールで書き込みながら説明する姿が見られた。書き込みながら説明する活動では,「胚珠」や「子房」といった既有知識を活用して説明する様子が見られた。

【単元:中学校第一学年「生命」植物のくらしとなかま「根・茎・葉のつくりとはたらき」】

第一次にグループ内で根・茎・葉のいずれかの担当に分かれ,それぞれで根・茎・葉に特化して学習する新しいグループを形成して実験・観察を行なった。第二次に元のグループに戻って学習内容を伝え合う活動を行うことを確認し,それぞれの実験・観察を行なった。第一次の活動内で説明で使用する画像をiPadで撮影したり,説明する文章を考えておく等,第二次の表現活動を意識した取り組みが見られた。

第二次の伝え合う活動では,第一次に準備した画像に書き込みアプリ(Skitch)で図形や矢印を直接書き込みながら学んだ内容を伝え合う姿が見られた。

(3)画像に注釈を入れて提出し,伝え合う

【単元:中学校第一学年「生命」植物のくらしとなかま「植物の呼吸」】

植物の各部分(花・根・茎・葉・果実・種子)から1つを選択し,BTB溶液を用いて呼吸の有無を確認する実験を行なった。実験結果は協働学習支援アプリであるロイロノート・スクールを活用し,一枚のスライドにまとめて各グループで提出するようにした。他のグループが提出したスライドは各自のiPadから確認することができ,他のグループの結果を参考に植物全体の呼吸場所をまとめた。一枚のスライドでよりわかりやすく伝わるよう,使用する画像や注釈の内容など何度も手を加えながら作成する様子が見られた。

【単元:中学校第一学年「物質」身のまわりの物質「物質のとけ方」】

食塩水の上・中・下の濃さの違いを調べるため,各グループで2つの部分を蒸発し,残った食塩の量を比較するスライドを作成して提出した。残った食塩の量を比べて見られるよう,2枚の画像を並べて表示できるアプリ(TwinViewer)を活用し,作成した画像をロイロノート・スクール上で注釈を書き加えて提出した。他のグループが提出した結果と自分たちのグループの結果を見比べながら意見を交わす様子が見られた。

(4)実験・観察のプロセスを動画で説明し合う

【単元:中学校第一学年「物質」身のまわりの物質「物質の区別」】

砂糖・食塩・片栗粉・チョークの粉を燃やしたり水に溶かしたりして区別する実験を行い,実験の様子や結果を動画で伝え合う活動を行なった。これまでのように画像ではなく動画で記録するため,実験の内容をアフレコで入れたり,撮影する角度やタイミングを変えながら何度も撮影する様子が見られた。実験後は撮影した動画を他のグループと見せ合いながら互いの結果を交流する活動を行なった。動画を見せるだけでなく,補足説明を加えたりするなど,よりわかりやすく伝えようとする姿が見られた。

【単元:中学校第一学年「物質」身のまわりの物質「気体の区別」】

酸素と二酸化炭素を発生・収集し,それらの特徴を確認する実験を行い,実験のプロセスや結果を伝え合う活動を行なった。実験ではグループによって異なる薬品を用いることで発生する気体を変え,実験後の伝え合いの必要性が高まるようにした。伝え合う活動では,iPadで互いの動画を見せ合いながら質問に答えたりするなど,一方向ではなく双方向の表現活動が展開されていた。

(5)スライドを作成して説明し合う

【単元:中学校第一学年「物質」身のまわりの物質「混合物の分け方」】

第一次はワインを用いた蒸留の実験を行い,実験のプロセスや温度変化の測定結果などをiPadで記録した。実験後にそれらのデータをプレゼンテーションアプリ(Keynote)でまとめ,説明する準備を行なった。準備では各自が記録した動画や画像をAirDropで交換し合いながらグループで一つのスライドを作成した。第二次は作成したスライドを用いて他のグループと説明し合う活動を行なった。グループで作成したスライドの操作を担当する生徒,説明を担当する生徒,補足を行う生徒といったように,役割分担しながらよりわかりやすく伝えようとする姿が見られた。

【単元:中学校第一学年「エネルギー」光・音・力による現象「凸レンズのはたらき」】

凸レンズを用いて物体の実像をスクリーンに映し出し,実像の大きさと物体の位置の関係を調べる実験を行い,実験のプロセスと結果をスライドでまとめる活動を行なった。この活動では,スライドの枚数をあらかじめ5枚と決め,各自でスライドを作成するように指示した。これにより,実験内容-結果×3-考察といった一連のパターンが生まれ,各自がスライド内の画像の配置や文字の大きさ,量に工夫を凝らしていた。また説明し合う活動では生徒が一人でスライドの見せ方や画面切り替えのタイミングなどにも変化をつけて伝えようとする姿が見られた。

(6)ムービーを作成する

【単元:中学校第一学年「エネルギー」光・音・力による現象「音の大小と高低」】

第一次は音叉・グラスハープ・紙コップ&モールの3つの音の出る物体について,グループ内で分担を決め,新しいグループで実験を行なった。この実践では,実験の内容や結果を短い動画(10秒〜20秒程度)で撮影しておくように指示し,実験後に動画編集アプリ(iMovie)で結合やトリミング,テロップを入れるなどの編集方法を学び,実験を行なったグループで1つの実験報告ムービーを作成した。第二次に元のグループに戻り,それぞれの実験報告ムービーを見せ合う報告会を行なった。報告会では実験の内容を伝えるだけでなく,ムービーの編集方法やわかりやすい撮影の方法など,広い意味での表現方法について意見を交わす様子が見られた。

【単元:中学校第一学年「エネルギー」光・音・力による現象「空気中の物体にはたらく力」】

第一次は大気圧について,グループで方向・大きさ・場所の3つの視点を分担し,新しいグループを形成して実験を行なった。第二次にそれらの活動の内容を元のグループで伝え合い,その後実際に使った実験器具やホワイトボード,黒板を使って大気圧を説明する3分間のムービー作成を行なった。作成では,生徒自身が黒板に書きながら説明している様子や実験する様子をiPadで撮影し,撮影した動画を動画編集アプリ(iMovie)で結合したり,トリミングしたり,字幕を入れたりしてわかりやすいものに仕上げていった。第三次に各グループで作成したムービーを他のグループと見せ合い,互いに意見を交換する活動を行なった。活動では新しい説明の方法や字幕の入れ方などに質問するなど,より良い表現方法を学ぼうとする姿が見られた。

(7)学んだ内容をプレゼンテーションする

【単元:中学校第一学年「地球」活きている地球「大地がゆれる」】

第一次は地震の起こる場所・規模・災害の3つの視点に分かれて新しいグループを形成し,地震に関する知識や考え方を学んだ。加えて学んだ内容をプレゼンテーションアプリ(Keynote)でスライドにまとめ,第二次に元のグループのメンバーに10分間でプレゼンテーションする活動を行った。これまでの表現活動からさらに発展させ,グループのメンバーで協力して一つのプレゼンテーションを作り上げて実施する形態を取り入れた。第二次には理科室内のディスプレイ2台とプロジェクターの計3箇所でそれぞれプレゼンテーションが行われ,聞き手からの質問や補足説明など双方向のやり取りも見られ,これまで以上に活発な表現活動が展開された。

【単元:中学校第一学年「地球」活きている地球「火山の活動」】

前半はグループで火山の形と噴火の様子に関する動画を視聴し,その関係について考えた。その後,各グループで考えた関係をプレゼンテーションアプリ(Keynote)でスライドにまとめた。この活動では,スライドを作成する際にグループ内でスライドを分担して作成し,最後に結合して一つのスライドを作成するよう指示した。各スライドに生徒独自のデザインや工夫が盛り込まれており,各自が担当したスライドをプレゼンテーションすることで全ての生徒が表現活動に参加することができた。

4.生徒の変容と今後の展望

先に述べたように,実践対象の生徒は入学してきた段階では表現活動の経験が乏しく,実際に実践開始当初は1分間の伝え合いであっても時間が余ってしまったり,言葉が紡ぎ出せなかったりといった様子が見られた。しかしながら毎時間の授業の最後に1時間の学びを表現する活動を設定し,生徒一人一人が表現する活動を継続したことで,次第に伝える内容を整理したり,強弱をつけたり,また時間を意識しながら話すなど日々成長していく姿を見ることができた。また,実践を重ねるにつれて1時間の学びのゴールが表現活動であるという意識を常にもって授業に臨めるようになり,最初は場当たり的に複数の画像や動画を撮影していたのが,どの画像をどの場面で使用するか,どの結果を説明するためにどの動画を撮影するかという目的意識を持った活動ができるようになった。年度の最後に実施した3-(7)の実践では,生徒が主体となって表現活動を展開する一年間の活動の集大成ともいうべき姿を確認することができた。

最後に,実践の前後で実施した質問紙調査の結果を分析し,実践の効果を検証した。質問には4:とてもそう思う,3:そう思う,2:あまり思わない,1:全く思わない,の4件法で回答を求めた。検証の結果,いずれの質問項目に関しても事前から事後にかけて平均値が大きく向上しており,対応のある平均値の差の検定(t検定)でも1%水準で有意な差を確認することができた。ICTを活用した多様な表現活動を軸にした一年間の実践を通じて,理科という学び全体が深まったと言える。

しかしながら次期学習指導要領のポイントである「主体的・対話的で深い学び」に至るには,表現活動の充実だけでは不十分であることも事実である。一年間の実践を通じて生徒が感じた表現活動の楽しさや意味,また,自ら学んだ内容を話したい,伝えたい,説明したいという主体的な姿勢をベースに,より深い学びの実現に向けたICT活用の在り方を今後も模索していきたいと考えている。

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