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理科

中学生からみた「小集団による課題解決型学習」実践記録
~生徒が協働して主体的に課題解決しようとする学習を実践して~

栃木県大田原市立若草中学校 尾畑 宏

1.自己紹介

私の名まえは,「空歩(そらむ)」です。公立中学校の3年生です。今日は私の中学校の理科の授業を紹介します。2種類のホワイトボード(WB)を駆使して他班に説明したり,ほかの班の説明に「なぜ?」,「どうして?」と質問攻めにして意見を出させたりと,結構エキサイティングな授業をやっています。
私だけでは説明しきれないこともありますから,先生の言葉も借りて授業を紹介します。

2.生徒の感想

7月中旬に,3ヶ月に渡って授業を受けた印象を聞いてみました。

3.授業のようす(「塩酸に電流を流した時の変化(説明)」の授業から)

授業の5分前には,ほとんどの人が理科室に来ています。すぐにWBを持ち出して落書きする人,先生秘蔵のスペシャル文庫から愛読書を引き出す人。先生が教室に近づくのは騒音でわかります。今日は研究授業です。
T「小さいWBを各自準備しなさい。・・・まず,ウォーミングアップです。」
T「塩化水素を水に溶かした時の水溶液のようすを書きなさい。時間は1分。」
時間は1分なので,頭にイメージを浮かべたらすばやく書きます。不安がある場合は,教科書で確認します。結構集中してしまいます。

T「空歩さんのポジションから時計回りに班内で説明しなさい。」
空歩「はい。塩化水素はHClと表し,水素イオンと塩化物イオンに分かれます。」
S「どうして別れるんですか?」・・・
空歩「水素原子は電子を出しやすい性質があって,飛び出した電子は電子を受け取りやすい塩素原子に行きます。  ・・・」
班員すべてが発表します。

このあと,大きいWBを使って「塩酸にMgを加えたときのMgと水溶液の変化をイオンの考えを使ってまとめなさい。」という課題をまとめ,説明しました。そして,最後の質問に移ります。

T「次は,今日のメインディッシュです。大きいWBを班で用意しなさい。」
T「塩酸に電極を入れ電流を流したとき,電極と水溶液の変化をまとめなさい。時間は15分。」

T「今日はたくさんの先生方が来ています。班の中で○さんの位置の人が,先生の班に行って説明します。先生方も説明にきます。たくさんミクシ(なぜ?)をしてください。発表と質問は3分程度です。始め。」
S「塩酸は水中で,H とClにわかれています。Hは+の電気を持っているので陰極にひかれます。
陰極で電子を受け取り,H原子となります。H原子は2つ結びついてH 分子となり,気体となって発生します。・・・質問はありますか。」
参観者「どうして,陰極では電子を受け取ることができるのですか。」
S「電極に電圧がかかると,電子が移動して陰極に集まります。つまり,陰極は電子がたくさん集まった状態になります。すなわち,陰極全体がマイナス化します。それで,+の電気を持ったH が引き寄せられます。」・・・・・・・

発表した生徒は,班に戻り協力してWBの修正をします。2人目,3人目と特派(説明)と修正を繰り返します。

T「説明とミクシは十分できましたか。次の授業では実験をします。課題は,「塩酸に電極を入れ電流を流したとき,電極と水溶液の変化をまとめなさい。」です。班ごとに実験計画を大きいWBにまとめ,許可を得て実験を行います。計画を立てるとき,今日の授業で疑問に思ったり,大切だと思ったりしたことをしっかり確認し,WBに追加して説明します。薬品を扱いますから体育着で来なさい。」
T「最後に今日の授業について『授業評価』を書きなさい。」

普段の授業も同じような感じで進みます。作成したWBに点数をつけたり,クイズ形式でまとめたりと先生の授業は意外性があります。タブレットPCで発表ビデオを作ったのもよい経験でした。もちろん,大切な内容が理解できているかを確認するために,教科書の内容振り返りやワーク学習でどれくらい理解しているか確認します。

4.授業を振り返って

研究授業後に,授業を撮影した画像や動画を見せてくれました。その時のようすを少し覗いてください。
T「研究授業は緊張しましたか。今日はこの前の授業の画像や動画を見て,いろいろ意見を出してもらいます。」
S1「先生,Kさんはいつもカメラ目線です。」
S2「Lさんはすごくいい発表をしているようにみえています。すごく優秀に見えます。」
Lさん「実は優秀なんです。やる時はやります。(笑)」
S3「みんないい顔してる~~。」
S4「この先生が発表している写真は,前に見たMさんの写真と同じじゃありませんか?」
S5「ほんとだ。すごいぞM先生。(笑)」
S6「本気で考えたから,すごく疲れた~~。」
S7「私は8時に寝てしまった。」
S8「先生,参観していた人はなんて言っていましたか。」
T「一番良かったのは,全ての人が自分の力を出そうと協力していたことですね。これだといじめが起きにくいとも言っていました。」
T「意見をうまく書けなかった生徒も,どうどうと質問しているのがよかったとも言っていました。似た感じの話がもう1つありました。どの生徒も集中していて理科が苦手な生徒はだれなのかわからなかったと話していました。」

5.先生への質問コーナー

私たちが受けている理科の授業は,今まで受けた授業とはずいぶん違うところがあります。私たちが不思議だなと思っていることを先生に質問しました。

(1)空歩「どうしてこのような授業をやろうと思ったのですか。」
T「初めから難しい質問ですね。一生懸命説明しますからしっかり聞いてくださいね。やろうと思ったわけ(動機)とやり方の工夫(方法)に分けて説明しましょう。

動機 動機は2つあります。

方法 動機で示した2点を達成するためには,生徒一人一人が,自分の力で考え,判断し,表現することが大切です。自分自身で行動することで達成感が生まれ,集中した授業がすすめられます。たとえば,「実験の目的をしっかり理解した上で,実験計画を自分たちで作り,準備し,考察する。」とか,「図や語句の説明を聞いて理解するのではなく,自分たちでわかりやすく説明する。」など,主体的な学習をすすめるのです(主体的学習)。しかし,自分の意見だけを主張するのでは,周りの人に納得してもらえません。社会性が身につかないとも言えます。そこで,グループ内でアイディアを出し合ってまとめる活動や,他班の生徒が納得できるように説明する活動をおこなうことで,より深まりのある意見をまとめていきます(協働学習)。グループで意見を出し合って問題を解決する活動は多くの企業で取り入れられていますよね。みなさんの学習を一言でまとめると次のようになります。
「生徒が協働して主体的に課題を解決する学習」
この学習をできるだけ多くの場面で展開したいと考えています。

(2)空歩「なぜ3人のグループなのですか。」
T「班編成は3人です。班員は他の班への説明に行きます。説明と修正を3回繰り返すことになりますから,自分たちの意見を深まりのあるものにできます。実は,多数決ができることも隠れた理由です。」

(3)空歩「ホワイトボード(WB)を使用するのはなぜですか」
T「理科の授業では,B2サイズのWBを20枚,B4サイズのWBを28枚準備してあります。B2サイズのWBは,3年生3クラスのすべての班に1枚ずつ準備しました。日時が空いても記録を続けられるようにするためです。B4サイズのWBは,個人で使用する場合が多いので,クラスの生徒数分を超えて準備しました。ホワイトボードの良いところは,班で考えをまとめるときに班員の意識をボード上に集中できることです。不思議なことに集中するほど顔を寄せ合います。また,すぐに消せることも中学生にとっては有効です。思いついたことをメモしたり,計算をしたりできます。他の生徒が描いた図につけたしするのも気楽にできます。他の班への説明の後で班の意見を修正しますが,その時すばやく消して修正する姿もよく見ますね。

ペンは黒を基本として,赤,青の3色のみです。すばやくまとめるときに多色を使い分けることは難しいですし,ポイントがわかりにくくなる傾向があります。黒字の中に,赤,青はよく目立ちます。

(4)空歩「理科の授業は集中します。どれくらい集中していますか。」
T「授業の最後にまとめてもらった「授業評価」をまとめたものをお見せします。5月30日の研究授業後の授業評価と,3ヶ月を終えて総合的に授業評価したものです。」

研究授業の時はさすがに集中していましたね。40分以上集中していたという人で80%を超えます。3ヶ月間を振り返った授業評価でもほとんどの人が25分以上集中しています。研究授業当日に疲れたと感じるのも当然ですね。ほかの授業スタイルと比較できないのは残念ですが,授業評価の記述内容でも多くの人が集中していると答えていますから,みなさんの集中力は素晴らしいと思います。

授業の中で活動が良い方向に進展するような新しい考えや発展的な意見は平均いくつ出していますか。

調査学級と時期 0回 1回 2回 3回 4回 5回
以上
人数 延回数 1人
当たり
3年2組5月30日研究授業 19 57
3学年3ヶ月間授業評価 15 26 14 66 145 2.2

研究授業当日は,ほとんどの生徒が2回以上,本人が納得できる発言をしたと考えています。3ヶ月間の授業評価でも1日に1度は納得できる発言をしているようです。また延回数を見ても,一斉授業では考えられないほどの意見が出されています。もちろん同じような内容の意見もたくさんあるはずですが,発言した生徒自身が自分の意見に納得していることがすごいと思いました。

(5)空歩「まとめる時間が短すぎるような気がします。じっくりまとめる時間はとれませんか。」
T「課題は,教科書や資料を読み込むことと,それまでの授業内容を活用することで解決できるように設定します。中学3年生のレベルとして,より短い時間で的確な判断をする練習も必要かと思います。
中学3年生の学習内容になると,すぐに答えが出るような課題は少なくなります。また,正しい答えがないものもあります。さらに,深く考えることでそれまでの意見と変わっていくような課題も出てきます。3年の授業後半に出てくる「エネルギー資源とその利用」,「人間と環境」,「自然と人間のかかわり」,「科学技術と人間」,「科学技術の利用と環境保全」などは,大切な内容であるとともに深く考えなければならない内容でもあります。残念なことに,このような内容を知識として覚えようとする生徒もいます。これから大人になるにあたって自分自身が考え続けなければならない問題として深く認識してほしいと思います。そのような意味ではしっかり時間を取りたいと思います。そのためにも,単純な課題ほど短い時間でしっかり考えてほしいと思います。
また,自分たちの意見をまとめた後で,説明をしたり聞いたりする場面が3回あります。この場面で自分(自分たち)の意見を柔軟に修正する力を養うことも大切な学習と考えています。ちょっと難しくなりましたが,分かってもらえたでしょうか。

(6)空歩「他の班に説明に行く人は先生が決めています。なぜですか。」
T「全員が説明できるようにするためです。全員が発表するためには,話し合いで班員全員が理解できるようにていねいに発言する必要がでてきます。また,班編成もくじ引きで決めます。班員それぞれの個性を生かして意見をまとめてほしいからです。特定の人だけが意見を述べることがないようにするためでもあります。こんな例があります。理科が得意な生徒3人で班をつくった時に,お互いが遠慮していい意見がまとまりませんでした。逆に,苦手な生徒3人が集まった時は,焦点を絞って意見をまとめたために明確な発表となり級友に称賛されました。

(7)空歩「他の班に説明する活動のよさはどんなことですか。」
T「これも大切な質問ですね。大きく分けて3つあります。順に説明しましょう。

  • ① 他の人に説明するために,自分の考えを推敲し話言葉や書言葉としてまとめなおすことが大切だからです。特に主語や述語,目的語が明確でないとよく伝わりません。分かったと思うだけでなく,自分の言葉におきかえる練習を積むことで,分かりやすい表現方法が身についていきます。
  • ② 聞き手にとっては,説明を聞いたあとに質問したり意見を述べたりするために,しっかり話を聞くようになります。話を聞くことで自分の意見と対比し,自分の意見を修正していきます。大人になった時にグループワーキングの機会が増えますが,中学生の時から練習することは大切ですね。
  • ③ 理科が得意だと思っている生徒ほど,理解してもらおうと工夫する傾向があります。理科が苦手な生徒に「わからない」といわれるのはショックのようです。良い説明かどうかは,聞き手が評価者なのですね。

(8)空歩「初めに私たちの意見を載せてもらいましたが,肯定的な意見ばかりでそれ以外の意見がのせてありません。そちらも教えてください。」
T「これは大切な指摘ですね。授業評価回答者66名中11名が意見の欄を未記入でした。(記入率83%)授業を実施するにあたって,配慮すべき意見は5点です。このような意見を常に意識して授業にあたりたいと思います。

(9)空歩「テストの成績が下がることはありませんか。」
T「厳しい質問が来ましたね。本校では授業を始めてまだ3か月ですから,具体的なデータとして説明できないのが残念です。ただ,(4)集中した授業態度でみたように,学習に集中していることは事実のようです。最近は,うまく説明するために前の学習ページを振り返る姿をよく見ます。記憶として残る場面が多いようにも感じます。また,この授業を肯定的に見てくれる意見が多いのもよいことと思っています。
他の学校の結果では,「記述式問題の無答率が極端に減った。」,「記述式問題の正答率が大幅に上がった。」,「思考を問う問題の正答率が上がった。」などの報告が来ています

6.先生の話1(「アメーバ学習法」について)

今回の授業形態について仮に「アメーバ学習法」と名付けています。アメーバ学習法について概要を紹介します。

■アメーバ学習法とは■

小集団による課題解決型学習。生徒が協働して主体的に課題解決しようとする態度を養う。課題を理解し,思考・判断し,表現するまでを学習のモジュールとしている。各小集団が,課題を理解するため,知識や経験を活用してよりよい解決方法を追求することと,他班への説明と修正などの発表活動から他者理解と知識共有を進める。

■アメーバ学習法の3つの目的■

  • ①誰もが課題意識を持てる発問の工夫
  • ②主体的に問題解決しようとする生徒の育成
  • ③全員が思考,判断,表現をする場の確保

■アメーバ学習の進め方■

  • ①課題を提示する。
  • ②解決のための時間と方法を確認する。
  • ③ホワイトボード等を用いて課題を解決する。(協働学習する)
  • ④発表者を指定し,他班に説明し,質疑する。
  • ⑤発表者は質疑の内容を班に持ち帰り,自分たちの意見の修正や発表方法の見直しをする。
  • ⑥別の発表者を指定し,④と⑤を計3回実施する。

■課題について■

課題は,生徒全員が認識でき意欲的に取り組めるものを設定する。設定に当たっては次のような点に留意する。

■班による協働学習について■

1 班編成について

2 班活動の留意点

■ホワイトボード(WB)の使い方■

生徒が協働して主体的に課題を解決する学習では,ホワイトボード(WB)を使って意見を集約したり,説明資料を作ったりする手法が効果的である。WBは使用目的に応じてサイズを変えるが,慣れてくると生徒自身が必要に応じて選択する。また,ペン色を多用しない。

■発表者による他班への説明について■

班内から1名を他班に派遣し自分たちの意見を説明する。指摘を持ち帰り,修正する。「なぜ?」,「どうして?」を繰り返すことで,より本質を突いた考えや,幅広い考え,裏付けされた考えに深化する。基本的に

■他の発表形式について■

協働学習の内容や表現方法によっては,前述の「他班への説明」以外の方法が有効な場合がある。状況に応じて扱い方を変える。その例として

7.先生の話2(「授業指導案」について)

本日の授業の指導案を以下に示します。

理科学習指導案

1 小単元名 「電解質水溶液に電流を流した時の変化」
        第1分野 (6)-ア (イ)原子の成り立ちとイオン から

2 小単元の目標

水溶液に電流を流した時の水溶液と電極の変化を,原子やイオンの考え方を使って説明する。仮説をもとに実験を行い,検証する。

3 小単元,および目標のとらえ方

「第1分野(6)―ア(イ)原子の成り立ちとイオン」の指導内容で,電気分解の現象がイオンのモデルで説明できることを,生徒自身が協働学習を通して科学的に説明することが活動の中心である。
特に, 塩酸の電気分解塩化銅の電気分解電気分解の他の現象への応用と同じような活動を繰り返しながらも,スパイラル状に思考・判断・表現を一体化した活動が深まっていくことが大切である。生徒自身は一つ一つの活動で,知識,さらに思考・判断・表現にあいまいさを残しながら学習している。あいまいな部分やあいまいになってしまう理由を,3回の協働学習を通して自らの力で確認・修正することが,科学現象に進んでかかわり科学的な見方や考え方ができる生徒の育成につながる。さらに前小単元の「原子のつくりとイオン」では,原子とイオンについてのイメージ作りが授業の中心で,知識を体系的にまとめてはいない。本単元で電気分解現象をうまく説明するために,生徒は必要に迫られてイオンの概念を1つの知識体系としてまとめていくことも同時に行う。その成果は,次小単元の「理想電池の設計」で,生徒一人一人が試されることになる。この小単元はイオンの概念を理解するだけでなく,科学的な見方や考え方について負荷をかけて指導する場ともなっている。

(参考)

4 大単元における本小単元の位置づけ         (6)-ア   12時間扱い

小 単 元 名 時数 具 体 内 容 (丸数字は時数)
「原子のつくりとイオン」 原子のつくり①,イオン①,電解質と非電解質①
「電解質水溶液に電流を流した時の変化」 塩酸に電流を流した時の変化②(本時1/2)
塩化銅水溶液に電流を流した時の変化①
さまざまな電解質水溶液に電流を流すシミュレーション①
イオンのまとめ①
「理想電池の設計」 電池のつくり①,理想電池の設計②
まとめの学習 ワークや発問で,理解度を確認する。①

5 本単元の評価

観点 評価基準 おもな評価方法
関心・
意欲・
態度

「電解質水溶液に電流を流す実験」のまとめ・発表や計画・実験で,

・現象や課題解決に関心を持って取り組む。

・協働して意見をまとめたり,発表したりする。

・「単元末自己評価表」の意欲・態度に関する自己評価の読み取り(基礎点)

・授業中の活動への取り組む態度や協働学習の提言などの見取り(加算点)

思考・
判断・
表現
重点

「電解質水溶液に電流を流す実験」のまとめ・発表で,

・必要な知識の選択や配置を考え,WBにまとめることができる。

・発表者の意見を理解し,適切な質問や助言ができる。

「電解質水溶液に電流を流す実験」の計画・実験で,

・実験をより効果的に行うための工夫ができる。

・仮説と結果の整合性や修正点・課題などを指摘できる。

・協働学習の発言やまとめ方,意見の切り替えしなどの授業中の見取り(基礎点)

・「単元末自己評価表」の思考や表現に関する自己評価の読み取り(基礎点)

・協働学習や発表中の賞賛や感嘆など生徒の相互評価(加算点)

技能

「電解質水溶液に電流を流す実験」で,

・仮説を検証するために必要な技能を考え,実践できる。

・単元のまとめテスト結果の読み取り(基礎点)

・実験・観察中の活動の読み取り(基礎点)

・協働学習や発表中の賞賛や感嘆など生徒の相互評価(加算点)

知識・
理解

・原子構造とイオンのつくりを理解できる。

・電解質水溶液では電子の受け渡しによって,電流が流れることを理解できる。

・単元のまとめテスト結果の読み取り(基礎点)

6 展開 塩酸に電流を流した時の変化(2時間)

生徒の活動と教師の支援 目標にせまるために養いたい能力



ウォーミングアップ(3分)

塩化水素を水に溶かした時の,水溶液の様子を書きなさい。(WB小 1分 班内発表)
電解質である塩化水素は水に溶けると水素イオン(陽イオン)と塩化物イオン(陰イオン)に分かれる。
HCl→H+Cl(P84)
1-1 教師の演示をみる。(5分)
塩酸にマグネシウムリボンを入れた時のマグネシウムと水溶液の変化(演示)

1-2 演示された現象を個人でまとめ説明する。(15分)

お題 塩酸にマグネシウムを入れた時の,マグネシウムと水溶液の変化をイオンの考えを使ってまとめなさい。(WB小 5分班内発表)

Mgが塩酸に溶ける→イオンになる
気体(水素)が発生する→気体が燃える
MgはHよりイオンになりやすい。
Mgは2価のイオンになる。
Mg→Mg2++⊖ ⊖
イオン化傾向の強いMg原子がH+に電子を渡すことでイオンになることを理解し説明できる。
Mg+2H→Mg2++H
イオンの生成は,陽陰のイオンが同時生成する場合だけでないことを理解できる。

2 塩酸に電流を流した時の水溶液と電極の変化を予想し,その様子を班でWB大にまとめ,他班に説明する。(25分)

お題 塩酸に電極を入れ電流を流したとき,電極と水溶液の変化をまとめ,説明しなさい。     (WB大 15分 他班に説明)

3 次時の確認(2分)

塩酸中には水素イオンと塩化物イオンがあることを説明できる。
水素イオンは+の電気を帯びているので陰極に引かれ,電子を受け取り水素原子となることを理解し説明できる。
+⊖→H 
塩化物イオンは-の電気を帯びているので陽極に引かれ,電子を電極に渡し塩素原子になることを理解し説明できる。
Cl→Cl+⊖

1 前時のまとめをもとに,実験計画をまとめる。(10分~20分)

実験計画をまとめ,教師の許可を得て実験を始めなさい。実験終了後,結果をまとめ,計画と結果の整合性を考察しなさい。
(WB大 15分~20分)

2 班ごとに塩酸の電気分解の実験を行い,結果と考察をまとめる。(10分~20分)

3 班でまとめたことを,他班に説明する。
(WB大で特派員法 他班に説明 10分)

電極で電子の受け渡しがある。
陽極では,
塩化物イオンを引き寄せ,電子を奪う。電子を失った塩化物イオンは,塩素原子となり,2つ結びついて塩素分子になる。
水溶液中に塩素の特徴を見いだせる。
陰極では,
水素イオンを引きよせ,電子を渡す。電子を渡された水素イオンは,水素原子となり,2つ結びついて水素分子になる。
帯電した電子が移動することで電流が発生する。
大切なことを相手にわかりやすく伝える工夫ができる。

7 生徒の授業評価
次のような授業評価を行う。

授業評価表