１．はじめに

　「小学４年生〜６年生の約４割は太陽が地球のまわりをまわっている天動説を支持。」これは，2004年に国立天文台の研究チームの調査により報告されたものである。ニュースなどでも大きく取り上げられ，学校現場での教育のあり方を問われたが，子どもに天動説の考えを持たせることは決して間違っているとは思わない。例えば，天体の動きを考えるときに必要な天球の概念には，必ず天動説の見方が必要になる。

　学習指導要領の中では中学校での目標に「太陽や星座の日周運動の観察を通して，その現象が地球の自転による相対的運動であることをとらえさせる」とある。「地球が動いている」ことは事実であり，そのことを子どもたちが明らかに説明できるようになるには，地球から見える天体の運動と地球の外から見た天体の運動との位置関係を結びつけることが必要である。つまり，自分中心の視点（地球から見る天体）と自分の外側からの視点（宇宙全体の位置関係）の切り替えを自由にできることが大切だと考える。また，天体の学習では， 学習課題が抽象的になりやすく，問題意識が散漫になりやすいという問題もあるように思う。

２．モデル実験教具の製作

　これまでの，中学校での天体学習では，相対的運動を教えるときに，黒板で平面的に説明することが多かった。これは，生徒にとって抽象的で理解しがたいものである。また，見せたら分かる式の従来のモデル実験では，生徒の問題意識が高まりにくい。問題意識がないままの授業では，生徒に内容を十分に理解させることが難しくなる。そこで，この問題を解決するために，これまで広く用いられてきた地球儀や天球儀を用いたモデル実験に改良を加えて，開発されたモデル実験教具『アース君』を製作した。この教具を使用して，生徒に自由に地球上と地球外の視点を切り替えさせながら，天体の日周運動について考えさせる場面を多くもてるように意識しながら授業を実践した。

３． 単元の構成

　単元の構成は，三つのことを意識しながら行った。

	天体のスケールの大きさを感じさせること。
	方位の学習をしっかりさせること。   方位は天体の視運動と実運動を関連させるひとつのカギになる。方位をちゃんと理解していないことには「私」とアース君の中の「観測者」とが重なって見えない。
	天球と地平線の概念を身につけさせること。   肉眼でも望遠鏡を使うにしても，天体の見かけの運動（視運動）は天球上で起こるので，天体の視運動を天球上できちんととらえられなくてはならない。実際の太陽の動きの観測とアース君のモデル実験は，透明半球に記録するという作業によってこそ重なる。

４．授業実践

授業は，本校理科の研究課題である科学的な思考力を高めるという視点から，一時間一課題で行っている。生徒が予想する時間（附属中学校では「自分の考え」と呼んでいる。）をとり，黒板で何人かの生徒に発表させてから実験や観察で確認をするようにしている。課題を明確にすること，予想をさせることで，生徒の問題意識も高まると考えられる。また，授業の最後には，オリジナルのプリントを配布し，学習内容の定着を行ったり，発展的な内容に生徒が興味を持てるようにしている。ここでは，授業で実践した課題のみを紹介させていただく。 第１次 太陽と星座   学習太陽の直径を10億分の１の約140cmとし，グランドのバックネットに置くと，地球，月，金星，冥王星はどこに置けばちょうどよい距離になるだろうか。   ガリレオになったつもりで，黒点をスケッチしよう。そのことから何が分かるだろうか。   望遠鏡で見て，星座の星の遠い近いを見分けることができるだろうか。 第２次 天体の一日の動きと地球の運動   １日の太陽の動きを天球に書き込んでみよう。   どちらが朝ですか。人形に日の出を見せなさい。   オーストラリアのキャンベラでは，太陽はどこから出て，どこを通って，どこに沈むだろうか。   天頂付近では星どのような運動をすると思いますか。   地球が自転しても動かない星を，アース君で作りあげよう。 第３次 天体の一年の動きと地球の運動   季節によって見える星座が異なる理由を説明しよう。   星座早見盤の使い方を考えよう。   ０時に夜空を見たとき，月日がたつにつれて同じ星が東→西へ動いているようにアース君を置いてみよう。   季節によって太陽の通り道の違うわけをアース君で説明しよう。   地球上から金星を見ることができるのは，金星がどの位置にあるときだろうか。 第４次 太陽系   太陽の周りをめぐる天体にはどんなものがあるだろうか。

自分の考えを発表する生徒 授業後に配布するプリント １人１つの太陽観測 アース君を使っての実験の様子（上下とも）

５．成果と課題

　今回の実践では，太陽と地球の大きさの違いを10億分の１のサイズで考えさせあと，豆電球で作ったオリオン座をモデルに遠い星と近い星を見分けることができるかどうかを考えさせた。子どもたちは，1.3ｃｍかない地球に驚き，150ｍも離れた地球にそのスケールの大きさを感じ，天球という距離を無視した考え方ができることが確認できたようであった。

　次に，地球から見た太陽の一日の動きを観察させた後，アース君を用いて地球外からの視点での確認をさせた。その際，実際の日の出の方角をもとに，アース君で同じように日の出を見ることを考えさせ，地球の自転の向きの意識付けも行った。アース君での実験と実際の観察とで同じ結果がでたことで，生徒は視点の切り替えのこつをつかめたようであった。

　視点の切り替えにさらに慣れさせるために，世界各地の太陽の動きについて考えさせる授業を組み込んだ。生徒には，まずは天球上で予想させ，そのあとアース君を使って確認させた。生徒の予想では，天の子午線上での太陽の通過位置はバラバラであったが，世界のどこでも東から西へという動きについてはおおむね揃っていた。このことからも，生徒が予想をするときに，地球外からの視点を大切にできるようになったことが分かった。

　公転や地軸の傾きについては，天体の視運動をもとに，アース君を使って自分たちで試行錯誤させながら，地球の実運動へと結び付けさせるようにした。今回，初めての実践であったが，生徒自らが試行錯誤を繰り返すなかで視点の切り替えを何度も行うので，視点の切り替えがスムーズに行えるようになったと考えられる。

　しかし，アース君での実験を行っているときに，「地球からはどう見えているの？」という質問をするような生徒も見られたので，アース君に小型のｗｅｂカメラを取り付け，リアルタイムで視点の切り替えが行えるようにするなど，改良を続けていき，子どもたちが天体の学習にのめりこめるような環境を目指していきたい。