１．はじめに
現行学習指導要領（1989年改訂）では，21世紀に向けての臨時教育審議会による「情報活用能力の育成」の提言を受け，コンピュータ教育が，前期中等教育段階で数学，理科，技術・家庭に盛り込まれた。特に理科では，「観察，実験の過程での情報の検索，実験データの処理，実験の計測などにおいて，必要に応じ，コンピュータ等を効果的に活用するよう配慮する」ことが示されている。
また，学習指導におけるコンピュータ等の活用の目的は，最近では，主体的な学習活動の道具としてであることが多くなりつつある。この中でシミュレーション（模擬実験）機能を活用した学習活動は，天体の運動，落下運動，地震，食物連鎖等のシミュレーションから，事象の因果関係を量的に考察する学習活動を通して，問題解決学習の充実，課題研究への発展を図るのに有効である。
そこで今回は，２分野「地球の運動」及び「太陽系」という単元において『マルチビュー 天体シミュレーション』ソフトを活用した授業実践に取り組んだ。
２．ソフトの特徴と授業実践の内容
このソフトは，啓林館から発売されており，主に次のような特徴がある。
| 1) | 天体の動きについて正確なシミュレーションを行っており，任意の場所，任意の時刻の地上からの空のようすがシミュレートされる。 |
| 2) | 地上からの空のようすに対応して，その時点の地球，太陽，惑星などの位置関係を別のウィンドウに同時表示できる。 |
| 3) | 特定の天体にマークをつけて動きをトレースしたり，注目させたりできる。 |
また，本校には，コンピュータ教室にＦＭＴＯＷＮＳモデルＳ２が教師用を含めて21台常設されている。このコンピュータ教室を使って，２年３組35名を対象に授業実践を行った。この授業では，生徒約２人で１台のコンピュータを使用することができた。授業実践でのシミュレーションの内容は次の通りである。
| ［シミュレーション１］： | 太陽の１日の動きを調べる。 |
| ［シミュレーション２］： | 星座の星の１日の動きを調べる。 |
| ［シミュレーション３］： | 毎日，同時刻に観測したときの星座の動きの規則性を調べる。また，太陽・地球・星座の位置関係を調べ，星座の１年の動きを，地球の公転をもとにして考える。 |
| ［シミュレーション４］： | 太陽・地球・星座の位置関係を調べ，地球の公転によって，太陽はどのような見かけの動きをするのかを調べる。 |
| ［シミュレーション５］： | 金星の動きや見え方を調べる。 |
| ［シミュレーション６］： | 火星の動きや見え方を調べる。 |
＜ワークシートの例＞
［シミュレーション５］：金星の動きとその見え方
＜目的＞金星の動きや見え方を，パソコンのシミュレーションを使って調べる。
＜準備＞マルチビュー 天体シミュレーション
＜方法＞
| 1) | ソフトを起動して「地上の空」フレームを表示し，［日時・観測地］のメニューで観測地を確認する。 |
| 2) | ［日時・観測地］のメニューの「日時の変更」で，1988年１月13日午後４時に設定し，西の空を表示する。 |
| 3) | ［表示］メニューで表示する天体にチェックを入れ，「金星」だけを表示する。 |
| 4) | 30分間隔で運行させ，太陽に続いて沈む金星の動きを調べる。 |
| 5) | 右上のウィンドウアイコンをクリックし，右ウィンドウに金星の拡大を表示させ，地球から見える金星の大きさ，形の変化を確かめる。 |
| 6) | 1988年４月14日，５月26日のそれぞれの日没前後の動きも同様に調べる。 |
| 7) | フレームを「地球と金星」に換え（または，左ウィンドウに太陽・地球・金星フレームを表示させ)，それぞれの日時で，太陽と金星・地球の公転軌道上の位置関係と地球から見える金星の大きさ，形の関係を確かめる。 |
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金星の見える大きさ・形
地球と金星の位置関係
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＜まとめ＞
| (1) | 金星が「よいの明星」として見えるのは，どこにあるときか。 |
| (2) | 金星が三日月形に見えるのは，どこにあるときか。 |
| (3) | 地球に近づくにつれて，金星の見かけの大きさはどのように変化するか。 |
| (4) | 地球から，金星を真夜中に観測することができるか。 |
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３．生徒の反応
授業における生徒の反応を把握するために，ＳＤ方式(セマンティック・ディファレンシャル法)によるアンケート調査を行った。授業の直後に生徒の気持ちを，10項目の形容詞について，大変(よい)・やや(よい)・中立・やや(悪い)・大変(悪い)の５段階に分け，回答させるものである。この結果を集計したグラフは以下の通りである。
「興味・関心が持てたか」については，「おもしろい」と感じた生徒が全体の2/3近く,「楽しい」と感じた生徒が全体の半数以上いた。また，「活動的であったか」については，「大変活動的・やや活動的」と回答した生徒が全体の半数いた。
興味・関心を持ちながら，コンピュータを使って活動的に学習できたことがうかがえる。
内容の難易度については，「難しい」と感じた生徒はほとんどいなかった。また，内容の理解度についても，「大変わかりやすい・ややわかりやすい」と感じた生徒が全体の2/3近くいた。パソコンのシミュレーションを使うことによって，天体の動きがよく理解できたことがうかがえる。
全体的に「大変よい〜中立」までが全体の８割以上を占めており，このソフトを活用した授業実践が有効であったことがうかがえた。
４．おわりに
今回の授業実践では，ソフトの操作説明に多くの時間を費やし，生徒自らソフトを動かし，自主的に学習する時間が十分に取れなかった。この点が今回の反省点である。また，本授業のように，探究的な学習として観察・実験を補うのであれば，コンピュータ教室という特別教室だけでなく，理科教室や普通教室などでも利用できるノート型コンピュータを導入することも必要である。特に，実際の観測が難しい天文分野では，コンピュータを使う環境を整えていくことは重要なことであると思う。
主要参考文献
| 定村武士編集：ＮＥＷ教育とマイコン 1989年５月号，学習研究社 |
| 文部省：情報教育に関する手引き 1990 |
| 中野敬一：中学校理科 マルチビュー天体 シミュレーションガイド 啓林館，1997 |
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