日本理科教育学会 第63回関東支部大会（茨城） 発表スライド資料

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1. ⼩学校理科における気象の不確実性 に関する指導法の考案 − 単元「台⾵と天気の変化」を中⼼に − ⻄ 東 京 市 ⽴ 栄 ⼩ 学 校 森川 ⼤地 中村 ⼤輝 宮 崎 ⼤ 学 教 育 学 部 2024.12.07 ⽇本理科教育学会 第63回関東⽀部⼤会（茨城） A2−04 連絡先 メールアドレス X（旧Twitter）
2. ⼩学校 第5学年の気象を扱う単元「天気の変化」 1 学習指導要領で⽰されている内容（⽂部科学省，2017） • 天気の変化は映像などの気象情報を⽤いて予想できること • 天気はおよそ⻄から東へ変化していくという規則性があり（中略）予想できることを捉えるようにする 教科書に記載されている内容 天気に関する学習内容 1. 「天気の変化の仕⽅にはきまりのようなものがあるのだろうか」という問題 2. 数⽇間の気象情報を集めて，天気の変化を記録する（またはウェブサイトで気象情報を集める） 3. 天気も雲の動きにつれて，およそ⻄の⽅から変わっていくことをまとめる 4. 実際に天気予報をしてみよう 台⾵に関する学習内容 1. 「台⾵はどのように動くのだろうか」という問題 2. これまでの台⾵の動きを調べる 3. 右図のような傾向をまとめる 4. 次の台⾵の進路を予想してみよう 引⽤：気象庁HP 主に天気の変化に関する規則性を扱う 主に台⾵の進路を扱う
3. 単元「天気の変化」における課題点 2 • 気象科学はとても複雑であり，初学者が予測することは極めて難しい（Hall, 2006） • ⼩学校で扱われる微気象スケールは理解が難しく，観察から結論を導き出すことが困難である （名越，2000） • 単純化された規則性を⾒いだすことを⽬的とした学習では，実⽣活での経験と独⽴してしまい， 暗記するだけの単調な学習となってしまう（名越，2000） • 近年の異常気象などを踏まえると，学習内容と実際の現象に⼤きな乖離が⽣じている （e.g., 線状降⽔帯の発⽣・不規則な台⾵進路） 結果として… 「天気を予想してみよう」「台⾵第◯号の進路を予測してみよう」のような活動を⾏なっても 当たった・外れたと⼀喜⼀憂する活動に留まってしまう傾向にある その要因には 気象予報に含まれる不確実性が明⽰的に扱われていないこと
4. 本研究の⽬的 3 台⾵の進路予測に関する理解の促進を⽬指した 指導法の開発 気象予報に含まれる不確実性に着⽬
5. 検証⽅法 • 児童のノート記述 ／ 授業中の児童の発話プロトコルを中⼼に質的分析 4 対象者 • 東京都公⽴⼩学校 • 第５学年 ３クラス（n＝104） 単元 • 台⾵と天気の変化（「天気の変化」は1学期に既習） 実施時期 • 2024年9⽉〜10⽉ 分析対象
6. 台⾵の不確実性を扱った授業の展開 5 導⼊ 展開 まとめ ◯ 台⾵の天気予報ニュースを⾒る ◯ 気付いたことを学級全体で共有する ◯ 台⾵進路の予測に関する明⽰的な教⽰ ・台⾵の予報円 ・予報に伴う誤差や確率 ・予報円の変遷 ◯ 台⾵の天気予報ニュースを⾒る ◯ 台⾵の進路予想に対する捉え⽅がどのように変化したか記述する
7. 台⾵の不確実性を扱った授業の展開 6 導⼊ 展開 まとめ ◯ 台⾵の天気予報ニュースを⾒る ◯ 気付いたことを学級全体で共有する ◯ 台⾵進路の予測に関する明⽰的な教⽰ ・台⾵の予報円 ・予報に伴う誤差や確率 ・予報円の変遷 ◯ 台⾵の天気予報ニュースを⾒る ◯ 台⾵の進路予測に対する捉え⽅がどのように変化したか 同 じ 内 容 の 動 画 を 視 聴
8. 主な指導介⼊ 7 1.予報円の意味 に関する明⽰的な指導 2.予報に伴う誤差（＝不確実性） に関する明⽰的な指導 3.予報円の変遷 に関する明⽰的な指導
9. 主な指導介⼊ 8 1.予報円の意味 に関する明⽰的な指導 2.予報に伴う誤差（＝不確実性） に関する明⽰的な指導 3.予報に伴う精度 に関する明⽰的な指導
10. 導⼊・まとめの場⾯で⽤いた動画 9 NHK for School 「台⾵の進路を予測しよう」https://www2.nhk.or.jp/school/watch/clip/?das_id=D0005320306_00000#in=0&out=90 実際の映像
11. 導⼊時の児童の反応 10 台⾵のニュースを観て，気づいたことは何ですか？ C：⽩い予報円の周りに⾚い予報円がある。 C：台⾵がどんどん⼤きくなっている C：時間が⽴つにつれて範囲が⼤きくなっている C：約１２時間で台⾵が来る C：東京や、新潟近くに上陸しようとしている 多くの児童が予報円に着⽬しているが 誤った捉え⽅をしている様⼦
12. 児童が捉える予報円の把握 11 すぐに定義を伝えるのではなく ⇨ ３択から選択 ＜児童の理解度を把握＞ 円の⼤きさに合わせて どんどんおおきくなった ⼤きさはそのまま 円のとちゅうまでいった ⼤きさはそのまま 円のはしっこにいった NHK for School 「台⾵の進路を予測しよう」https://www2.nhk.or.jp/school/watch/clip/?das_id=D0005320306_00000#in=0&out=90
13. 予報円の意味理解の不⼗分さ 12 児童の予報円に対する初期の捉え⽅ 正しくは③ 学級の９割程の児童が 予報円の⼤きさ＝台⾵の⼤きさと捉えていた NHK for School 「台⾵の進路を予測しよう」https://www2.nhk.or.jp/school/watch/clip/?das_id=D0005320306_00000#in=0&out=90 予報円の明⽰的な 説明の必要性
14. 主な指導介⼊ 13 1.予報円の意味 に関する明⽰的な指導 2.予報に伴う誤差（＝不確実性） に関する明⽰的な指導 3.予報に伴う精度 に関する明⽰的な指導
15. 予測に伴う不確実性の明⽰的な指導 14 予報円の⼤きさは何を表しているか • 台⾵そのものの⼤きさを表すものではない • 予報と実際にはズレ（誤差）があること • 台⾵の中⼼が70%の確率で⼊ると予想される範囲 発達段階に 応じて
16. 予測に伴う不確実性を理解する姿 15 T：70％って⾼いと思う？ C：⾼いと思う。だって，10回に7回は当たるってことでしょ。 C：たしかにそう考えると⾼いね…！ C：けど，この前の台⾵は東京に来るって⾔っていたけど来なかった。 C：当たる時もあるけど，予測には誤差とかズレがあるってことだよね。 C：たしかに。1学期の時に学習した「天気予報」でも同じことが⾔えるんじゃない。 予測に含まれる誤差を認識 ⇨ 台⾵に限らず気象予測の不確実性につながることを理解 ⼀⽅，確率に対する捉え⽅は 曖昧である様⼦ 授業中の発話プロトコル（⼀部）
17. 主な指導介⼊ 16 1.予報円の意味 に関する明⽰的な指導 2.予報に伴う誤差（＝不確実性） に関する明⽰的な指導 3.予報に伴う精度 に関する明⽰的な指導
18. 予報円の⼤きさの変遷 17 2023年6⽉26⽇より予報円の⼤きさが⼩さくなった 気象庁（2023）「【報道発表】台⾵進路予測の改善について」https://www.jma.go.jp/jma/press/2306/26b/20230626_typhoon_track_forecast_improvement.pdf（閲覧：2024.12.04） 予報円が⼩さくなったことで どのようなメリットがあるのか 児童に問いかけながら
19. 予報の精度に対する理解 18 確率と精度を関連づけ 不確実性を含む予測の理解を深める様⼦ T：予報円が⼩さくなったことで，どんないいことがあるかな？ C：台⾵がどこに来そうか，もっと分かりやすくなった。 C：あとは予想が当たる確率が上がったってことだよね。 T：確率が上がったってどういうこと？ C：円が⼩さくなったってことは… その分，前よりも誤差とかズレも⼩さくなったってことじゃないかな。 C：だから円が⾃分たちの住んでいるところにあったら，今までより気をつけた⽅がいいってこと だよね。 精度が上がったことで ⾃分たちの⽣活にどのように 影響するのか考える姿 ⇨ ⾃⾝の意思決定への影響
20. 台⾵の不確実性を扱った授業の展開（再掲） 19 導⼊ 展開 まとめ ◯ 台⾵の天気予報ニュースを⾒る ◯ 気付いたことを学級全体で共有する ◯ 台⾵進路の予測に関する明⽰的な教⽰ ・台⾵の予報円 ・予報に伴う誤差や確率 ・予報円の変遷 ◯ 台⾵の天気予報ニュースを⾒る ◯ 台⾵の進路予測に対する捉え⽅がどのように変化したか 同 じ 内 容 の 動 画 を 視 聴
21. 台⾵進路の予測への捉え⽅の変化 20 台⾵進路の予測に伴う不確実性やリスクを認識 ⇨ 不確実性を考慮した意思決定への⼿がかりとして 児童A 今回の学習では機械にも誤差があることがわかった。予報円は台⾵が来る70％の確率を表しているから，もしかしたら ズレるかもしれない。⾃分が住んでいる地域の近くに予報円があったら注意しようと思った。災害に対する備えをしっか りとして置かなければいけないと思った 児童B 今までは，予報円の真ん中が⼀番強いから端だったら⼤丈夫だと思っていた。 けど今⽇の学習で，円の中は同じ確率でくるかもしれないことを学んだ。予報円の端の⽅だったとしても危険さは同じ ってこと。予報の⾒る時の気持ちが変わった。 あと予報円はほぼ外れることはないと思っていた。だけど，⾃分が思っていたよりも確率が低かった。 予報円が外れることもあり得るから，予報円から遠く離れているから⼤丈夫と思ってはいけないと考えるようになった。
22. 参考・引⽤⽂献 21 Brendan Hall（2006）Teaching and learning uncertainty in science: the case of climate change. Higher Education Pedagogies, 17(1), 48-49. 気象庁（2023）「【報道発表】台風進路予測の改善について」 https://www.jma.go.jp/jma/press/2306/26b/20230626_typhoon_track_forecast_improvement.pdf （閲覧：2024.12.04） 文部科学省（2017）『小学校学習指導要領（平成29年告示）解説理科編』東洋出版社. 名越利幸（2000）「天気予報の科学を中心とした新しい気象カリキュラムの提案」日本科学教 育学会研究会研究報告，第14巻，第6号，45-50. NHK for School 「台風の進路を予測しよう」 https://www2.nhk.or.jp/school/watch/clip/?das_id=D0005320306_00000#in=0&out=90（閲覧： 2024.12.04）
23. ⼩学校理科における気象の不確実性 に関する指導法の考案 − 単元「台⾵と天気の変化」を中⼼に − ⻄ 東 京 市 ⽴ 栄 ⼩ 学 校 森川 ⼤地 中村 ⼤輝 宮 崎 ⼤ 学 教 育 学 部 2024.12.07 ⽇本理科教育学会 第63回関東⽀部⼤会（茨城） A2−04 連絡先 メールアドレス X（旧Twitter）
24. 補助資料：学習を終えて 23 本単元で学習した内容をまとめる「学習新聞」（書く内容は指定せず） 授業では扱わなかった暴⾵警戒域について さらに調べまとめる児童 予測の精度を軸に昔の天気予報についてまとめる児童