令和６年度 日本理科教育学会全国大会（滋賀大会） 愛知教育大学附属名古屋中学校（愛知教育大学教職大学院） ○奈良 大 愛知教育大学 大鹿 聖公 放射線の性質を 仮説演繹的に学ぶための実験の提案

1. 研究の背景と目的 ヘッド、サットン（1994） あり、概念や理論に対して自信や信念を もつこと。 理解は、理論に対するコミットメントで

1. 研究の背景と目的 遠西・久保田（2004） 観察も実験も、新しい理論や概念を生成させたり、 福田・遠西（2016） 他の理論や概念に切り換えさせたりする機能をもたず、 実験が成功しても失敗しても実験を成立させ、 実験が審判しようとする理論に対するコミットメント が変化するだけである。

1. 研究の背景と目的 科学的な知識体系に基づく仮説と、 していれば、観察や実験の結果を 適切に予測させることができる。 それを審判する適切な方法が存在

1. 研究の背景と目的 予測が観察や実験の結果に一致することを実感 その観察や実験の結果を予測した理論に対して 観察や実験は生徒を理解に導く方法として重要 コミットしていく

1. 研究の背景と目的 観察・実験の設定 教科書 設定なし ※本文外に「霧箱による実験」との記述と図あり Ａ社 設定なし Ｂ社 設定なし ※本文外に「形状記憶性の実験」との記述と図あり Ｃ社 設定なし Ｄ社 設定なし ※本文外に「やってみよう：放射線を観察してみよう （霧箱による放射線の飛跡の観察）」のコラムあり Ｅ社 （発表者作成） 中学校理科における放射線の取扱い

1. 研究の背景と目的 放射線の性質について、 実験の結果を通じた理解ができているとは言えない 放射線の性質を 仮説演繹的に学ぶための実験の提案

2. 研究の方法 仮説 ＝ 理論 ＋ 方法 ＋ 結果の予測 もし （理論） ならば、 （実験方法を実施する） と、 （結果の予測） だろう。

2. 研究の方法 もし （理論） ならば、 （実験方法を実施する） と、 （結果の予測） だろう。 ▷ 理論 … 検証したい性質や法則 ▷ 方法 … 実験の具体的な手法 ▷ 結果の予測 … 実験から予測される結果

2. 研究の方法 もし 永久磁石や電磁石のまわりに 磁界がある ならば、 まわりに方位磁針を置く と、 方位磁針の針が動く だろう。 【永久磁石や電磁石の まわりの磁界を調べる実験】

2. 研究の方法 ▷ 実践時期 2023年１～２月 ▷ 実践対象 中学２年生36名 ▷ 実践単元 「電流とその利用」

2. 研究の方法 ▷ 実践単元 「電流とその利用」 【放射線の性質】 ① 透過性（物体を通り抜ける性質） ② 電離作用（物質の性質を変化させる性質）

2. 研究の方法 ○生徒の活動の様子の記録 ○授業後のアンケート調査 【分析方法】 放射線の性質について、実験を通して理解できたか

3. 結果と考察 大日本図書２年理科教科書より引用（赤枠は発表者による） ① 透過性（物体を通り抜ける性質）

3. 結果と考察 ① 透過性（物体を通り抜ける性質） クルックス管 霧箱 放射線 （Ｘ線） クルックス管から出た放射線（Ｘ線）を、霧箱を用いて調べる

3. 結果と考察 ① 透過性（物体を通り抜ける性質） もし 放射線は物体を通り抜ける性質（透過性） がある ならば、 クルックス管に電圧をかけ、霧箱で観察する と、 放射線の飛跡が見える だろう。

3. 結果と考察 ② 電離作用（物質の性質を変化させる性質） 大日本図書２年理科教科書より引用（赤枠は発表者による）

3. 結果と考察 ② 電離作用（物質の性質を変化させる性質） クルックス管から出た放射線（Ｘ線）を、レンズ部分を黒い クルックス管 レンズ部分を 黒いビニルテープ で覆ったWebカメラ ビニルテープで覆ったWebカメラを用いて調べる

3. 結果と考察 ② 電離作用（物質の性質を変化させる性質） もし 放射線が物質の性質を変化させる ならば、 クルックス管に電圧をかけ、 Webカメラで観察する と、 白い輝点が見える だろう。

3. 結果と考察 ① 透過性（物体を通り抜ける性質）

3. 結果と考察 ① 透過性（物体を通り抜ける性質） 放射線の飛跡 が見えた もし 放射線は物体を通り抜ける性質（透過性）がある ならば、 クルックス管に電圧をかけ、霧箱で観察する と、 放射線の飛跡が見える だろう。

3. 結果と考察 ② 電離作用（物質の性質を変化させる性質）

3. 結果と考察 ② 電離作用（物質の性質を変化させる性質） 白い輝点が 見えた もし 放射線が物質の性質を変化させる ならば、 クルックス管に電圧をかけ、Webカメラで観察する と、 白い輝点が見える だろう。

3. 結果と考察 アンケート（４件法）の結果 Ｑ 透過性について、実験を通して理解できたと思いますか？ 欠席 1名 （ｎ＝36） 肯定的な回答 35名 そう思わない 0名 あまり そう思わない 0名

3. 結果と考察 アンケート（４件法）の結果 Ｑ 電離作用について、実験を通して理解できたと思いますか？ 欠席 1名 （ｎ＝36） 肯定的な回答 12名

3. 結果と考察 アンケート（自由記述）の結果 ▷ Webカメラの実験がよく理解できなかった。 でも、放射線について教科書を読むだけではなく、 目で確かめたことで理解しやすかった。 ▷ 実際に実験を行い、放射線が通っていること （透過性）がよく分かりました。

3. 結果と考察 成果 ○ 仮説演繹的に学ぶために、定型文を採用し、 仮説を立てて実験をすることで、 性質に対するコミットメントが高まり、 放射線の性質を生徒に理解させやすい 特に、透過性の実験においては、放射線の

3. 結果と考察 課題 ● 電離作用の実験については、実験を通した 理解をさせることが難しいことが分かった 専門用語が多いため、理解するのが難しい 理解しやすい実験方法の再検討

○ ヘッド、J.O.・サットン、C.R.（野上智行訳）「言語・理解・コミットメント」 『認知構造と概念転換』（ウエスト・パインズ編著、進藤公夫監訳）東洋館出版社、 1994年、116-128ページ ○ 遠西昭寿・久保田英慈「臨床研究ツールとしての運勢ライン法」 『日本科学教育学会研究会』報告、第18巻、第5号、2004年、37-42ページ ○ 福田恒康・遠西昭寿「概念転換のパターンと構造―社会的相互過程として見る概念転 換―」『理科教育学研究』第57巻、第1号、2016年、45–52ページ ○ 多田将「放射線について考えよう。」明幸堂、2018年 ○ 日本保健物理学会「教育現場における低エネルギーＸ線を対象とした放射線安全管理 に関する専門研究会」が作成した『クルックス管安全運用ガイドライン』」、2019年 ○ 奈良大「中学３年間における放射線教育」『日本エネルギー環境教育学会第16回 全国大会論文集』、2022年 引用文献・参考文献

令和６年度 日本理科教育学会全国大会（滋賀大会） 愛知教育大学附属名古屋中学校（愛知教育大学教職大学院） ○奈良 大 愛知教育大学 大鹿 聖公 放射線の性質を 仮説演繹的に学ぶための実験の提案