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ものの浮き沈みやフックの法則など、教科書上の実験を探究的な学習にデザインする

 ものの浮き沈みやフックの法則など、教科書上の実験を探究的な学習にデザインする

2021年12月27日(月)
東京都中学校理科教育研究会 冬期研修会
講座2②

佐久間直也

December 27, 2021
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Transcript

  1. フックの法則 や ものの浮き沈み など
    教科書上の実験 を
    探究的な学習 に
    デザインする
    筑波大学附属中学校 佐久間 直也
    2021年12月27日
    都中理冬季研修会 講座2② (新宿区立西早稲田中学校)
    全20 枚+補

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  2. 自己紹介 佐久間 直也(Naoya SAKUMA)
    ■ 専門
    科学教育,理科教育
    ■ 経歴
    2012-2016 東京学芸大学 A類理科撰修
    2016-2020 東京都公立中学校 教諭(理科・多摩市)
    2020-2021 (情緒障害・巡回拠点・北区)
    2021-現在 筑波大学附属中学校 教諭
    ■ 理科を勉強する機会
    ・TSC(東京創造理科同人),アサリ会(阿佐ヶ谷で理科を学ぶ会)
    ・Science Book Club in Japan
    ・仮説設定勉強会
    ・若手の会(理科勉強会)
    ・共同研究者との打ち合わせ
    # E-mail
    [email protected]
    # twitter
    @sakunao_rika
    # HP(準備中)
    https://z-
    educationlab.com
    2

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  3. 本日の要点
    ■ 生徒が探究する場面をつくる ➣ どのように? 何のために?
    ■ 生徒の考え方を重視する
    3
    ➣ 私なりの授業のデザインを紹介します。

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  4. 理科の授業で大切にされてきたこと
    ■ 事象との出合いから始まる
    ◍ 授業導入時にものを提示する。
    ◍ ものの提示が難しい場合でも,画像や動画を活用する。
    ■ 観察・実験を重視する
    ◍ 教え込みの授業ではなく、生徒が観察・実験を行う。
    ◍ 生徒実験が難しいものでも演示実験を行う。
    4
    ➣ 今後も大切にしていく必要がある。

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  5. 理科の授業で大切にしたいこと
    ■ 教科書のつくり
    ① 事象との出合い
    ② ちがいを見つける
    ➢ 水のあるなし
    ③ 原因を考える
    ➢ 水のあるなし
    ④ 学習の方向性をもつ
    ➢ 水を入れると,コインが見えるようになる。
    光の進み方が,空気と水の境界で変わるのかな?
    5
    ➣ 生徒の考え方,探究の過程と同じ過程である。

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  6. 探究する
    ■ (自然)科学的に探究する
    ◍ 物事の真の姿をさぐって見きわめること。
    ➢ 教科『理科』における方法
    ■ 探究的な授業のデザイン
    ◍ 生徒が『知りたい』と思える授業。
    ➢ 生徒が出会ったことがない事象?
    ➢ 教科書にはない,魅力的な教材?
    6
    ➣ 教科書上の実験を探究的な学習にデザインする

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  7. 教科書上の実験を『探究的な学習』にする
    ■ ものの浮き沈み ■ フックの法則
    7
    ➣ どのように授業をデザインしますか?

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  8. 生徒の自由な発想 vs 教師の教えたいこと
    ■ 過去の苦い経験
    『木炭が燃えるとき,どのような変化が起こっていますか?』
    〇 二酸化炭素が発生している。
    △ 赤くなっている。
    × わからない…
    ■ 適度な『統制』下にある生徒『主体』の学び
    ◍ 教えなければいけないことがある。
    ◍ 発問の意図から逸れる発言をできる限り避けたい。
    8
    ➣ 授業デザインを提案させていただきます。

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  9. ものの浮き沈みの実験をデザインする
    ■ よく観察する
    ◍ 物体A,液体A ◍ 物体B,液体B
    ■ 現象と出合う
    実験① 物体Aの入った200 mLビーカーに液体Aを入れる。
    実験② 物体Bを液体Bの入った200 mLビーカーに入れる。
    9

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  10. ものの浮き沈みの実験をデザインする
    ■ 何が起こったか(結果)
    ◍ 実験1は物体が浮いた。
    ◍ 実験2では物体が沈んだ。
    ■ 2つの事象を比較して,何がちがうか
    1 液体の量 2 液体の密度 3 液体のにおい
    4 物体の体積 5 物体の重さ 6 物体の白い部分
    ■ 関係していそうなもの(原因)は何か
    10
    実験1 実験2

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  11. ものの浮き沈みの実験をデザインする
    ■ 結果と原因を結びつける
    ◍ 液体の密度が小さいとき,物体は沈む。
    ◍ 物体の体積が大きいとき,物体は浮く。
    ■ 自分の学習の方向性をもつ
    11
    液体の密度が原因だと思うな。
    食塩水の濃度を高くしたとき、卵が浮くよね。
    物体の体積が原因だと思うな。
    船は重いけど、大きいから浮くと思うな。

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  12. 提案する授業のデザイン
    ■ 2つの事象を提示して、適度な『統制』をする
    ◍ 生徒の実態を踏まえて,どのくらい条件を複雑にするか判断する。
    ■ 段階的に,生徒の『知りたい』を引き出す
    12
    段階的に行う
    事象との出会い
    2つ事象の比較
    ちがいを
    見つける
    原因を
    考える
    学習の
    方向性
    をもつ

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  13. 検証計画の立案につながる
    ■ 条件の制御に効果的
    ◍ 『ちがい』や『原因』
    ➢ 自然と条件に目が行くようになる。
    ■ 提示した事象が実験操作のヒントになる
    ◍ 実験計画が苦手な生徒の足場かけとなる。
    13
    液体の体積?
    物体の重さ?
    液体の重さ?
    物体の体積?
    物の浮き沈みの原因

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  14. 発表活動につながる
    ■ チームサイエンス
    ◍ 多様な観点でアプローチする
    ➢ 班毎に実験方法が異なる
    ◍ 物事の真の姿をさぐることにつながる
    ➢ 『探究』
    ■ 1人1台端末の活用
    ◍ 口頭のみの発表活動よりも,視覚的な情報があると効果的。
    ➢ 写真や動画を活用する。
    ⇔ 全員経験主義
    14
    液体の体積?
    物体の重さ?
    液体の重さ?
    物体の体積?
    物の浮き沈みの原因

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  15. フックの法則の実験をデザインする
    ■ 教えなければいけないこと
    ◍ おもりの数(力の大きさ)とばねの伸びが比例すること。
    ◍ グラフをかき方。
    ■ 弾性体のより深い理解へ
    ◍ 何が起こったか。
    ◍ ちがいは何か。
    ◍ 原因は何か。
    15
    ➣ どのような事象を提示しますか? 事象との出会い
    2つ事象の比較

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  16. 日常生活の不思議を教材にデザインする
    ■ お茶の不思議
    ◍ 『麦茶』と『ルイボスティー』をティーパックからつくる。
    ■ 1円玉の不思議(考えるカラスより)
    ◍ 『1円玉』と『木片』を水に浮かべる。
    ■ 気柱の不思議
    ◍ 気柱に『大きな』水滴と『小さな』水滴を垂らす。
    16
    ➣ 何の教材で,どのように授業をデザインしますか?

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  17. 科学を理解する
    ■ 科学には,特有な方法がある。
    ➢ 『探究の過程』
    ◍ 自分の考えを,実験を通して検証する。
    ➣ 実験結果が予想通り … 考えが正しいとは限らない。
    ➣ 実験結果が予想とちがう … 考えが間違っているとは限らない。
    ■ 科学とは,暫定的なものである。
    ◍ 『COVID-19 の感染者数の激減』
    ➣ 科学の方法が間違っていたわけではない。
    17

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  18. 人は科学が苦手(三井,2019)
    ■ 知識が豊富であるほど、意見が分かれる。
    ➣ 科学リテラシーの必要性 ⇔ 様々なバイアス(e.g.,確証バイアス)
    18
    科学的な知識の豊富さ
    少ない 多い
    民主党支持者
    共和党支持者





















    理科の授業で何ができるか?

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  19. 理科を通して涵養したい人間性
    ■ 1つの事象についてあらゆる可能性を考える『探究』
    ➢ 涵養される『知的謙虚さ』
    19
    液体の体積?
    物体の重さ? 液体の重さ?
    物体の体積?
    物の浮き沈みの原因
    私は,物体の重さが浮き沈みに
    関係していると思う。
    死海だと人が浮くって
    聞いたことがある。
    もしかしたら,液体の濃度も
    関係しているのかな…

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  20. 本日の要点
    ■ 生徒が探究する場面をつくる ➣ どのように? 何のために?
    ➣ 科学の理解,人間性の涵養
    ■ 生徒の考え方を重視する
    20
    段階的に行う
    事象との出会い
    2つ事象の比較
    ちがいを
    見つける
    原因を
    考える
    学習の
    方向性
    をもつ

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  21. 宣伝
    ■ 令和4年度 筑波大学附属中学校 研究協議会
    令和4年11月12日(土)
    A.M. 全体会
    P.M. 分科会(研究授業)
    ■ 理科について一緒に勉強しませんか?
    ◍ 本日の講座内容,日頃の授業についてなど,
    ☜ 連絡,いつでもお待ちしております!
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    連絡先
    # E-mail
    [email protected]
    # twitter
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    # HP(準備中)
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    ・TSC(東京創造理科同人),アサリ会(阿佐ヶ谷で理科を学ぶ会)
    ・仮説設定勉強会
    ・若手の会(理科勉強会)

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