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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

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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
  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 a120327s@gmail.com # twitter @sakunao_rika # HP(準備中) https://z- educationlab.com 2
  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。
  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。
  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。
  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
  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?

  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。
  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
  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
  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。
  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
  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
  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
  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
  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?
  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
  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 人 間 活 動 が 地 球 温 暖 化 の 原 因 と 考 え る 人 の 割 合 理科の授業で何ができるか?
  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…
  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
  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! 21 連絡先 # E-mail a120327s@gmail.com # twitter @sakunao_rika # HP(準備中) https://z- educationlab.com ・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)