全学教育実習事前指導

仮説実験授業をモデルにした理科授業で「授業の基本」を知る

平成 28 年 4 ⽉ 19 ⽇（⽕）

新潟市⽴⽩新中学校 ⼭ 内 伸 ⼆

学級全体で討論

反論に対して，さらに反論

ファシリテーターを⽴ててのグループＦＴ

キーワード：ＦＴ（ファシリテーション），21 世紀型能⼒，仮説実験授業と科学哲学

理由付けチャートを４⼈で検討

12

１ 虫めがねと凸レンズ

虫めがねには，中央がふくらんだガラ

スが入っています。これを凸とつ

レンズとい

います。

図 1のように凸レンズに平行な光が入

ると屈折し，同じ 1点を通ります。この

点を焦点しょうてん

といいます。

２ 凸レンズの２つの性質

凸レンズで２つのことができます。

① 紙を焦がすことができる

図 2のように，太陽の方向に凸レンズ

を向け，紙からの焦点距離を離すと光は

1 点に集まり，紙を焦がすことができま

す。

② ものを大きく見ることが

できる

凸レンズを通してものを見ると，もの

が大きく見える。

３ 凸とつ

レンズ（虫めがね）を蛍光灯に向け，紙に蛍光灯から出る光を集めようとするとどうなるでしょうか。

ア 光は弱いが１点に集まる イ ぼやっとして，形にならない ウ 蛍光灯の形に光が集まる

と思う と思う と思う

図１ 凸レンズに平行な光が入ると屈折し焦点しょうてん

を通る

図 2 光が１点に集め，紙を焦がす

図 3 ものが大きく見える

焦点 模擬授業 ワークシート（凸レンズ）

13

４ 凸とつ

レンズ（虫めがね）を横に向け，外の景色の光を集めようとするとどうなるでしょうか。

ア 光は弱いが１点に集まる イ ぼやっとして，形にならない ウ 景色の形に光が集まる

と思う と思う と思う

前 ３・２・１・０ 後 ３・２・１・０

３：絶対そうだ，２：きっとそうだ，１：もしかすると，０：まずありえない

前 ３・２・１・０ 後 ３・２・１・０

前 ３・２・１・０ 後 ３・２・１・０

前 後

説

14

５ 討論の論点整理をするとどうなるでしょうか？

選択肢

論 点

ア 点 イ × ウ 景色の形

６ 結果

ア 光は弱いが１点に集まる イ ぼやっとして，形にならない ウ 景色の形に光が集まる

７ 結果からはっきりしたこと まだはっきりしないこと

感想

15

太陽光源 説

これは

凸レンズに光源の形をスク

リーンに映すはたらからだ

そして

すると

太陽は丸い形なのでスクリ

ーンには丸い形が映るはず

だ。

ゆえに

虫めがねで蛍光灯の光を集めると，蛍光灯の形に光が集まった。

実際の例は？ 図で表すと？

ここに

それは？

詳しくいうと？

ぎもん・まちがい，みおとし，つけたし，いいね

外の景色の光のもとは，太陽

だ。

ア 光は弱いが１点

に集まると思う

16

これは

凸レンズに光源の形をスク

リーンに映すはたらからだ

。

しかし

ということは

光が凸レンズをほとんど

届かない。

ゆえに

届く光がない 説

イ ぼやっとして，

形にならないと

思う

太陽や蛍光灯は光を出すが，景色は自ら光を出さない。

光を出す

光を出さない

虫めがねで蛍光灯の光を集めると，蛍光灯の形に光が集まった。

実際の例は？ 図で表すと？

ここに

それは？

詳しくいうと？

ぎもん・まちがい，みおとし，つけたし，いいね

17

今回は，景色が光源の役割

をする。

そして

ゆえに

景色光源 説

ウ 景色の形に光が

集ると思う

虫めがねで蛍光灯の光を集めると，蛍光灯の形に光が集まった。

これは

凸レンズに光源の形をスク

リーンに映すはたらからだ

。

実際の例は？ 図で表すと？

ここに

それは？

詳しくいうと？

ぎもん・まちがい，みおとし，つけたし，いいね

18

予想 ア 下にへこむ イ 平ら ウ 上にへこむ 水圧の 下向き 下向き あらゆる 向きは？ 方向 水圧は 引くこと 引くこと 引くこと ゴムを？ できる できない できない

ウ

①チャート紹介 ②個で反論

③同じ予想どうしグループ FT

④異なる予想どうしグループ FT

⑤全体で討論会 ⑥先生がファシリテーター

⑦マトリックスで論点整理 ⑧実験で検証（反証）

実際の授業の様⼦

19

８ 凸レンズの不思議 凸レンズは２種類の 像ぞう

をつくる性質を持っています。

虚像きょぞう

凸レンズで物を見ると図 1 のように大きく見えます。

この大きく見える像を虚像きょぞう

といいます。この性質は，凸

レンズ１個で虫めがねやルーペとして，２個のレンズを

組み合わせて顕微鏡けんびきょう

や望遠鏡ぼうえんきょう

，双眼鏡そうがんきょう

として利用されて

います。

図１ 大きく見える「字」が虚像

実像じつぞう

光源に凸レンズを向けると，図 2 のようにスクリーン

に像が映ります。この像を実像じつぞう

といいます。

外の景色の光のように，太陽や蛍光灯ほど強い光が出

ていない場合は，まわりを箱などで囲むと実像がよく見

えるようになります。これがカメラで写真がとれる原理

です。スクリーンのかわりにフィルムやＣＣＤをおいた

ものがカメラです。

図 2 紙に映っている「ろうそく」が実像

乱らん

反射はんしゃ

景色など目に見える物体は，表面が凸凹でこぼこ

しているため，太陽や蛍光灯などの光源こうげん

から光があ

たると，物体の表面で光が四方八方に光を反射させる性質があります。これを乱らん

反射はんしゃ

といいま

す。

太陽や蛍光灯は光を実際に出す光源こうげん

ですが，景色など目に見える物体は全て，乱らん

反射はんしゃ

させる

ことで光を出す光源こうげん

と考えることができます。

図 3 景色も乱反射して光を出している 図 4 外の景色の実像がノートに映っている

20

９ 部屋を暗くし，紙にレーザー光を当てると，図

１のように赤く光ります。紙を鏡に替えてレ

ーザー光を当てるとどうなるでしょうか。

ア 光らず暗い イ 紙の時と同じくらい ウ 紙の時より

ままになる 明るく光る 明るく光る

１１ 結果 １２ 結果からはっきりしたこと

紙にレーザー光

をあてると赤く

光った。

図１紙

図２ 鏡

？

赤の点

21

「理由付けチャート」の書き方例

Ａさんは結婚しているか？

ア 結婚していないと思う

結婚している人は結婚指輪を

つけるはずだ

ゆえに

Ａさんは指輪をつ

けていない

そして

結

婚

指

輪

説

論点（問い・発問）

主張（予想）

根拠（事実）

論拠（理由付け・仮説）

22

１年１組 学習指導案（略案）

日 時 平成 28 年 4 月 19 日（火）

授業者 山内 伸二

１ 単元名 光 ～凸レンズの働き～

２ 目 標

○ 光が水やガラスなどの凸レンズの働きについて実験を行い，物体の位置と像の位置及び像の大き

さの関係を見いだすことができる。

３ 単元の指導計画

第１次 光の反射・屈折（３時間）

第２次 凸レンズの働き（５時間，本時１／５）

第３次 ものが見えるとは（２時間）

４ 本時の計画

(1) 本時ねらい 次の性質があることを見いだすことができる。

① 目に見えるものは，光を（乱反射させて）出していること

② 凸レンズは，実像をつくる働きがあること

(2) 手だて

ア 素朴概念と科学概念が対立する問いを提示。 ウ ＯＱで反論を引き出す。

イ 予想理由を“理由付けチャート”で表す。 エ マトリックスで論点を整理する。

(3) 前時・本時の展開

＜前時＞

問題意識 学習活動・学習内容 授業者の働き掛け（○） 予想される生徒の反応（・）

備 考

全体 ① 問いと既習事項を確認

○ 問いや既習事項の説明は，実験装

置や写真などを見せながら行う。

個 ② 理由付けチャートの作成。 ③ ワークシート回収。

○ 期間指導して質問に答える。 ・表現の仕方を

支援

＜本時＞

問題意識 学習活動・学習内容 授業者の働き掛け（○） 予想される生徒の反応（・）

備 考

全体と個 ① 代表発表 ・ 代表の生徒がそれぞれの理由付けチャ

ートを発表する。 ・ 反論チャートを書く

○ 発表と反論記入を合わせて 4 分

が目安で進める。 ・教師の発話は

小限

グループ ② ワールドカフェ前半 ・ 反論のグルーピング・ラベリングと付足。

・ 旅人はワークシートにメモする。

○ 期間指導をする。 ･支援が必要な

ところに参加

全体 ③ 討論 ④ 論点のマトリックによる整理 ⑤ 予想の変更確認

○ １つ予想１つの反論で可視化

し，平行線になったら次に移る。 ○ 変更者数名を指名し発表させる。

・教師の発話は

小限

班 ⑥ 実験による検証

個 ⑦ はっきりしたことを書く

○ 数名を指名し発表させる

(4) 本時の評価

・ 反論をチャートで適切に表わしている。 ・はっきりしたことに仮説の正誤が記述されている。

実験結果は

どうなるの

だろう？

ど

の

仮

説

が

正

し

い

の

だ

ろ

う

か

？

凸レンズ

オープン･クエスチョン

23

１年１組 学習指導案（略案）

日 時 平成２７年４月２２日（金）

授業者 前半 中半 後半

１ 単元名 植物の生活と種類 ～光合成と呼吸～

２ 目 標

○ いろいろな植物の葉，茎，根のつくりの観察を行い，その観察記録に基いて，葉，茎，根のつく

りの基本的な特徴を見いだすとともに，それらを光合成，呼吸，蒸散に関する実験結果と関連付

けてとらえることができる。

３ 単元の指導計画

第１次 葉・茎・根（５時間）

第２次 蒸散・光合成・呼吸，（５時間，本時４／５）

４ 本時の計画

(1) 本時ねらい 次の性質があることを見いだすことができる。

(2) 手だて

ア 素朴概念と科学概念が対立する問いを提示。 ウ ＯＱで反論を引き出す。

イ 予想理由を“理由付けチャート”で表す。 エ マトリックスで論点を整理する。

(3) 前時・本時の展開

＜前時＞

問題意識 学習活動・学習内容 授業者の働き掛け（○） 予想される生徒の反応（・）

備 考

全体 ① 問いと既習事項を確認

○ 問いや既習事項の説明は，実験装

置や写真などを見せながら行う。

個 ② 理由付けチャートの作成。 ③ ワークシート回収。

○ 期間指導して質問に答える。 ・表現の仕方を

支援

＜本時＞

問題意識 学習活動・学習内容 授業者の働き掛け（○） 予想される生徒の反応（・）

備 考

全体と個 ① 代表発表 ・ 代表の生徒がそれぞれの理由付けチャ

ートを発表する。 ・ 反論チャートを書く

○ 発表と反論記入を合わせて 4 分

が目安で進める。 ・教師の発話は

小限

グループ ② ワールドカフェ前半 ・ 反論のグルーピング・ラベリングと付足。

・ 旅人はワークシートにメモする。

○ 期間指導をする。 ･支援が必要な

ところに参加

全体 ③ 討論 ④ 論点のマトリックによる整理 ⑤ 予想の変更確認

○ １つ予想１つの反論で可視化

し，平行線になったら次に移る。 ○ 変更者数名を指名し発表させる。

・教師の発話は

小限

班 ⑥ 実験による検証

個 ⑦ はっきりしたことを書く

○ 数名を指名し発表させる

(4) 本時の評価

・ 反論をチャートで適切に表わしている。 ・はっきりしたことに仮説の正誤が記述されている。

光合成

実験結果は

どうなるの

だろう？

ど

の

仮

説

が

正

し

い

の

だ

ろ

う

か

？

オープン･クエスチョン

24

光合成

３：絶対そうだ，２：きっとそうだ，１：もしかすると，０：まずありえない

ア 黄色になると思う。

イ 緑色のままだと思う。

ウ 青色になると思う。

黄 緑 青

前 ３・２・１・０ 後 ３・２・１・０

前 ３・２・１・０ 後 ３・２・１・０

前 ３・２・１・０ 後 ３・２・１・０

前 後

説

青色のＢＴＢ溶液に酸素と二酸化炭

素を溶かし緑色にした。 これにオオカナダモを入れ，ゴム栓

をし，アルミニウムはくでおおい全く

光を当てないようにした。ＢＴＢの色

はどうなるだろうか。

日光

アルミニウム はくでおおう

緑

25

１年２組 学習指導案（略案）

日 時 平成平成２７年４月２２日（金）

授業者 前半 中半 後半

１ 単元名 圧力 ～大気圧のはたらき～

２ 目 標

○ 圧力についての実験を行い，圧力は力の大きさと面積に関係があることを見いだすこと。また，

水圧や大気圧の実験を行い，その結果を水や空気の重さと関連付けてとらえることができる。

３ 単元の指導計画

第１次 圧力（３時間）

第２次 大気圧（３時間，本時１／３）

第３次 水圧と浮力（２時間）

４ 本時の計画

(1) 本時ねらい 次の性質があることを見いだすことができる。

(2) 手だて

ア 素朴概念と科学概念が対立する問いを提示。 ウ ＯＱで反論を引き出す。

イ 予想理由を“理由付けチャート”で表す。 エ マトリックスで論点を整理する。

(3) 前時・本時の展開

＜前時＞

問題意識 学習活動・学習内容 授業者の働き掛け（○） 予想される生徒の反応（・）

備 考

全体 ① 問いと既習事項を確認

○ 問いや既習事項の説明は，実験装

置や写真などを見せながら行う。

個 ② 理由付けチャートの作成。 ③ ワークシート回収。

○ 期間指導して質問に答える。 ・表現の仕方を

支援

＜本時＞

問題意識 学習活動・学習内容 授業者の働き掛け（○） 予想される生徒の反応（・）

備 考

全体と個 ① 代表発表 ・ 代表の生徒がそれぞれの理由付けチャ

ートを発表する。 ・ 反論チャートを書く

○ 発表と反論記入を合わせて 4 分

が目安で進める。 ・教師の発話は

小限

グループ ② ワールドカフェ前半 ・ 反論のグルーピング・ラベリングと付足。

・ 旅人はワークシートにメモする。

○ 期間指導をする。 ･支援が必要な

ところに参加

全体 ③ 討論 ④ 論点のマトリックによる整理 ⑤ 予想の変更確認

○ １つ予想１つの反論で可視化

し，平行線になったら次に移る。 ○ 変更者数名を指名し発表させる。

・教師の発話は

小限

班 ⑥ 実験による検証

個 ⑦ はっきりしたことを書く

○ 数名を指名し発表させる

(4) 本時の評価

・ 反論をチャートで適切に表わしている。 ・はっきりしたことに仮説の正誤が記述されている。

水 素

実験結果は

どうなるの

だろう？

ど

の

仮

説

が

正

し

い

の

だ

ろ

う

か

？

オープン･クエスチョン

26

水 素

３：絶対そうだ，２：きっとそうだ，１：もしかすると，０：まずありえない

ア 軽くなる イ 変わらない ウ 重くなる

前 ３・２・１・０ 後 ３・２・１・０

前 ３・２・１・０ 後 ３・２・１・０

前 ３・２・１・０ 後 ３・２・１・０

前 後

説

水素ボンベの缶の重さをはかり，その後，

ボンベから袋に水素を出すと袋は浮いた。 ボンベの重さはどうなるだろうか。

27

１年３組 学習指導案（略案）

日 時 平成２７年４月２２日（金）

授業者 前半 中半 後半

１ 単元名 状態変化 ～体積と質量の変化～

２ 目 標

○ 物質が状態変化するときの温度の測定や観察，実験を行い，物質は融点や沸点を境に状態が変化

することや沸点の違いによって物質の分離ができること，状態変化によって物質の体積は変化す

るが質量は変化しないことを見いだすことを見いだすことができる。

３ 単元の指導計画

第１次 水とエタノール，金属の状態変化と融点・沸点（４時間）

第２次 状態変化に伴う体積と質量の変化，（４時間，本時２／５）

４ 本時の計画

(1) 本時ねらい 次の性質があることを見いだすことができる。

(2) 手だて

ア 素朴概念と科学概念が対立する問いを提示。 ウ ＯＱで反論を引き出す。

イ 予想理由を“理由付けチャート”で表す。 エ マトリックスで論点を整理する。

(3) 前時・本時の展開

＜前時＞

問題意識 学習活動・学習内容 授業者の働き掛け（○） 予想される生徒の反応（・）

備 考

全体 ① 問いと既習事項を確認

○ 問いや既習事項の説明は，実験装

置や写真などを見せながら行う。

個 ② 理由付けチャートの作成。 ③ ワークシート回収。

○ 期間指導して質問に答える。 ・表現の仕方を

支援

＜本時＞

問題意識 学習活動・学習内容 授業者の働き掛け（○） 予想される生徒の反応（・）

備 考

全体と個 ① 代表発表 ・ 代表の生徒がそれぞれの理由付けチャ

ートを発表する。 ・ 反論チャートを書く

○ 発表と反論記入を合わせて 4 分

が目安で進める。 ・教師の発話は

小限

グループ ② ワールドカフェ前半 ・ 反論のグルーピング・ラベリングと付足。

・ 旅人はワークシートにメモする。

○ 期間指導をする。 ･支援が必要な

ところに参加

全体 ③ 討論 ④ 論点のマトリックによる整理 ⑤ 予想の変更確認

○ １つ予想１つの反論で可視化

し，平行線になったら次に移る。 ○ 変更者数名を指名し発表させる。

・教師の発話は

小限

班 ⑥ 実験による検証

個 ⑦ はっきりしたことを書く

○ 数名を指名し発表させる

(4) 本時の評価

・ 反論をチャートで適切に表わしている。 ・はっきりしたことに仮説の正誤が記述されている。

エタノール

実験結果は

どうなるの

だろう？

ど

の

仮

説

が

正

し

い

の

だ

ろ

う

か

？

オープン･クエスチョン

28

エタノール

３：絶対そうだ，２：きっとそうだ，１：もしかすると，０：まずありえない

ア まったく 膨らまない

イ 膨らむが しぼんでくる

ウ 膨らみ，その状態のままになる。

前 ３・２・１・０ 後 ３・２・１・０

前 ３・２・１・０ 後 ３・２・１・０

前 ３・２・１・０ 後 ３・２・１・０

前 後

説

エタノール５ｃｍ３をビニール袋に

入れ，袋をきつくしばった。

このビニール袋に約９０℃の熱湯を

３分かけ続けた。熱湯をかけ続けた間，

袋はどうなっているだろうか。

エタノール５ｃｍ３

「質問」と「あいづち」の⾔葉シート

オープン・クエスチョンの例 ＜ 初＞

１ ○○○というと？（○○○はなんですか？）

＜深く＞

２ 具体的にどんな感じ？

３ もう少し詳しくいうと？

＜具体例・根拠・模式図＞

４ そのエピソードを（実際の例を，図で）を教えて下さい。

あいづちの例 １ うんうん

２ なるほど，なるほど

３ わかる，わかる

４ そうなんだぁ

５ へぇ

６ だよねぇ

７ それで，それで

８ そっかぁ

さらに広げる例 ５ 関連した意見はありませんか？

６ 他にはありませんか？

1

２日間の講義に対して考えや気持ちをお書きください。

（１） 模擬授業（凸レンズ，光合成，水素，エタノール）について

凸レンズ 光合成，水素，エタノール

（２） キーワードに関して

① ＦＴ ② ２１世紀型能力

③ 仮説実験授業と科学哲学

（３） 感想など

全学教育実習事前指導 2016/4/22

氏名

2

氏名

光合成

３：絶対そうだ，２：きっとそうだ，１：もしかすると，０：まずありえない

ア 黄色になると思う。

イ 緑色のままだと思う。

ウ 青色になると思う。

黄 緑 青

前 ３・２・１・０ 後 ３・２・１・０

前 ３・２・１・０ 後 ３・２・１・０

前 ３・２・１・０ 後 ３・２・１・０

前 後

説

青色のＢＴＢ溶液に酸素と二酸化炭

素を溶かし緑色にした。 これにオオカナダモを入れ，ゴム栓

をし，アルミニウムはくでおおい全く

光を当てないようにした。ＢＴＢの色

はどうなるだろうか。

日光

アルミニウム はくでおおう

緑

3

水 素

ア 軽くなる イ 変わらない ウ 重くなる

前 ３・２・１・０ 後 ３・２・１・０

前 ３・２・１・０ 後 ３・２・１・０

前 ３・２・１・０ 後 ３・２・１・０

前 後

説

水素ボンベの缶の重さをはかり，その後，

ボンベから袋に水素を出すと袋は浮いた。 ボンベの重さはどうなるだろうか。

氏名

３：絶対そうだ，２：きっとそうだ，１：もしかすると，０：まずありえない

4

エタノール

ア まったく 膨らまない

イ 膨らむが しぼんでくる

ウ 膨らみ，その状態のままになる。

前 ３・２・１・０ 後 ３・２・１・０

前 ３・２・１・０ 後 ３・２・１・０

前 ３・２・１・０ 後 ３・２・１・０

前 後

説

エタノール５ｃｍ３をビニール袋に

入れ，袋をきつくしばった。

このビニール袋に約９０℃の熱湯を

３分かけ続けた。熱湯をかけ続けた間，

袋はどうなっているだろうか。

エタノール５ｃｍ３

氏名

３：絶対そうだ，２：きっとそうだ，１：もしかすると，０：まずありえない