実験・観察へのコンピューター利用について : (3) 支援装置 FIT の機能向上と大・小規模校における授業計画づくり FIT の温度計測への応用を例に

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(1)Title. 実験・観察へのコンピューター利用について : (3) 支援装置 FIT の機能向上と大・小規模校における授業計画づくり FIT の温度計測への応用を例に. Author(s). 矢作, 裕; 酒井, 源樹; 高橋, 和幸; 細川, 文良. Citation. 僻地教育研究, 49: 63-70. Issue Date. 1995-03. URL. http://s-ir.sap.hokkyodai.ac.jp/dspace/handle/123456789/1515. Rights. 本文ファイルはNIIから提供されたものである. Hokkaido University of Education.

(2) N（149. 1995．3. 実験・観察へのコンピューター利用について. （3）支援装置FITの機能向上と大・小規模校における授業計画づくり FITの温度計測への応用を例に. 矢作裕，酒井源樹（釧路校），高橋和幸，細川文良（釧路市立北中学校） OntheComputerTechniquesforEducationalExperimentsandObservations. （2）ScienceEducationPlanningandTeachingatasmallRuralSchoolandanUdbanSchooI HiroshiYAHAGI，MotokiSAKAI，KazuyukiTAKAHASHI，andHumiyoshiHOSOKAWA のような点を打開する方向で具体的な内容を提示し. 目次 1．研究の視点. てきた。同じ研究テーマの1993年の論文で，『この可. 2．教育におけるコンピューター利用. 能性にみちた機器が情報基礎の学習を出発点とし. 3．授業への展開と実践例. て，学校教育全体を一変させる可能性をはらんで事態が進行している。しかし市販の学習用ソフトウエ. おわりに. アの現況，学校における購入のための予算などの現状から，市版の学習用ソフトウエアに依存してその. 1．研究の視点. 活用をはかることは棲めて困難な状況にある。そし. 表題の研究テーマのもとに，これまで獲得し，積. て，このまま推移すれば，機器として極めて高い可. み上げられてきた自然科学の研究におけるコンピュ. 能性をはらんだまま，多数の高価な装置が低い利用. ーター利用の成果と経験を，理科教育の場面に活か. 度のままに経過していく事態すら予想される。』と述. そうという意図をもって具体的な授業実践を開始し. べたが，事態はさらにコンピューターの高機能化の. て3年目をむかえる。この間にも義務教育課程への. ために，すでに導入した機器が相対的に旧型化して，. コンピューターの導入の年次計画がすすみ，とくに. まさにこのように進んでいる。. 中学枚ではほとんどの学校で教室単位での利用が可. このような現状を解決する方発として，. 能となっている。一般的な状況はコンピューターそ. （a）現在あるコンピューターを利用し続ける。. れ自身やその周辺機器の性能の著しい向上にくわえ. （b）市販のソフトウエアに依存しない。. て，とくに通信に関わって地球規模での利用ができ. の2点が核心であった。このようなやりかたで，コ. る状況がひろがり，その発展は間断なくつづいてい. ンピューター利用を推進するためには，それぞれに. る。このようにコンピューターの機器的な環囁や通. 対応して，. 信の利用環境が整う一方で，条件整備が整ったほず. （a’）コンピューターの基本的機能の利用. の学校現場のコンピューター利用は一向にすすま. （b，）きわめて簡単なプログラムによる利用. ず，おおきな障壁につきあたっているとの指摘がな. という方向しか有り得ないとした。. されている。. そして，具体的には，理科の実験に着日して，マ. この研究はこのような事態のおこることを予測. ウス端子に装着する簡単な構造の多目的の支援装置. し，それを強く意識したうえで，理科教育へのコン. FITを用意した。そして，この装置を用いて「音の. ピューター導入の方途を創りあげることを目的とし. 高さと振動数」，つづいて「熱と温度」をテーマとし. たすすめてきた。この一年の調査・研究や報道機関. 公開の研究授業が行われた。前者については，この. の学校教育でのコンピューターの利用の現況は残念. 研究の（2）で詳細に報告した。ここでは，後者につい. ながら懸念した方向に進んでいる。これまで進めて. ての報告である。熱や温度に関しては温度計測をと. きたこの研究やその具体的展開の方向は，まさにこ. もなう多くの個別のテーマを含む分野でありことの −63−.

(3) 矢作裕・酒井源樹・高橋和幸，細川文良ほか重要である。ここでは，すでに公開授業にとり. HUEMAN）を大学と学校現場，さらには学校相互. あげられた，「水の温度変化と重さの関係」の実践例. 間を結ぶ架け橋として活用できると考えている。本. について紹介する。. 年度内に釧路校のLANに学外の電話回線からアクセスすることができることになる。したがって，FIT に関する討論の場を電子掲示板の一つのフォーラム. 2．教育におけるコンピューター利用. として用意することにより，学校現場のPC端末か. 前論文［1］に指摘した，コンピューターことにパ. ら利用し，情報交換するとともに，電子掲示板の付. ソコン（PC）事情はこの1年もまた激変の過程にあ. 属ファイルとしてソフトウェアを蓄積・供用できる. った。ハードウェアの進化に支えられて，プラット. ことになる。. フォームとしてのWindowsが普及し，周辺機器のマルチメディア化が急展開している。また，高度情. 3．授業への展開と実践例一中学1年理科「熱と温度」の指導−. 報化基盤整備の施策により，昨年度60を越える国立大学で学内ネットワークが一斉に設備され，インタ. ［1］理科実験・観葉へのコンピューターの利用. ーネットに相互接続される。本学においても今年度. 理科におけるコンピューターの利用には，データ. その運用が始まった。電子メールやFTP（File TransferProtocol）の利用はもとより，PCをネットワークの端末としてWWW（World Wide Web）に. ベースとしての検索ソフト利用や，自然法則や自然. アクセスすれば，ハイパーテキストで記述された画. などがあり，それぞれ大きな利用価値を持っている。. 現象に関する教材のシュミレーションソフトの利用. 像／音声が国内を越えて世界からリアルタイムで目. しかし，それらは実験・観察に取って変わることが. の前に現出させることが今や可能である。教育の場. できるものではありえない。したがって，理科本来. にこの波が押し寄せ，今後の整備もこの方向に行わ. のコンピューターの利用の中心は，測定，実験デー. れていくのは，時代の趨勢となろう。. タの整理，グラフ化という実験計測にあるべきであ. だが，これらの進展は，他方で，現有するPCの陳. り，その可能性は十分備わっている。特に自記記録. 腐化を否応なしに加速する。1節で述べたが，1年. 装置・制御装置としては非常に有効に利用できると. 前に導入した「新型」機ですらが，使いこなさぬま. 考えられる。しかし，現状ではそれらを機能させる. まに，もはや「旧型」化するという事態が学校現場. 周辺装置としてのセンサーやA／D（アナログ／デ. においても惹き起こされてくる。かかる事態を我々. ジタル）コンバータが高価であったり自作するにし. は想定もし，また憂慮して，PCの［測定機器］とし. ても費用，技術両面で困難さがあり，生徒のグルー. ての理科教育における授業実践を意識した利用を前. プ実験でコンピューターを利用することは不可能に. 掲論文［1］で提起し，それへの支援装置としての. 近いことであった。. FITを提示したのであった。FITの適用性が自然科. ここで利用する≪FIT》（愛称でフィットと呼ぶ）. 学教育にとどまらず，より広い教育領域に及びうる. は，著者のひとり（矢作）が開発したもので，前論. ことの実証は今後の授業実践に待たねばならぬとし. 文（1）に紹介されている。これはマウス端子に差し込. ても，前著［1］及び本稿で示しえた考えるが，FIT. むだけで作動し，多目的に利用できる費用の面でも. が従来の授業を一変させうる実験機器としてのコン. 安価な入力装置である。. ピューター利用の可能性を切り開いたと位置づけることができよう。. ［2］入力装置≪F一丁≫ と基本プログラム. FIT自体の制御プログラムがBASIC言語で僅か. （1）装置について. FITの外観は図−1に示すように大変コンパク. 3行で書けることは前回紹介したが，とはいえ，それぞれの実験テーマに即した内容のソフトウェアを教. トで，取扱いもごく簡単である。図−2はその構成. 師が開発する必要があるのは確かである。我々の体. 図である。コンピューターにはマウスボタンのON. 験した授業実践においても『音の高さと振動数』お. −OFFを読み込む機能があり，その読まれ方は電圧. よび『水の温度上昇』がBASICで開発されている。. が0V‥OFF，5V‥ONである。したがって，0. この点で，本学で運用するネットワーク（呼称：. V・・5Vの信号を出す装置を作ればマウス端子を信 −64−.

(4) N（149. 実験・観察へのコンピューター利用について. 号の取り込み口とすることができる。. 定指導）④熱伝導⑤電気伝導度（中和反応の指導） ⑥時間と回転数の測定⑦運動のようす⑧光の強さ⑨ 時間経過の記録⑲カウンター⑪電子ストノブウオッチなどである。（3）温度計測装置としてのFIT. FITを温度計として利用するためには，RC発振器のR（電気抵抗）に，温度によって電気抵抗が変化する素子（サーミスタ）を使用する。温度変化に図−1 入力装贋［FIT］の外観. よるFITの発振周期の変化をコンピューターで時. 間変化（カウント数）として読み取る。サーミスタの温度特性は直線的ではないが，教材に合わせた温. イ80Jr〟ロ月∫り. 度範囲で温度とカウント数との関数関係を求めることにより，精度の向上を図っている。［3］「熟と温度」でのコンピューター利用（1）温度上昇の時間経過が大切な実験. 温度測定にはガラス棒の温度計を使用すれば事足図−2 ［F什］の構成. りるわけであるが，「加熱による水の温度変化」の実験では，加熱する時間の経過による水温の変化. FITは0V‥5Vの電圧を発生させるRC発振. をとらえることに本質的な意味がある。「熱と温度」. 回路で発振の周期を物理量の変化に対応させてい. の生徒実験「水の温度変化と重さの関係」で考慮し. る。コンピューターではそれをマウスボタンが押き. たいことがらは，次の点である。. れている（押されていない）時間の変化として読み. ① 中学校理科実験で，比例関係のグラフを作成す. 取っている。この読みだし用の基本プログラムは. る最初の実験であるため，変化する二つの量の間. 図−3に示すように，わずか3行で構成されてい. の関係（加熱時間と温度）ができるだけ連続的に. る。. 分かり，その関係が直線のグラフとなることが明瞭であることが望ましい。 ② グラフ作成のためのデータ（時間と温度）があ. 100 ＊＊＊＊＊＊＊＊＊♯＊＊＊＊＊♯＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊♯♯＊＊＊＊＊＊. いまいでなく，正確なものが望ましい。. 110IF HOUSE（2，Z）THEN GOTOllO 120N＝N＋1：MOUSE（2，2）＝O THEN GOTO120ELSE GOTO 120. ③ 質量の異なる水を加熱した場合を，視覚的にも. 130CLS：LOCATElO，10：PRINT N：N＝O GOTOllO. ⑥ グループ間でデータに差がでないことが望まし. 比較したい。. 140 ＊＊＊＊＊＊＊♯＊♯＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊♯＊＊. い。. 図−3 基本プログラム. ⑤ 熱源として，単位時間にほぼ等量の熱を発生させるものが望ましい。. （2）FITの利用分野. これまでの実験方法は，「水を入れたピーか−をガ. この装置はマウス端子を利用しているため，機種. スバー. ナーで加熱し，棒状温度計で30秒ごとに温度. に左右されず，データを得るためのプログラムも容. を読み取る」という方法であった。この実験はそれ. 易に作成できるなど，学校での利用のきめ手となる. ほど高い精度を必要とするものではないにしても，. ような特徴がある。このようなFITほ次にあげるよ. ガスバーナーの使い方や温度の読み取り方にかなり. うな多様な測定に利用が可能である。すなわち，. の習熟度が要求され，上記に述べた条件をすべての. ①音の振動数の測定，②電気抵抗（オームの法則. 生徒グループに満たすことにはかなりの困難さがあ. の指導）③温度測定（気温，融点，沸点等の温度測. るのが実態である。 −65−. 1995．3.

(5) 矢作裕・酒井源樹・高棟和幸，細川文良. 図−4 実験装置略図. 今回紹介するFITを利用した温度計測は，熱源として固定抵抗を利用するなど，コンピューター室にみあった実験の形態をとっている。準備はと￣タ￣. ③ 測定精度. 測定温度は0．1℃の位まで表示されているが，±0．5℃程度に誤差が収まるようになってお. り，ガラス棒の温度計と同程度の温度計として遜色がない。この実験の測定結果は図−5の通りで，. 用電源のほかFITをマウス端子に差し込むだけで. よいなど，水を扱っていながら手軽にコンピュータ. ー室で実験できるとともに，上記の留意点を克服できるものとなっている。. （2）FITを利用した温度計測システム ① 温度計測装置の概要. a）温度センサーは温度補借用サーミスタを使用している。 b）フォームポリスチレン製のコップを利用し簡易熱量計とした。. l. 上. l. ② システムの機能. l l. 変簡単で便利である。. 昇. 10秒毎に温度を表示し，グラフ化した。. 温. a）時間と測定温度を表示する。 b）前回のグラフ画面を残しながら，3回まで測定することができるため，質量を変えた水温のグラ. 度. フを比較することができる。. ︵℃︶. c）グラフ画面は，ハードコピーにより印刷することができる。. d）プログラムを拡張することで，画面やデータの保存，加工が可能である。. 321nU98765J﹁321・lnU. c）ヒーターは0．5ilの固定抵抗を2個直列で使用し，電源装置に接続した○電熱線よりも取扱が大. 加熱時間（分）. （この画面はハイパーキューブ2で作成したものです。）. −66−. 図−5 計測データ.

(6) Nq49. 集験・観察へのコンピューター利用について. 1995．3. 理論値とよく一致しており，目的の実験に十分対応できると考えられる。以下は実験結果と期待される理論値である。［3．0V−3．OAで実験〕 50g…12．9℃. ・5分彼の水の上昇温度. 100g… 6．7℃ ・理論値. 0．24calX3．OAX3．0VX300秒＝648ca1 50g…12．96℃ 100g… 6．48℃ ⑥ プログラムリスト. 写嘉一1測定精霊. L川l（l．0卜IIIl．けM．I．1‖＝n「l．■■●▼● ■◆⊂州靡●t■〃‡11●■○〝D01■ ●●−■●●一●■■−●−−■■■−■−■●−●−■−●■−●−−. −■−■■−−●●■●●●●●●●■●●■■●●. rOt L●1T011 FOt ￠●1TO† LI抑E‖ll．‘l■￠卜（●00．IO●￠I．† L‖lf（lIO◆】l暮し靂OI一りlO●IO●L．IllI．I. （2）本時の展開. ＃亡XT ￠. ■︳. 2．■元■ 本暮元は、♯■■■としての暮よt化が、■○事●仁摩缶してい与こと仁集すかせ鵡とともに、●t■書のt暮として、比■が●暮ことモ＃暮t斗して義■させていくものでもさ●■、■よともkロー○生書○中で▲くせわれi. ・・111■−：亡‖lぐLl（lll．101〉．1．●. ・・2■■●：⊂＝H㍑tい‖柑．的II．王．t ‥き■■一三Cl■⊂Ll‖ll．1●ll．l．4. 11111−1111t21王l∼1I21I−ユ11I−IIl一11111111一555555さS‘51. についてはもい貴いな慶tが事い．■せ■t■化￠■『としてし○かりと与えさせ、■1と暮霹七○■■畿はっ●りとつかtえ著せ書ようkしたい．暮暮元で○■○責tはTい★よせ必∫とはしていないが、彙t真暮モは■■が大書く、比■■tセ暮いたり、鷺tl勺な■★kk！′−タとしては不■ノ●な■倉が憂い．モこで、■血■間kほぼ●tの■tセ舞生書せ手■■として、■作t貴ヒーターセ償い、コンビ▲−タせ魚モーよ打として欄用ナ書ことにより生鞭真■ の■虞七欄上させて、■事に■え縛る′−タキ義カさせたい．. q暮−‖けUT嘉tlI Ir【q嘉●￣− ○ l よ○■■●王￣ ○よ○暮■●】● ○■q嘉■●I■I−1Tl柁鋼IlO 1−●■−■■−■■＝■■■●−−−■●−■■−■●−●−●−■−●■■●●●■●−●■■● ■■●●■●●●●●●■. ‖F t川■●l● m亡〃亡OL■●：l●○ Ir O■■一重￣ T椚川」帆Il011 ‖F O暮■一∫● T汁‡｛削用Il01 110暮■￣■￣ TIIEl尺U〃 ●Hヱ■リー T‖化●−￣00：00：0l一丁t■九＝訃n■tT＝化嘉．＝ T−V▲LlTlり Tl暮●T＝用けけ T・・lTI化∫ ￠○引肌Ilほ川. 8．■元■戚及び8■ l．■の欝■と1 ・物体の暮よ＃化の∫田が■で●●ことせ考えさせ、■￠事■について義■させも．. ・水の暮さと上■暮よとの岬儀か与■tについてとらえさヾ、■10求め方七. qOTO ▲†○ ■●−■−■■−. −−●■−●−■−●■■■−●−●●■●■■−■■■■■■●■■■●●■●■●■■■■■■●■■●. 埋蝉書tも．. lF ■○ひ‡E は．1I−O T裾引IGOT011● ‖「〟OV5亡ほ．1I■lT〟E〝￠Omlll I−○. 平■か攣12月228 ■■糟立裁●書抜コンt●l−1t l攣1■ 男手11名女手l†名IHl名 ■川又■. 1．■売名 ■とtよ. ﹁︳‘. 一. 打. 1 −■. 一：P■川T LO｛▲T上I LOC▲Tr ユ．1l：rI＝■T LO⊂▲T亡】．‡t：■凡‖lT. 分. 暮. l. ︳■■■. l〓R. LO亡▲TE Tl．tt：一息＝一丁 LOC▲一正】．l：Pl＝■T LO亡▲丁亡 ∼5 LO⊂▲T【. 8 ■ ■胃生 t 徽●響︳畢7妄言. LO⊂▲TE H．11：■l＝〟T. 理科学習指導案. ．. LOC▲TEIl．H：■l＝■T. LO⊂▲TE ■▲．‡字；川1YT LO⊂▲TE 5l．‡暮：■l＝一丁 LO⊂▲Tモ ‖．王l：■■lHT. ′■■■. ● ● 一ゝ ll● l−−一 − −︳ ▲’. l，■●■▲■一l●．1什暮. 町冊. ■−■r. 0−●●‘■︼一tて■二7＝1−01●●−ユ15●−II01王Il−●−I00−■▲，■−Jl毘＝−−−IO−●−●■J一51Tll0. ■E暮T L LO⊂▲T亡Il．1暮：Pl＝打T LO亡▲TEll．1靂こr■I■T LO亡▲Tlll．l：■九l一丁 LO⊂▲Tt】ほ．1l： LO⊂▲TE】川．tよ； l ︳l. 00000000000000−000000000000−00000000−00000011000001. ㍉“¶い㌫“‖い絨諾川諾鵜沼諾川畑諾仲川川路昔汀汀㍍試許⋮㌻け⋮⋮汀㌫⋮. −…●−−●■−−■●−−−−……■−●−−●●■−■■■−＝■●●●●■■●●■■＝■■■●■● ■l▲j‖⊂−1朋帥【＝川刈01は▲llOUl▲l lO−い▲．■▲暮 ▼l一丁耶…T…■. 5亡瑚E〟I；CL靂1：亡○′きOLll．‡I．l．I；■OV，【●；COLOれl．l．0．■ ▼‖MⅦ L■■t■Tll：ぐOLOt†ミ●▲VTO亡1t⊂．■▲Tl■ OIl00. 2．鞠tの1よた化・鴨井kよち1よ文化￠ちがいせ■ぺさ★、此■￠t彙キ■■書tる．・■先の曽とめ. rOR】−1T01 ‖F ■OUま亡くl．1I■l一統El■−＃●l；￠OTO もTO IF ■Otほ【（l．よI■1T肘正一＃■■◆l：￠OTOIlO. ●. 4．生礁暮嘱もく鷺tな生tが靡い．男女の仲もよく、■力的てある．事力○〆では、男手が女子モ上嘘って■り、全体として中位な●が■い．■鞘kよく讐力している生tが多いが、嘉中カや嘉ち■■に欠け■■｛が■く、徽■十t真○舞■畿■い. ■ヱ‡T】. 臼05●l●‡l●. ていないことがよくぁる．. 6．繚犠打■. 図−6 プログラムリスト. ■と暮よ（6■州）. 1．れの書勧と1 …… 2．鴨十の■よだ化 ‥・‥・. ＄■両（事■2／8） 2■両. 8，本■の攣■ （1）書■￠日■ 0 ■さの暮うホモ加♯ナる纂土中行い、水の上■義よ檎虻■■間k虎¶ナる. ［4］授♯の実際. こと艦上出す●. 釧路市立北中学校コンピューター室で，コンピュ. 0 水1の汁虚■♯か与、加■■闇が■じと●、水○▲書が2●、さ●たな鵡と、上■1虞欄1／2儀、1／8儀kな暴こと畿入出す．. ーター21台のうち10台を使用して，授業を行った。表−1 理科学習指導案（1）. （1）学習内容. 授業のねらいは次の通りである。. ① 質量の違う水，50g，100g，を加熱して30秒ごとの水温を測定し，「水の上昇温度は加熱時間に比例する」ことを見いだす。 ② 水温の測定結果から，加熱時間が同じとき上昇温度は水の質量に反比例することを見いだす。ー67−.

(7) 矢作裕・酒井源樹・高樵和幸，細川文良〔5】授♯の反省と今後の課題. （Z）本■の▲■. t■. 重義 O f 暮. ■● ￠ ● ● かけ. t t 貞. ① 生徒実験の結果. 0書■の事t暮■セ■暮・暮義k♯示．. ナる．. 事 t ■. ・ワークシート ○真■内書書■慮ナ羊の把・t気ヒーターモ艶ウて水七加■し、暮よセンサー ■ ・什■■●は、とFITせ義撫したコンビ■一夕で水暮キ■鷺ナ青嶋儀れして. る●. ・水の▲さ別事．100■．180■について30秒とと○ （10）. 書く．. 水1セ1鷹しモーする．. 0書ごとた手欄腫した・CTR■蘭に柱自書t、・真■上の注霊がゥて真義モ行う．水■○■化、れ■￠さ虞モ■起させせカ月■暮させ電．. 暮. 番●. ・上嘉1t乍・Il卿と上M ■笈■−初めの水¶ と●l刑場帽朋．. ∫ 0♯よモ車とめる．・■定tセ■k士とめ、. の川砂ごと○上■1虞. でさることセ■轟さt. 畿象■る．. 羊．. ・書幾に■暮さ遭・水の▲さが別■、100■ ・■廿たtれた1虞だ化 150■のときの鶴定tモの撫子から、暮■のダせ葛．及. よモ♯ににとって、モれ（2＄）. ○鋳黒の考纂と発喪．・比例舛優に気ヴかせる．・OHP 書. ・加鳥疇間と上井1よと・比鋼ナる■因が♯に− ・1正賓化のJ. 層の間にはとのような叫定の畿さで加熱したた田lま触であもの係があるか．めでももことにも気づことモ想起さ考・加熱疇間が同じとさ、水かせる．纂ちと、上井1虞Iまどの上. せる．. （10）. 時間（分） ○ 0．5 1．0 l．5 2．0 2．5 8．0 さ．5 ▲．0 1．5 5．0. 士・本ヰのまとめキナる．・実■絶景モまとめ、次・自己■■ ■は鶉の1について事と. 水温（℃）附. め・次ヰの雛書を糧＃する．. 上■温度（℃〉 ♂. 甘ナもことセ知らせも．. ／′．ヰ. 叩膵. 机. ：は. −♂. り. 祝甘、17. 表−2 理科学習指導案（2）. 表−3 生徒使用の実験カード（1）. ② 学習後の形成的評価と自己評価の結果. 形成的評イi田舅■ 欝十ホ古巣時間（分） ○ 0．5 1．0 l，5 Z．0 2．5 3．0 3．5 1．0 l．5 5．0. 水温（℃）度う上昇温度（℃） 0. 瓜. OJ. 拍. ／、f. 虎／. 射. 訝. 熱と温度. 】. 1年岨氏名〔. 働. イ. 】．水の上さが逢っても．上昇温度は時間に. 3ヰ人1∝炸. して. 巨互している・. （孝泉）. ⑦ 加熱時間と上鼻温鷹の朋傭をグラフに♯してAよう．. ◎ 加紳間と上昇温度との間には・とのょう. Z．加脚が同じ時には．水の暮さを，2伯．3伯 …・・…にすると．. な朋傷かあるか．. 二‡・彗≡輯君二. 上井温度は. 34人 100‡. 34人l00鷺. 1こなっている．. …・，…−. ③ 加熱時聞か周じとさ，水の1さか・Z惰・ 3．（水の1さ）×（上昇温度）の値はど弟虻. 3借になると，上井温度はとのょうになるか．. 鷹は・宣‥ち｝になる・. ／. 33人 97l. なっている．. l l. ・ホの暮さが2借．3偉になもと．上井弘. 靂水に移る温度は，. 表−4 生徒使用の実験カード（2）. −68−. 別人 1∝注. ユ4人 1（泊‡. で渡すことが.

(8) 実験・厳寮へのコンピューター利用について. N瓜49. 1995．3. ⑥ 授業の反省と今後の課題 4．1gの暮さの水の根を. 上井させるのに必書な熟暮は. 授業を振り返って，水を加熱し水の上昇温度と. 巨∃. 時間および水の質量との関係をしらべ，実験結果. 唇で紘. をもとに比例関係のグラフを書くことができ，グラフ化のためのデータの値が正確で連続しているものが必要である，などのねらいがあったが結果. 表−5 形成的評価結果. として，ア．時間の経過に伴う温度変化はどのグループも，ほぼ同一のデータを収集することができた。. ③ 生徒の感想（一部）. イ．水の質量の違いによる温度変化についても同一. 自己暮平佃巧（■■暮十廉舌兼）. 画面上（ディスプレイ）で比較しやすく効果的で熱と池月た. あった。ウ．棒状温度計を使っての温度変化を測定すると，. 今8の仕業を反省し．次の1、8の爛月についてA．B．Cに○を付けなさい．（A：良くでさた Bご曽遇 C：良くでさなかった）. 0分から1分間の温度変化の大きなばらつきが生じるが，この実験では，写真−1のように正しい. l．今8の実暮の目的がIiっさりしていましたか． A（2肌〉B（141）C（仙）. 値をしめし，直線的に温度が上昇した。. 2．結集のl己隷やグラフを正しく書くことがでさましたれA（1仙）8（2仙）C（臥） 3．協力して．遺んで異■に取り組みましたれ. A（20人）B（1仙）C（仙）. 4．慎■がしっかりでさましたか．. A（別人）B（1q人）C（仇）. 5∴夷牧は濃足でさる内容でしたか．. A（謝人）8（1仙）C（似）. 8．自分のキえを籍衆でさましたか．. A（11人）8（2臥）G（3人）. 7．指し合いに積極的に事加でさましたか．. A（1g人）B（14人）C（1人）. 8．コンピュータの使い方はどうでしたか．. A（詔人）B（12人）C（0人）. ⑤ 形成的評価による実験の定着度ア．水の質量に関係なくグラフは原点を通る直線になる。上昇温度は時間に比例して大き〈なっていくことが全員に理解された。イ．水の量が多いほど温度の上がりかたがすくない，つまり水の量が2倍，3倍になると上昇温度はお. 表−6 自己評価集計括果. よそ1／2倍，1／3倍になるということを全生徒が理解できた。自己評価において，今回の授業に関わるコンピュ. このコンピュータ捜れはとっても鵜しゎ、ったし，員くでさたと思い丈す．もう一回やってみたい．. ーターの使い方に絞って考察すると，コンピュータ. 禽書. ーの使い方が良くできなかったと答えた生徒は皆無この地醜では．コンピュータセ憤ったり集しい柵が事かったと思いま丁．. で普通であった生徒，良くできた生徒を合わせると. 次のところでも♯しく禦■して．■科せ拝書になりたいです．. 全部の生徒がコンピューターを何とか操作し実験す白木. ることができたようである。写真−2は，授業のひとこまである。. コンピュータ讐Tは．■しモうだと患ったけと．仰がうまくいったし．楽しくでさたので良かった．サよやる疇も．真■が上手にいくようにしたいです．. 粁柑. コンピュータを眈った柵は嬢しかったでナ．コンピュータの使い方モす虞こそマスターしたいでナ．もっと庶で協力しあい．スムーズに遺むように頑張りたいでT．また．集しいコンピュータ用モしたいでT．. 平野. コンピュータを仕った桝甘はとっても♯しかった．コンピュータt 仕った羊智をもっとしたいでT．. 大久. 表−7 授業後の感想文. 写暮−2 授♯風景ー69−.

(9) 矢作裕・酒井源樹・高橋和幸，細川文良能を学校と結び付けることが可能な状況がすでに実. この度のコンピューター学習で温度変化の測定が可能になったので，今後の研究として気温，物質の. 現している。そのような利用も，この方面への基本. 融点や沸点等の温度測定や熱伝導などに活用を図る. 的な利用の基礎があってこそ，通信機能の利用も活. 研究をする必要があると考えている。. きてくるといえるだろう。このような新しい方向は，いまある”旧型”のコンピューターを素朴に利用するという方向と一致こそすれ，反対方向ではないと. おわりに. 考えている。. コンピューター時代にはいって，都市部の中学校. 宇宙時代といおうが，コンピューター時代と呼ば. ではコンピューター室が用意され20台規模導入がす. うが，時代をこえて伝えるべき自然科学の基礎を実. すめられた。小規模校では，生徒数からすれば，そ. 験を通じて確かなものとする教育こそが求められて. の利用環境はでもっと恵まれているかもしれない。. いるはずである。そのための，道具として”旧型”. 教育現場に対する，このような機器の整備の強化は. のコンピューターはすこしも”旧型”ではないこと. 一層つよめられる傾向にあり，中学校ではさらに台. を強調しておきたい。. 数の倍増，小学校でも現在の中学校規模に整備がするめられようとしている。一方，. 本論文を構成するにあたって，1．の計画，視点な. コンピューターや. その周辺機器の発達は，ますます高速化，大容量化. どについては，全体の内容を統括しつつ矢作が，2．. がすすみ，さらにコンピューター通信へと利用の範. のコンピューターの現状や通信機能の利用法，この. 囲が広がりをみせている。したがって，機能の面か. 計画の効果的な普及のてだてなどについては酒井が. らは学校にかぎらず，機械そのものが旧型化して，”. 担当した。また，3．の前半の授業の実践の内容につ. 旧型”に対応したソフトウエアが利用できないよう. いては，温度に関する実験をはじめて企画し，授業. な事態が出現してきている。このままでは，コンピ. の公開をした細Jllが，そして後半の生徒の反応や評. ューター利用への対応を誤ればコンピューターが新. 価になどについては，高橋が執筆を担当した。. しいまま旧型となって，「コンピューターが古いの. 授業にさいしては北中学校のに多大のご協力をい. で，利用したくても利用できない。」という『いいわ. ただいた。おわりにあたって，記してお礼にかえた. け』の口実ともなりかねない。膨大な費用をかけて. い。. 整備したコンピューターを真に活かすみちは，コンピューターを古くさせないことである。この研究テ. 参考資料・文献. ーマの（2）においてものべたことだが，そのためには，. コンピューターの本来的機能を素直に，素朴に使う. （1）矢作裕・酒井源樹・高橋和幸・大崎治樹・五十. ことである。また，利用の鍵をにぎるソフトウエア. 里一路，実験・観察へのコンピューター利用につ. は，basicプラグラムで3行を基本とするといった. いて（2），僻地教育研究，第48号1994．2，pp．65. 使い方以外に道はないと考えている。このような利. −75．. （2）PaulHorowitz／Winfield Hill：The Art of. 用のしかたを実行するうえで，理科の実験機器としての利用がもっとも”近い”と判断して，研究を開. Electronics（2ndEdition），CambridgeUniversity. 始したが，コンピューターの性格からいって，この. Press 1989. 分野に限られるものではない。理科での利用といっ. （3）Sydenham，P．H：BasicElectoronicsforInstru・. mentationlnstrumentSocietyofAmerica1982. ても，物理系の実験に限定せず化学や生物学をも念. （4）高橋和幸，コンピューターを使った課題選択学. 頭において，実践を重ねている。もちろん，新しい. 習，北中学校研究授業資料1993．7. コンピューターで，すぐれたソフトウエアを利用す. （5）大崎治樹，第40回全国中学校理科教育研究会東京. ることを否定しているのではない点を強調したうえ. 大会研究発表資料1993．8. のことである。. 前論文では北海道教育大学では，学内LANが計. 佐々木享，コンピュータの教育利用の有効性をめ. ぐって，日本の科学者，VOl．2 No．2 1990．2. 画が進行中と書いたが，それが日本でも有数の規模. をもつ北海道規模のWANとなって実現し，その機 −70−.

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