納得のいくまで取り組み、見方を広げていく

納得のいくまで取り組み、見方を広げていく

− 3年3組『日光で水を温めよう』の実践から−

植 松 研 吾 1．本教材に込めたもの

これまでの理科の授業で子どもたちは疑問に思ったこと右自分の力で調べようと、進んで実験・観 察に取り組んでいった。意欲的に取り組んできた子どもたちではあったが、これまでは自分と友達の 結果とを比較せずに自分の結果だけを信じて納得してしまうことが多かった。子どもたちの中には、

友達の方法や結果に目を向け始めている子もおり、友達と共に追究し、よりよい方法や結果を求めて いく中で「本当はどちらの結果が正しいのか」と疑問をいだいて調べることで、自分の考えをより納 得のいくものにしたいという思いを私は感じていた。そんな子どもたちに私は、自分の結果に満足す

るだけではなく、友達と結果を比較することで自分の実験方法や条件を見っめ、再実験に取り組んで いく中で自分の考えをより納得の、いくものにしてほしいと思った。

本教材は、ビーカーなどの容器に入れた水を日光の熟で温め、水温の変化を調べていくものである。

これまでに自分で実験方法を考え、その子なりの追究をしてきた子どもたちならば、水温をより上げ るために容器内の水に日光を当てるだけでは満足しないであろう。きっと、子どもたちはルーペで光 を集めたり、容器に色を塗ったりする方法を考え、より水温を上げようと試していくに違いない。ま た、子どもたちは友達よりも水温を上げようと、日光を当てる時間や水量、実験時の気温といった条 件にも着目する。しかし、条件をそろえずに実験を進めていくと、結果をもとにどの方法が適してい るのかを判断することはできない。そこで、子どもたちはいくつかの条件をそろえた上で、自分なり の方法で実験を進め、水温を効率よく上げる方法を見出していくだろう。そして、条件をそろえて実 験をした時にこそ、自分と友達の結果とを比較できることに気づいていく。子どもたちは話し合いを 通して条件の違いに目を向けながら自分の考えを見つめ直し、友達の方法や考えのよさにふれること で、自分なりの考えを体系づけ、自分の取り組みに納得を求めていくだろう。

2．Q男君への願い

Q男君は授業中の発言が多く、話し合いや諸活動の中心になることが多い子である。初めての理科 に興味を示し、教材『豆電球に電気を流そう』では、豆電球をもっと明るくしたいと考え、乾電池の 個数を増やしたり、直列・並列つなぎを試したりして友達よりも明るくすることができた。『磁石の 秘密を探ろう』では、磁石を持って教室を飛び出し、校舎内の金属製品に磁石を近づけて「鉄ででき ているかどうか」を確かめ、磁石がくっつくと歓声を上げていた。身近な自然現象について進んで実 験して調べようとしている彼の姿から「自分で調べてみたい」という思いの強さを私は感じていた。

その一方で、彼はこれまでF男君と一緒に実験することが多かった。F男君と一緒に実験する姿か ら、共に活動する楽しさを彼が感じていると私は思いながらも、F男君の考えに合わせて活動する様 子から、どこか「自分で調べてみたい」「納得のいくまで調べてみよう」という彼らしい面が薄らい でいるようにも感じられた。

そんな彼に、友達と共に追究する中で友達の考えを大切にしながら、自分の考えとの違いや実験結 果をじっくりと見つめ、「友達の考えについてはどう思うのか」を述べ、「本当はどちらの結果や考え が正しいのか」を確かめてはしいと思った。そのことで「自分で調べてみたい」という彼の思いが強 まり、再実験に納得のいくまで取り組んでいけると考えていたからである。

3．追究の中で

（1）水温を上げるために

「ビーカーに水を入れ、日なたに置いて水温を計ろう」と私が投げかけると、Q男君は「何℃まで

上がるのか、調べてみたい」と思い、実験の準備をして運動場に飛び出していった。ビーカーに200 mlの水を入れて最初の水温を計ると25℃で、彼はそのビーカーをコンクリートの上に置いた。当日 は9月の残暑が厳しい日であり、彼はビーカーを横から眺めたり、温度計を触ったりして水温がかな り上がることを期待していた。5分後には25℃、10分で27℃、15分で28℃と順調に上がっていった。

しかし、近くで実験していたP男君のはすでに30℃を超え、もっと水温を上げようとビーカーをコン クリートから地面の上に移動させたり、、ビーカーの周りに土を被せたりし始めた。それを見たQ男君 はビーカーを地面の上に移動させて水温を計ると、20分で29℃、25分でようやく30℃となった。

30℃を超えたという子がしだいに多くなり、彼は隣で実験していたF男君に「次はどこに置く？」と 相談した。相談中に30分を迎え、水温は31．5℃となった。そして、ビーカーをコンクリートや地面の 上に置き換えたり、ビーカーの周りに土や小石を被せたりした。6回も場所を変えたことや土を被せ たことの理由を私が聞くと、彼は「どんどん暑さが変わっているから」「多分、温かくなるから」と 答えた。

その後の水温は35分で33℃、40分で33．1℃、45分で33．3℃となった。P男君のが5分ごとに大体1

℃ずっ上がっていると聞いた彼は「僕のは全然上がらない」とっぶやきながら、ビーカーをじっと見 つめていた。P男君のもF男君のも36℃まで上がったが、同じ場所や同じ方法でやっているのになか なか上がらず、「なぜ、僕のだけ上がらないのかな？」と不満を感じていたのだ。私が「場所や水の 量は二人と同じでしょ？」と聞くと、彼は「でも、最初の水温がF男君のよりも2℃低かった」と答 えた。思い通りに水温が上がらないことに彼は悔しさを隠し切れなかったのだろう。

彼はF男君に相談をもちかけ、水の中へ土を入れることにしたが、それほど効果はなく、水温は50 分で34．1℃、55分で34．3℃であった。この時、彼は最初の水温に着目していたが、条件をそろえるこ

との大切さにはまだ気づいていなかったのである。

C （P男）太陽の熱で温かくなったものを近づければいいと思う。土とか石とか C 石は今日やったけど・…‥

C （P男）鉄板が温かい。熱いよ

P男君が鉄板上にビーカーを移動させたのを見て、彼も移動させたところ、60分で25℃→35℃とい う結果を得たので、鉄の温熱効果を実感したことであろう。なお、P男君の水温は27℃→38．3℃、

F男君の水温は27℃二38℃という結果であった。

（2）白熱灯を使って

次時の天候は曇りだったため、日光の代わりに白熱灯を使うことにした。水温をもっと上げるため に、彼自身が考えた「熱を集めるために黒いビニル袋で覆い、鏡で光を反射させる」方法で実験を開 始した。水温はなかなか上がらず、ルーペで光を集めれば温まるかもしれないと考えて試したが、結

局2℃しか上がらなかった。彼はこの結果から、ライトでは黒いビニル袋の効果がないと判断して捨 ててしまったが、患いビニル袋の温熱効果に着目し、．自分なりの方法で実験していくことを私は願い、

「日光で確かめてはしい」と声をかけると、「今度も新しいのを持ってくる」と答えた。

（3）自分の結果と条件を見つめて

どうしたらもっと水温が上がるのかと悩む子どもたちを見た私は、子どもたちが自分と友達の実験 結果を見っめることで、日光の熟を効率よく伝える方法を見出してほしいと思い、これまでの結果を 発表する時間を取った。黒い紙を巻くについては15名ほどが効果ありという結果だったが、Q男君は 効果がないと感じ、「置いた場所がよかったからだ」と答えた。さらに、「4枚の鏡で囲む、土を被せ る、鉄の上に置くについては効果があった。ルーペで光を集める、地面の上に置く、黒いビニル袋に ついては少しだけ上がった」と加えた。．

話し合いの中で、U子さんから時間などの実験条件を決めた方がいいという意見が出され、日光を 当てる時間は30分間に決まった。水量についてはU子さんが「水が少ない方が熟がいっぱい入って早

く温まると思うから、ばらばらでいい」と発言し、話し合った末、そろえないことに決まった。

Q男君は、友達や自分の結果を比較して効果があるのは「鉄と土」だと判断した。黒いビニル袋の 効果を確かめてはしかったが、自分なりの方法を試そうとする彼の今の思いを大切にして実験させた いと考え、見守ることにした。

2回目の日光による実験を開始した時、彼の表情が冴えなかった。それは、彼が使用した水道が日 陰にあり、最初の水温が19℃でF男君のと比較して2℃低かったからであった。「なぜ、僕のだけ低 いのかな。不利だな」と思った彼は友達との水温差を気にしながら、ビーカーを運動場の排水溝の鉄 蓋の上に置いた。水温はすぐに3℃上がり、22℃になった。この結果に満足しない彼は「思ったより も鉄が熱くないので、あまり効果がない」と考えて地面の上に置き換え、ビーカーの周りに土を被せ たところ、開始から30分後には25℃まで上がった。

しかし、F男君のが27．1℃まで、他の友達のが30℃近くまで上がっていることを知り、「友達のと 同じぐらい上げたい」と思っていた彼が、自分の実験方法に対してますます自信をなくしているよう に見えた。そんな彼に私は、結果と条件を見つめて水温の上昇幅に着目してほしいと思い、最初の水 温が人によって異なることをどう思うかについて次回までに考えてくるよう、声をかけた。

（4）見方を広げて

結果についての話し合いを始める時、私の関わりに対する答えが見つからなかったのか、25℃まで しか上がらなかった原因を考えていたのか、Q男君の表情はまだ冴えなかった。彼は「19℃から25℃

まで上がった」という結果を発表したが、25℃よりも上がったという子が多かった。そして、U男君 たちと共に実験をしたP男君は、結果につ心て次のように発表した。

C （U男）23℃から28℃まで上がった。最初は鉄の上に置いていたけれど、あまり温かくなかっ たから、地面の上で鏡とルーペと黒い紙を使った

C （P男）方法はU男君と同じだけど、始めの水温が違った。25℃から30℃まで上がった 子どもたちは「同じ水量でも温度の上がり方が違う場合があること」「同じ場所でも結果が違う場 合があること」に気づき、中には同じ場所でも日光の当たり方が違うのではないかと考える子もいた。

話し合いの中でどこかすっきりとしないQ男君に対して、P男君の発言を聞くことで自分の結果を 見つめ直してほしいと私は思った。彼の結果は「何℃まで上がったのか」ではなく、「何℃上がった

のか」という見方をすることによって、結果の意味が変わることに気づいてはしかったからである。

C （P男）同じ時にやったのに、上がった分が2℃と11℃では違いすぎ。9℃も違う C ビーカーを置く場所によるのでは琴いか

Q男君は1回目の実験においてすでに最初の水温に着目していたが、到達温度のことだけしか考え ていなかったので最初の水温と結果との関係には気づいていなかったのだ。そこで、私は彼にそれら

の関係を何とか見出してほしいと思い、次のように声をかけた。

T 最初の水温が19℃でびっくりしたよね？

C 天気がいい目でも、水道によって水温が違う

T 上がった温度を考えれば、P男君のよりもQ男君の方が上がっているよね

この直後、P男君の結果を気にかけていた彼の表情は緩み、う なずきながら笑顔を見せた。きっと」彼は自分の水温の上昇幅が 友達のよりも大きいと気づき、自分の方法は間違っていなかった と思ったことだろう。さらに、U子さんの「最初の水温が低い方 が、温度が上がりやすい。だから、冷たい水を全員で汲んでやっ た方がいい」という発言が、彼の結果を支える要因になったと思 う。「最初の水温が同じ方がいいのか」という私の問いかけに対 して彼は「最初の水温は合わせなくていい」と元気よく答えた。

＜話し合いをするQ男君たち＞ そして、彼と同じように「最初の水温は合わせなくていい」と考

える友達が多くいたことで、自分の取り組みへの自信を取り戻すきっかけになったと思った。

（5）最後の実験において

日光に当てる時間は30分間とし、水量と最初の水温をそろえないことと、何℃上がったのかで比較 することを共通の条件として実験を開始した。

F男君はビーカーに黒い紙を巻いたが、Q男君は何も巻か ずに実験に取り組んだ。これまでとは違い、F男君の方法を そのまま取り入れずに、納得のいく自分なりの方法を選んだ 彼は、黒い紙も黒いビニル袋と同様に効果があまりないと自 信をもって判断していたのであろう。

最初の水温は19℃、水量は50ml。どちらもF男君と同じ であった。前回と同様、最初の水温は19℃と低めであったが、

彼の表情は「低くても大丈夫だよ」という笑顔であった。Q 男君の水温は「5分後に21．3℃、10分で23℃、15分で24℃、

20分で24．2℃、25分で25．1℃、30分で25．3℃という結果にな り、F男君は24．3℃まで上がっていた。

私が「6．3℃上がったね」と話しかけると、彼は「結構順

＜ワークシートより＞

・土を被せて、鏡で日光を反射させる

・滑り台の近くの地面に置く

調だった」と満足そうに答え、さらに私が「最初の水温が低  く実験に取り組むQ男君たち＞

くても心配ないね」と続けると、彼は「うん、鏡を使うと温かくなってきた。効果があった。水温が 上がってよかった。楽しかった」と笑顔で話した。

F男君と比較すると温度差はわずか1℃であるが、「どうしたら、水温が一番上がるのか」を考え て試行錯誤してきた彼だからこそ、土と鏡による温熱効果を感じ、自分で納得のいく方法を選んで、

水温が上がったことに満足していたのであろう。

4．Q男君の学び

Q男君はコンクリートよりも地面や鉄板の上に置いた方が温まりやすいと考え、実験を進めた。自 分と友達の結果とを比較する中で、友達のよりも水温が上がらないことに悩み、友達の方法を取り入 れたり、最初の水温が友達のよりも低いことを気にしたりしていた。しかし、実験結果について話し 合う中で、自分の結果を「到達温度」ではなく、「温度上昇幅」という見方をすることで、友達より も水温上昇が大きいことに気づいていった。そして、自分の取り組みに自信を深め、再実験では「自 分の方法で調べてみたい」という彼らしさが表出し、自分なりに納得のいく方法を選び、満足のいく 結果を得ることができたのである。

このように、彼は実験や話し合いを通して友達と共に追究していく中で、水温を効率よく上げよう と試行錯誤し、自分の考えとの違いや実験結果を比較して見っめていった。そして、結果に対する見 方を広げることで、自分の方法や結果に自信をもち、水の熟吸収に対する見方も広げていったことが 彼の学びであると考える。

5．追究を終えて

本教材の追究を通して子どもたちに教えられたこと。それは「身近な器具を用いて行う簡単な実験 であっても、奥が深い。そういう実験だからこそ、自由度がある。子どもたちはよりよい結果を求め ようと多様な方法を用い、多様な条件を設定して再実験をしていく。そして、結果について多様な見 方をすることができる」ということである。

そんな子どもの見方や考え方は、魅力ある教材との出会いや友達とのかかわりなどにより、ますま す広がっていくことだろう。子どもと共に学ぶ教師にとって大切なことは、子どもと共に自身の見方 や考え方を広げることであると私はあらためて思った。

3年3組『日光で水を温めよう』追究のあらまし

［全 体 の 流 れ］      ［Q男君の追究］

①②  ＜ ビーカーに水を入れて 日 なたに置き、水温の変化を嗣べよ う ＞ C：お湯になる？

T：なるかもしれないけれど、5分ごとに水温を罷 録してください

T：何℃ぐらいまで上がると患いますか？

C：27℃ぐらいかな

・実験を開始する

T：′5分です。計ってください

・水温が上がったという子が多い T：10分

T：15分

T：20分。30℃を超えたかな？

・30℃を超える子が増えてきた T：25分。計ってください

・コンクリートから地面の上に移動する子が増える T：30分

T：35分

・ビーカーの周りに土を被せる子が増える T：40分

T：45分

・「ぬるくなった」という声も開こえる

T：50分 T：55分

T：60分。これで終わりです

・運動場にF男君と一緒に出る

＊彼にとってよき相談相手のF男君との実験を楽しみ にしているようだ

・始めの水温は25℃で、F男君と並んでビーカーをコ ンクリートの上に置く

・水温25℃ ［F男君：27℃］

・水温27℃

・水温28℃。この後、F男君と共に地面に移動させる

・水温29℃

C：まだ、30℃を超えない

・水温30℃

C  T  C

・F男君に r次はどこに置く？」と相蔽する

・水温31．5℃。この後、ビーカーの周りに土を被せる

：引っ越しを6回した

：なぜ 引っ越しているの？

：暑さがどんどん変わっているから

＊場所の表面温度の変化を彼自身が感じ、最叢の場所を撫していた

・水温33℃

T：なぜ、土を被せるの？

C：多分、温かくなるから

・水温33．1℃

C：あまり変わらなかった

・水温33．3℃

C：水温が上がらない原因は、土の中に石を埋めすぎた からかな。おかしいな。ここにタンポポが咲いている から温かいと患ったのに

C：僕のは全然上がらない

＊近くで実験していたP男君に比べ、水温がなかなか上がらず、悔 しい息いをしているせ

T：場所や水の量は二人と同じでしょ？

C：でも、最初の水温がF男君のよりも2℃低かった

＊悔しさを隠しきれない彼が今後どう動き出すのか、期待した

・F男君に相談し、水の中へ土を入れるが、効果なし

・、水温34．1℃

・水温34．3℃

r・∴・水温35・宝・…上空施ふ・38・毛］…・…・・・・…・…・……「

も、土を被せても温まる

③⑳＜ 水 温 を もっ と 上 げ る に は ど

C C C C

曇り空のため、理科室の白熱灯で実験する ルーペで日光を集める

アルミホイルを下に欺く 黒い紙で包む

土を被せる

「上がらない」という声。

T：日光の代わりにライトを使って試してみよう

・各自で準備をし、実験を進めていく

・水温が少しずつ上がったという子もいれば、全然 上がらないという子もいる。黒い紙は温まったが、

水温が下がったという子もいる

・最高で34℃を記録した子がいた

C：水がぬるかった

T：温まったということだね

う し た ら よ い だ ろ

（どんな方法がよいか）

黒いビニル袋で覆う。鉄の上に置く。鏡で

か ＞

C：黒いビニル袋で熟を集めて、鏡で日光を反射させる C：この前やって、上がらなかった

＊息うように水温が上がらなかった悔しさを込めた発音である。賦 行繕鱗の未に、彼なりの方法を見出すことを期待した

・F男君と共に実験を開始する。ビーカーに黒いビニル 袋を巻くが、水温がなかなか上がらない。ルーペを取

りに来る

C：まだ、25℃。1℃しか上がらない

・ルーペと黒い紙を白熱灯の傘に付ける C：25℃。全恭上がらない

C：黒いビニル袋を捨ててもいい？

T：辞めるの？天気のいい目に運動場でやってみようよ

＊彼が考えた、色による温熱効果の違いを確かめてはしかった

C：今度も新しいのを持ってくる

⑤⑥＜これまでの実験方法や着果を見直 して、条件を決めて水温を上げよ う ＞

：［慧謂悪霊是も若戸芸；15名   】

C：巻いてなくても、かなり上がった。光を当てる 時間をみんなで決めた方がいい

・「土を被せるのも効果あり」が多かった d：乾いていないと、効果がない

・条件について帝し合い、日光を当てる時間30分 で、水量は自由だが、200mlのビーカーを引き続 き使用することを決める

・運動場へ出て、再実験を始める T：始めの水温を計ってください T：5分T：10分

T：15分 T：20分 T：25分

T：30分。これで終わりです

⑦  ＜ 前 回 の 実 験 方 法

（理科室での実験結果とわかったこと）

24℃から26℃まで上がった

黒いビニル袋を使ってもあまり意味がない。工夫 が難しい

C：黒いビニル袋で1℃上がった。上がらなかったわけ ではない

（今日の実験方法）

≡・水は200血で、鉄の上にせき、土で覆う

・最初は排水薄の鉄葦の上に置いたが、それほど熱くな かったのでF男君と共に地面の上に置くことにした

・水温19℃ ［F男君：21℃］

＊実験開始時の2℃の温度差に不精を感じていた

・水温22℃

・水温23℃

q：やっと、23℃

・水温23．5℃

・水温24℃

・水温24．5℃

・水温25℃ ［F男君：27．1℃］

（わかったこと）

水道によって水温が逢う 0〜5分の間に急激に上がった

と 籍 東 を 発 表 し よ  う  ＞

C：23℃から28℃まで上がった。最初は鉄の上で、

地面の上に換えて鏡とルーペと黒い紙を使った C：方法は同じだけど、始めの水温が違った。25℃

から30℃まで上がった

C：同じ時に実験したのに、上がった分が2℃と11

℃では違いすぎ

C：最初の水温が低い方が温度が上がりやすいから、

冷たい水を全点で汲んでやった方がいい

⑧⑨  ＜   最   後   の   実

・日光に当てる時間は30分間、水量と最初の水温

芸子書き箆憲じ瑠壷義掛で比

分分分分分分

5 1 0 1 5 卸 2 5 3 0

● ●   ● ●   ■ ●  ● ●  ● ●   ● ●

T  T  T  T  T  T

C：ビーカーをせく場所によるのではないか

・すっきりとしない表情が見られる の水温が19℃でびっくりしたよね？

天気がいい目でも、水道によって水温が違う

＊条件によって結果が異なるのではないかと考えていたのだろう

T：上がった温度を考えれば、P男君のよりもQ男君の 方が上がっているよね

・表情が緩み、うなずきながら笑顔を見せる

＊到達温度ではなく、上昇幅で見ればいいと初めて気づいた瞬間

T：最初の水温が同じ方がいいのかな くていい

＊温度上昇幅を見ていけばいいと納得し、取り組みに自借をもった 験   を   し

（今日の実験方法

よ    う

土を被せて、鏡で日光を反射させる の近くの地面に置く。

Iま50ml

＞

＊納得のいく彼な りの方法を考え て、験すことに した

（彼らしさの表出）

F男君は黒い紙を巻いたが、Q男君は黒いビニル袋 などを巻かなかった

最初の水温は19℃【F男君も同じ］

水温21．3℃

水温23℃

水温：払℃

水温加2℃

水温25．1℃

水温25．3℃ ［F男君：24．3℃］

3℃上がったね 結構順調だった

最初の水温が低くても、心配ないね

うん、鏡を使うと温かくなってきた。効果があった。

水温が上がってよかった。楽しかった