小型魚類を用いた次世代に対応する生命科学教育プログラムの開発

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本研究は、学校教育課程における小型魚類の飼育観察をもとに探究的なプログラムを開発し、実験動物を用いたデータの取得と客観的な分析に基づいた「人体に関する学習」の教育的効果を検証し、新たな生命教育プログラムを提案することを目的としている。今年度は、①メダカ稚魚を用いた心臓拍動に関する実験の開発、②教員研修での紹介、③メダカ稚魚を用いた心臓拍動を取り入れた小学校および高校での授業実践、および、④海外におけるメダカ胚の観察に関するワークショップの実施を行った。開発したモバイル顕微鏡を用いることで、メダカ稚魚の心臓を観察することができたことから、すべての校種でメダカ稚魚を用いた心臓拍動の観察・実験を行うための条件について検討した。稚魚を入れるチャンバーを工夫し、観察に適したサイズを調べたところ、体長6～9mmほどで、拍動と血流を明瞭に観察できた。また、心臓の拍動調節を調べるために、アセチルコリンやアドレナリンの投与、およびアドレナリン受容体遮断薬であるプロプラノロールによる拍動の変化を調べ、適切な濃度を求めた。これらの実験結果をもとに、小学校における授業実践として、「メダカの胚と稚魚ではどちらの心拍数が多いか」をテーマとして行った。予想、観察、考察から、児童が心臓の働きを理解し、ヒトの心臓に興味が発展した。また、高校における授業実践では、神経伝達物質による心拍数の変化を確認することができた。授業の様子や実践に用いたワークシートの記述の分析の結果から、メダカ稚魚の拍動調節実験について肯定的な意見が多かった。しかし、稚魚の取り扱いに馴れていないことから、観察チャンバーに稚魚を入れる過程で稚魚を弱らせてしまうこともあった。授業実践から、動物の生命活動の定量的な観察実験による具体的かつ詳細な分析過程を取り入れる実験であり、児童生徒が現実感をもって取り組むものであることが示された。