光合成単元学習における地域性を生かした実験植物による教材開発と学習効果の分析

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本研究では、高校生物の光合成単元において、地域性を生かした実験植物(ヒマワリ・落花生・サツマイモ)を活用し、生徒の興味関心を喚起することで、光合成単元学習の理解促進を図ることを目的とした。まず、学校敷地内に実験農園(5m×6m、日照量の違いが明確な二カ所を選定)を作製し、光合成学習用実験植物としてヒマワリ(油脂用)、落花生、サツマイモを栽培した。実験植物の選定は勤務校の地域性を生かした。ヒマワリは勤務校のシンボルフラワーであり、落花生とサツマイモは千葉県名産品として生徒になじみ深い実験植物である。そして実験・実習として以下①～⑤に取り組んだ。①サツマイモ葉での薄層クロマトグラフィーによる光合成色素分離。②サツマイモ葉での光照射量と葉内デンプン合成量の関係調査。③サツマイモ重量とデンプン含量測定から一株当たりの見かけの光合成生産量の粗見積もり算定)。④簡易圧搾機を使用してヒマワリ、落花生種子からの植物油脂作製。⑤光合成の二次代謝生産物の代謝経路に関する調べ学習。学習の効果を評価するにあたり、実験・実習に参加したクラスと参加していないクラスとで、2学期期末テストの該当単元の正答率を統計的に評価したところ、以下の①～⑤の5点で実験群の生徒の正答率が対象群の生徒より高く、かつ有意に差があるという結果を得た。①光合成反応の反応物の理解。②光合成産物と転流の理解。③二次同化と貯蔵に関する知識④植物体の栄養貯蔵器官の理解。⑤光合成色素に関する知識と理解。また、質問紙調査からは、学習対象への身体的な働きかけを伴う作業、学習対象の鑑賞や玩味等の体験が、この単元の学習意欲と学習効果に有益な影響を与えたことを示唆する結果を得た。