かげのしくみに着目した小・中・高校を通じた「月・惑星の運動」の学習に関する研究

本研究の目的は、小・中・高校を通じた天文分野の空間認識を高めるため、「月の満ち欠け」、「食現象」、「惑星の視運動」等に関して、かげのしくみに着目した系統的な学習プログラムを開発・実践することである。研究方法では、小・中学生、高校生に対する質問紙調査、面接調査を行った。児童・生徒が持つ、「月の満ち欠け」、「食現象」、「惑星の視運動」に対する理解の特質を、これらの調査から明らかにした。これまでの授業実践の評価に基づき、空間認識を高める具体的内容として、アメリカやイギリスの理科カリキュラムに見られる「観察活動」、「光とかげ」、「相対運動などのモデル化」を導入した授業を開発、試行した。授業後、その評価を行い、児童・生徒の空間認識の変容について調査した。中・高校生の食現象に関する調査からは、多くの生徒に、「日食」現象を「月食」現象と混同している生徒や、食現象と月の満ち欠け現象を混同している生徒が多数見られた。また、食現象を立体的に捉えた正答が非常に少ない実態が明らかとなった。空間認識を高める具体的内容である「光とかげ」、「相対運動などのモデル化」などを導入した授業として、小学校では月の満ち欠け現象に関して「2種類のかげ(影、陰)」に着目した授業実践を行った。2種類のかげの区別の内容を中心に、観察活動やモデル化などを密接に関連させた授業展開を行った結果、2割程度だった月の満ち欠けに関する理解度が、、授業後には、約8割へと大幅に増加した。加えて、中・高校生への「食現象」、「惑星の視運動」に関する授業実践でも、物体によってできる『影』と物体そのものにできている『陰』、また陰と影を結ぶ空間にできる『隠』の3種類のかげの区別や、立体的なモデル化を密接に関連づけることで、多くの生徒に視点移動能力の発達傾向が見られ、空間認識能力の高まりが確認できた。

本研究の目的は、小・中・高校を通じた天文分野の空間認識を高めるため、「月の満ち欠け」、「食現象」、「惑星の視運動」等に関して、かげのしくみに着目した系統的な学習プログラムを開発・実践することである。研究方法では、小・中学生、高校生に対する質問紙調査、面接調査を行った。児童・生徒が持つ、「月の満ち欠け」、「食現象」、「惑星の視運動」に対する理解の特質を、これらの調査から明らかにした。これまでの授業実践の評価に基づき、空間認識を高める具体的内容として、アメリカやイギリスの理科カリキュラムに見られる「観察活動」、「光とかげ」、「相対運動などのモデル化」を導入した授業を開発、試行した。授業後、その評価を行い、児童・生徒の空間認識の変容について調査した。中・高校生の食現象に関する調査からは、多くの生徒に、「日食」現象を「月食」現象と混同している生徒や、食現象と月の満ち欠け現象を混同している生徒が多数見られた。また、食現象を立体的に捉えた正答が非常に少ない実態が明らかとなった。空間認識を高める具体的内容である「光とかげ」、「相対運動などのモデル化」などを導入した授業として、小学校では月の満ち欠け現象に関して「2種類のかげ(影、陰)」に着目した授業実践を行った。2種類のかげの区別の内容を中心に、観察活動やモデル化などを密接に関連させた授業展開を行った結果、2割程度だった月の満ち欠けに関する理解度が、、授業後には、約8割へと大幅に増加した。加えて、中・高校生への「食現象」、「惑星の視運動」に関する授業実践でも、物体によってできる『影』と物体そのものにできている『陰』、また陰と影を結ぶ空間にできる『隠』の3種類のかげの区別や、立体的なモデル化を密接に関連づけることで、多くの生徒に視点移動能力の発達傾向が見られ、空間認識能力の高まりが確認できた。