粒子概念を形成させるための粒子モデルを活用した化学変化の学習指導に関する研究

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1.研究目的(1)化学変化は原子の組み替えによって物質が変わることを,学習段階に応じた2種類の立体粒子モデルを用いて体験的に学習させることによって,化学変化を微視的にとらえさせることができることを明らかにする。(2)班単位の話し合いによる探究的な活動が生徒の「推論」,「予測」などの科学のプロセススキルを向上させることを明確にする。2.研究方法(1)化学式習得の際には,分子内の原子の結合の様子を化学式と結び付けて考えられるように原子に相当する球の取り外しができない固定式の立体粒子モデルを使用し,化学式を正確に覚えさせ,視覚的にイメージさせる。次に化学反応式の学習の際には,マジックテープで自由に球の取り外しができる着脱式の立体粒子モデルを使用して,生徒の手で原子の組み替えを行い,新たな物質を形成する過程を体験的にとらえさせた。(2)固定式の立体粒子モデルの構造から化学式を予測したり,化学変化で生じる物質を化学反応式から予測し,実験を行うといった探究的な活動を学習に取り入れ,検証授業を実施した。3.研究成果(1)固定式の立体粒子モデルで化学式を視覚的にとらえさせ,着脱式の立体粒子モデルで原子の組み替えを体験的に活用させることによって,生徒に粒子モデルの考えが定着し,化学変化を微視的にとらえさせることに有効であることが分かった。(2)立体粒子モデルを使って化学式や化学変化で生じる物質を予測させる探究的な活動を行うことにより,生徒の推論,予測する力が向上し,化学式や化学反応式に対して有用感を持って学習に取り組むことができた。