小中一貫教育において粒子概念の学習支援を図る教員研修の開発

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出雲市立小中学校では、管理規則の中で「小中学校の理科学習における実験・体験学習を充実させるため、教育課程に基づく理科授業の一部を、出雲科学館において行うこと」としている。出雲科学館の開館した2002年度から、小学6年生「燃焼の仕組み」や中学1年生「物質のすがた」中学2年生「化学変化」など化学分野の単元に関して、科学館と学校が連携した理科授業に継続して取り組んできた。これらの理科授業を実施するにあたり、該当学年の理科担当者を対象にした事前打合会を実施しており、ピンポン球や発泡スチロール球などホームセンターで容易に入手可能な材料で作製した演示教材を示したり、原子や分子など粒子の動きをパソコン画面でアニメーションにより示したりする教材の使用方法を事前打合会にて具体的に例示した。これらの教材は、小学校及び中学校で使用する教科書のイラストや資料集との整合を図り、事前打合会や理科授業の事後に学校でも使用できるように配慮した。児童・生徒及び引率した理科担当者を対象とした理科授業の事後アンケート調査を実施した。子どもたちが実験を体験した直後にその事象をアニメーションで解説する方法は、『粒子概念』の理解を特に助けると推測される回答が得られた。児童・生徒の目の前で実際に演示実験をしたり個別に実験を直接経験させたりする"実体験"と、微視的な粒子のシミュレーションについてコンピュータを活用して"デジタル教材"としてアニメーション化し、プロジェクタとスクリーンやテレビの大画面などを活用して提示する手法を適時に組み合わせることが特に有効である。