粒子モデルの学習が,小学生の仮説設定局面の言語活動や仮説の記述に及ぼす効果

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1 研究の目的小学校理科において,科学的な概念の構造化や理解を図る観点から設けられた4つの科学の基本的な見方や概念の柱の一つである「粒子」に関わる学習の初期の段階で,教師が現代科学の見方に基づいた科学的な粒子モデルを児童に提示し教師と児童が同様の粒子概念を共有しておくことが,児童が観察した自然事象の説明や仮説の記述にどのような効果があるのかを解明すること。2 研究の方法小学校第4学年の学習において粒子概念の学習に関連する「空気と水の性質」における空気の圧縮と水の圧縮の違いや,「金属,水,空気と温度1における温度と体積の変化や水の状態変化の学習で,目に見えない粒子の運動の様子の変かがわかるCGシミュレーションによる粒子モデルを指導に繰り返し示すことが、児童の観察した自然事象の説明や仮説の記述にどのような効果があるのかを児童が見せる様々な言語活動によって解明する。3 研究の成果CGシミュレーションによる粒子モデルを児童に繰り返し示すことによって「直接見ることができないくらいとても小さな粒」「温度によって集まり方や動き方が変わるとても小さな粒」という粒子のイメージを教師や仲間と共有することができる。これらのイメージの共有により,児童は未知の実験の結果を論理的に正しく予想したり,観察した結果を粒子モデルを使って説明したりするなど,科学的な見方や考え方を促進する効果があることがわかった。しかし,粒子の膨張モデルは完全に払拭することはできないこともわかった。