おもちゃの仕組みを追究することで、概念としての知識を習得するー3年「電気の通り道」の実践ー【理科専科.com】

　令和6年12月25日、学習指導要領の改訂に向けた検討が、中央教育審議会に諮問されました。諮問された検討課題の一つに、「生成ＡＩが飛躍的に発展する状況の下、個別の知識の集積に止まらない、概念としての習得や深い意味理解を促す学びのあり方」が挙げられました。概念としての知識は、生成ＡＩが扱えない部分とされています。では、普段の理科の学習の中で、概念としての知識の習得を促すには、どうすればよいのでしょうか。知識が概念化された子どもの姿として、「学習した自然のきまりが、日常生活に生かされていることに気付く」という姿が挙げられます。学習により習得した知識が理科室の中だけのものに止まらず、普段の生活場面にまで広がり、自分の生活を豊かにしている道具等と結びついた時、その知識は生きて働く概念となります。

　このような学びを促すアイデアとして、「おもちゃの仕組みを追究する場の設定」を紹介します。今回は3年「電気の通り道」の学習において、写真①にあるような「光るコマ」の仕組みを追究する実践をお伝えしていきます。この教材は、ファミリーレストランのお子様セットにおまけとしてついてきたり、インターネット等で購入できたりするおもちゃの一つです。

写真１

１．光るコマの価値

　光るコマは、動画①にあるように、回すと中に入っているLEDに明かりがつき、きれいに光り輝くコマです。この光るコマは、教材としてどのような部分に価値があるのでしょうか。まずはその仕組みを説明します。コマを分解して内部を見ると、写真②にあるような簡単な回路が入っています。ボタン電池とLEDが用いられている回路ですが、おもしろいのはLEDの片方のリード端子にバネが取り付けられているという点です。読者のみなさんはもうお気づきのことと思いますが、何もしていない時のコマは回路がつながっていませんが、コマを回すと遠心力によってバネが伸びて回路がつながり、LEDが点灯するという仕組みなのです。

　この光るコマを教材として用いることの大きな価値は、「おもちゃである」ということです。子どもたちにとって、遊び道具であり、不思議な振る舞いをするおもちゃの仕組みを、理科で学習したことを生かして説明することができた時、子どもたちにはどんな力が身に付くのでしょうか？「自分たちの学んだことが、自分たちの生活を楽しく豊かにするものに利用されているんだ！」という実感を伴いながら学習内容とおもちゃがつながるので、概念としての知識の習得につながるだけでなく、今後の学びにおいて、学習内容と日常生活を結び付けていこうという態度を涵養していくことにもなると考えます。

　またこの教材は、先ほどの写真②にあるように、3年生が見ても理解できるような簡単な回路になっていることに加えて、コマ自体も簡単に分解して、回路の部分を取り出すことができるつくりになっています。身の回りにある明かりをつける道具を見渡したときに、ここまで簡単な回路で、簡単に分解できるものはなかなかありません。この教材であれば、子どもたちが回路を取り出して観察したり操作したりと、自分の力で追究していくことができます。

２．学習の展開

　本実践は、「電気の通り道」の学習を行い、「電気を通すつなぎ方と通さないつなぎ方があること」という知識を習得した後に行います。

　まず本教材「光るコマ」を配布し、自由に活動する時間をとります。コマを受け取った子どもたちはすぐに回して遊び始めます。回したと同時に「え！？」「すごい！」という声が至るところから聞こえてくるでしょう。教師はこの感嘆詞を問い返しによって、広げていきます。「なんで、今「え！？」って言ったの？」と問い返すことで、子どもは「だって、コマを回したら光ったから。」「普通のコマは光らないから。」「なんで光るの？」と、気付きや疑問を自分の言葉で語り、自覚していきます。さらに、「なんで光るんだろうね？」と投げかけることで、「きっと中身が〜のようなつくりに…」と熱心に説明を始めます。ある程度のところで「じゃあ君たちが明らかにしたいことは何だろう？」と問いに戻すよう促し『光るコマはどのような仕組みで光るのだろうか。』という趣旨の問題が見いだされます。

　予想や仮説を発想する場面では、2段階で進めるとよいでしょう。まずはコマを分解しないで考える段階。子どもたちが自分たちで学びをつくっていく姿を大切にしてください。子どもが出合った事象は、コマが回ると光る、回らないと光らないという関係です。ある子は「もう1度回してみてもいいですか？」と言って、もう1回事象を見て考えます。すると、回してすぐのコマは光るけれど、終わりの方では光っていないことに気付きます。すると、コマが速く回ると光る、遅いと光らないという新たな関係が見えてきます。また、ある子は以前のノートを見返して考えます。すると「輪になっていないと光らないから…」と既習事項を基に目の前の事象を説明しようとします。子どもたちの様々な姿を価値付けることで「どういうこと？私にも教えて！」と学びの協働も生まれてきます。つまづいている児童には「まずどんな道具が入っていると思う？」と促すことで、「豆電球と電池と導線はあるはず！」と思考を始めていくことができます。

　第2段階で、いよいよ「みんな分解して中を見て考えたくない？」と投げかけます。第1段階で徹底的に考え、議論した子どもたちは、自分たちの考えの妥当性を確かめたいという思いが強まり「分解していいの！？」と夢中になって中に入っている回路を観察します。ここでも様々な子どもの姿が見られます。「ここが光るところで、これが電池だ。」「今は輪になってない。」などと、道具の種類や回路の様子などをつぶやき、話し合う姿が多く見られます。さらに話し合いや試行錯誤が続き「ということはここをくっつけると明かりがつくんじゃない？」と、動画②のように、回路をつなげて明かりをつけることに成功させます。子どもたちの追究はまだまだ続きます。「でもなんで、コマを回すとここの回路がつながるんだろう？」「ここがバネになってるよ！」「そういうことかあ！」ここまでくると、子どもたちの顔はパッと明るくなり、次の瞬間、今わかったことを友達や教師に生き生きと説明する子の姿であふれることでしょう。このように、おもちゃという魅力的な教材の力で、わざわざ教師が説明したり、指導したりせずとも、子どもたちが勝手に追究し、知識を概念化させていくことができます。

　この後、本当にバネが遠心力によって伸びて、回路をつなげているのかを確かめる方法は様々考えられます。直接観察は難しいので、バネを回転させて伸びる性質があることを確かめたり、バネでない金属棒に付け替えてコマを回し、光らないことを確かめたり、子どもの発想によって展開は変わってくるでしょう。

　今回の実践は、子どもたちが自ら知識を概念化させていくための足場です。今回のような学習を経ると、次の単元の学習から「仕組みはどうなっているかな」「分解してみようかな」という目で、身近な道具に関わろうとする子どもが少しずつ見られ始めます。そのような姿を見逃さずに価値付けていくことで、あえてこちらから教材を提示しなくても、知識同士を結び付けて概念化を図る子どもが育っていくことでしょう。