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小学校教師のための
理科実験セミナー
～新学習指導要領の主な
改訂部分について～
大阪教育大学 理科教育講座
教授 畦 浩二
教師を対象とした全国調査（H20年度）
◎実施機関：科学技術振興機構と国立教育政策研究所
○小学校理科教師実態調査
全国の公立小学校：380校，935名
○中学校理科教師実態調査
全国の公立中学校：337校，572名
○高等学校理科教師実態調査
国公私立
全日制普通科：973校，2422名
理数科
：140校， 473名
SSH校
：102校， 355名
『あなたの担当する授業が好きだと感じてい
る生徒の割合は，およそどの程度ですか』
(H20理科教員実態調査)
『生徒による観察や実験を概ねどの程度
行っていますか』
(H20理科教員実態調査)
『授業で，実験の手順を生徒自身によく考
えさせていると思いますか』
(H20理科教員実態調査)
『生徒に自分の考えを発表する機会をよく
与えていると思いますか』
(H20理科教員実態調査)
まとめ
○『理科好きな生徒が半数より多い』は，小学校
担任で65％，中学校の理科教師で41％。高校（
普通科）の理科教師では2割に満たない。
○『実験観察の回数』は，週最低1回以上が小学校
担任で7割近く，中学校の理科教師で6割強。高
校（普通科）の理科教師の約半数が，「年に数
回以下」と極端に少ない。
○『実験の手順をよく考えさせている』も，学年
が進行するにつれて減少する。
○ 『生徒に自分の考えを発表する機会をよく与え
ているか』は，小学校で特に高い。
理科授業の国際比較
TIMSS 1999の関連調査として行われた中学２年生（第
８学年）段階を対象
○ 目的：異なる文化間で授業を比較し，異なる指導法が
認識されることで，指導法を反省することができる
。自国における学習目標を達成するためにどのよう
な指導法が最善かに関する議論を促すことができる
。
○ 方法：授業ビデオの分析は，米国に設置された授業研
究所（Lesson Lab.）で統一的に実施された。
○ 参加国：アメリカ合衆国，オーストラリア，オランダ
，チェコ共和国，日本５か国で439件の理科授業が分
析された。日本では，全国の国公私立中学校から95
小倉 康･
松原 静郎
(2009)
小倉 康･松原
静郎(2009)
「理科の勉強はとても楽しい」と回答した小学生
4年生の人数の割合 （ＴＩＭＳＳ １９９５,2003,2007）
まとめ
○日本では，理科の知識と実世界の諸問題との関連
づけが重視されていない。
○日本では，生徒自身に観察実験で得られたデータ
の処理方法を考えさせる機会に乏しい。
○日本の理科授業には，観察実験を通じて基礎基本
を理解させることを重視する特徴がある。観察実
験に先立って，生徒は結果の予測を求められるこ
とも多い。観察実験の途中と後では，教師や教科
書に導かれながら，グラフや表にデータを整理し
，処理してから，データを解釈する。そして，全
体で結論としての一つの主要な概念を導いて授業
を終える。
理科の観察実験で育てたい力
◎ 科学的な思考力・判断力・表現力
① 目的意識をもった観察実験
② 結果の考察
③ 図や表などのデータを正しく読みとり，
グラフ化，文章化
④ 実生活や実社会との関連性
定量実験でみられた生徒
の特徴や傾向と問題点
岡本英治他(2009)
興味深さ：
データを収集し，データに基
づいて科学的，論理的解釈
を行い，法則や規則性を導く
観察・実験
・児童に観察・実験への意欲や
態度を持たせる
・児童に観察・実験の目的を把握
させる
教師
・児童に目的に沿った方法を考え
させる
働きかけ
・児童にデータの意味を認識させ
科学的分析や科学的解釈の
手法を身につけさせる
楽しさ：
単なる活動や作業
としての観察・実験
・目標の設定→実行→振り返り
実験レポートの指導
－児童－
書き方・考え方の習得
メタ認知能力の発達
科学的思考力の伸長
実験レポートとは
教師
観察や実験の過
程を意識的・随意
働きかけ
的に整理
○目的・操作・結果・考察
○考察では事実（結果）か
ら導いた自分の意見
（結論）を示し，その説明
（根拠）を記す。
事実と理由を混同
感想になった考察
結果と考察が区別できていない
実験レポートの書き方
～日本人の苦手な表現～
（小学校４年生）
花子さんの前にも，たろうさんの前にも，おなじよ
うなカップに入れたスープがあります。どちらのス
ープも同じ温度でした。花子さんは，さらにふたを
しました。
(1) どちらのスープの方が長い時間さめないと思い
ますか。
(2) また，そのように答えたわけを書きなさい。
松原静郎(2005)
【結果】
(1)の正答率：97％
(2)の正答率：55％（世界43％）
多い間違い：「ふたがしてあるから」
（日本36％，世界28％）
◎理由（わけ）には，二つの答え方がある
(1) 結論を導く元となる事実
(2) その事実と自分の導いた意見を結びつける説明
↓
日本では，事実を示すことで説明しなくても“自明の理”
とすることがよくある。
松原静郎(2005)
定型文の書き方
○結果の定型文「ａ（操作）をしたら，ｂ（結果）に
なった。」← 見たままを書く
○考察の定型文「ｃ(結果）から，ｄ(結論）と考えた。
その理由は，ｅ(根拠）だからである。」← 考えないと
書けない
〈結果の記述〉
〈考察の記述〉
実験の操作ａ
↓
実験や観察の結果ｂ ＝ 実験観察や計算の結果（事実) ｃ
↓←結果と結論を結びつける説明(根拠) e
自分で考えた結論(意見) ｄ
松原静郎(2005)
協同学習の指導
－児童－
自分の考えを深めたり
広めたり，再構築できる
真の科学的思考力の育成
・グループ内で
話し合う。
・学級全体で
話し合う。
自分の考え
友だちの考え
－教師－
・話し合いの決まりの作成
・学び合いの姿勢の育成
・継続的指導
小学校「理科」改訂のポイント
○ 基礎的・基本的な知識・技能の定着のため，科学の基本的な
見方や概念（「エネルギー」，「粒子」，「生命」，「地球」）を柱に，
小・中学校を通じた内容の一貫性を重視。３区分から２区分：
「物質・エネルギ－」，「生命・地球」へ。
○ 国際的な通用性，内容の系統性の確保の観点から，必要な指
導内容を充実。（「物と重さ」，「人の体のつくり」等）。
○ 科学的な思考力・表現力等の育成の観点から，観察・実験の
結果を整理し考察する学習活動，科学的な概念を使用して考
えたり説明したりするなどの学習活動等を充実。
○ 科学を学ぶことの意義や有用性を実感及び科学への関心を高
める観点から，日常生活や社会との関連を重視し改善。
学習内容の改善・充実
①第３学年
◎風やゴムの働き，物と重さ，身近な自然の観察。
②第４学年
◎骨と筋肉の働き。
③第５学年
◎水中の小さな生物，雲と天気の変化の関係，川の上流・
下流の石の大きさや形。
◎「卵の中の成長」と「母体の成長」の必修化。
④第６学年
◎てこの利用，電気の利用，人の主な臓器の存在，植物の
水の通り道，食べ物による生物の関係，月の位置や形と
太陽の位置，月の表面の様子。
◎「火山の噴火による土地の変化」と「地震による土地の
変化」の必修化。
（文部科学省2008）
（文部科学省2008）
「エネルギー」概念：持続可能な社会のために
○日常生活の中に存在しているが，目に見えない
→ 複雑な概念
○「エネルギー」→ 児童は直接的な考えを持っている
⇒ 教師がエネルギーについて科学的に理解する
「仕事をする能力」「うちに秘めた能力」
○「エネルギーの見方」「エネルギーの変換と保存」
「エネルギー資源の有効利用」の３つの領域
○小学校でのエネルギーの捉え方
・具体的な現象を基にして体験的，経験的に捉える
・定性的に捉える
○エネルギーを自然現象と関連づけることも必要
・水の三態変化
・栄養の合成や栄養の消費
・火山や地震のメカニズム 等
（文部科学省2008）
「粒子概念」：粒子のイメージは化学の「命」
○粒子は目に見えない → 「真に迫った形で想像さ
せる」・・イメージで表現させる
○授業では，まず現象から → 教師が「粒子イメー
ジ」をしっかりつかんでおく必要
（例）水とアルコールを混ぜると体積が減る，音が
聞こえる，結晶ができる，鉄の棒が曲がる 等
○小学校では，
・「粒子」で身の回りの多様な現象が説明できる
・物質は変わっても「粒子」は不変の本体である
ことに気づかせたい
○「粒子の存在」「粒子の結合」「粒子の保存性」
「粒子のもつエネルギー」の４つの領域
（文部科学省2008）
【引用文献】
岡本英治・山下雅文・小茂田聖士・蔦岡孝則・前原俊
信 (2009) 実験データの科学的解釈に関する基礎的
研究-中学校段階の実験処理を通して-．広島大学学
部附属学校共同研究機構研究紀要37：349 -354．
小倉 康・松原静郎 (2009) 理科授業の国際比較．理
科の教育 58 (679)：8-11．
松原静郎(2005)実験レポートの書き方．国立教育政策
研究所．6pp．
文部科学省 (2008) 小学校学習指導要領解説 理科編．
105pp．大日本図書．
http://www.jst.go.jp/pr/announce/20090330-2/index.html
http://www.nier.go.jp/timss/2007/gaiyou2007.pdf