2015.11.10
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顕微鏡観察の授業が最新のICTでこう変わる! 班ごとの観察をクラス全体で共有し、協働学習を活性化 ―狛江市立狛江第三小学校―

平成27年度狛江市理数授業特別プログラムの授業が、10月1日狛江市立狛江第三小学校にて行われた。タブレット付顕微鏡を始めとする最新のデジタル顕微鏡ワイヤレスセットやタブレット端末を活用した、5年生理科・単元「身の回りの小さな生き物」の授業だ。これらの機器により微生物の顕微鏡観察が複数人で同時にでき、それをクラス全体で同時比較することも可能という。つまり、班内やクラス全体で観察結果を瞬時に共有できるので、協働学習が活性化し、アクティブ・ラーニングへと発展させることができるもの。授業を行ったのは株式会社内田洋行。さて、どのような観察学習が展開され、どんな教育効果が得られたか、詳しくリポートする。

授業リポート

5年生理科・身の回りの小さな生き物を観察する】 ICTが観察、発見、共有のサイクルを促進する授業

これが最新機器による顕微鏡観察活動だ!

「あっ、ミジンコの心臓が動いている!」
 顕微鏡をのぞいていた男子児童が歓声を上げた。今までの顕微鏡観察なら、「僕にも見せて!」と、交代をせがむ児童が出る所だが、ここでは違った。周りにいた児童からも同時に、
「本当だ!」
「バクバク動いているね!」
 と、興奮した声が飛び出した。実は、この顕微鏡には大型のタッチパネル式モニタ(いわゆるタブレット)が付いており、顕微鏡の映像をリアルタイムで表示してくれるのだ。

児童達は顔を寄せ合って、
「ミジンコの泳ぐスピードって、こんなに速いのだね!」
「ここにヒゲみたいなのがあるよ!」
 などとモニタを指差しながら観察している。

そのとき、ある児童が顔を上げ、
「あっ、4班の画像がすごい!」
 と叫んだ。視線の先にあったのは教室前方に設置された大型テレビ。その大画面には、各班の顕微鏡の映像が大きく映し出されていた。この顕微鏡にはWi-Fiが搭載されており、無線LANルータ経由で、顕微鏡で見た映像がテレビに“生中継”されるのだ。

狛江市立狛江第三小学校 5年2組担任 森島理紗 教諭

「では、顕微鏡の映像を撮影して、各班でベストショットを選びましょう」
 と、担任の森島理紗教諭が指示を出した。この顕微鏡は、見た映像をそのまま撮影・保存することができる。そして、大型テレビには各班が選んだミジンコのベストショットがずらりと並ぶ。児童は口々に
「うちの班が一番上手!」
 と胸を張る。しかし中には、
「先生……ミジンコの泳ぐスピードが速すぎて、うまく写真を撮れません」
 と、しょげる児童もいる。ならば、動画撮影だ。
「よーし、ミジンコが元気よく泳いでいる動画を撮るぞ!」
 と張り切って、iPadを操作し始める児童達。この顕微鏡はタブレット端末と連携可能で、撮った映像をタブレット端末に投影し、同端末を操作して動画を撮ることもできるのである。

「撮った画像や動画は、iPadに保存しておいてね。次の時間で、振り返り学習に使います」
と森島教諭が指示すると、児童達は元気よく「ハイ!」と返事をした。

従来の授業計画にICTを組み込み、高い学習効果を目指す

これが最新ICT機器による理科の観察授業風景の一コマだ。2015年のICTは、ここまで進化しているのだ。

今回使用したタブレット付デジタル顕微鏡や無線LANルータ等の機器を提供し、授業を行ったのは、株式会社内田洋行。今年度、東京都教育委員会では企業や大学と連携した「理数授業特別プログラム」(補助金事業)を都内各所で実施中であり、同社は狛江市を担当。市内の公立小中学校全10校で、この「デジタル顕微鏡ワイヤレスセット」(デジタル顕微鏡+無線ルータ)を使った出前授業を行っている。

株式会社内田洋行 営業本部 教育機器事業部 細川妃沙未 氏

「出前授業を行うにあたり、狛江市教育委員会様からは、こう要望されました。『理科でタブレット端末等のICTを活用する授業をしてほしい』と。狛江市では、市内の全小中学校にタブレット型PCを40台ずつ導入しており、それを有効活用する方法を求めていたのです。そこで私達は、この授業を提案しました」
 語るのは、株式会社内田洋行・教育機器事業部の細川妃沙未氏だ。さらに同教育委員会からは、こうリクエストされたという。

◆協働学習が進む授業にしてほしい
◆単発のイベント的な授業ではなく、単元計画の中に当てはまる授業にしてほしい

「そこで、全く新しい授業を作るのではなく、従来の授業計画にICTを組み込み、今までよりも学習効果が高くなるものを目指しました」
 と細川氏。一体どのような授業を作り上げたのだろうか。冒頭でそのダイジェストをお伝えしたが、改めて授業の様子とICTの特長を細かくリポートしよう。

1.ミジンコのスライドグラスを作る

授業は、5年2組担任の森島教諭と、ゲストティーチャーの細川氏の二人で進めていく。まずは、今日観察するミジンコのスライドグラスを作る。ここで活躍したのが、微生物観察用スライドグラス「水たまグラス」だ。
 この「水たまグラス」は、カバーガラスが不要。ミジンコが入った水を、水たまグラスの穴に垂らすだけで良い。スライドグラス作りの時間と手間を大幅に軽減できるのが特長だ。

水たまグラス――スライドグラスを簡単に作成

ミジンコのいるビーカーからスポイトで水を吸い取り、「水たまグラス」に垂らす。すると、水は特殊な撥水加工と表面張力により水玉になる。カバーガラスで挟む従来の方法では、平面的な鈍い動きしか見られなかったが、これなら水玉の中を自由に泳ぎまわるミジンコをリアルに観察できる。また、水を垂らす穴がいくつもあるので水玉を複数作成できる。つまり、この中からミジンコが入っている水玉を選んで、じっくり観察すればよいのだ。

水たまグラス――スライドグラスを簡単に作成

2.顕微鏡でミジンコを観察

次に、作成したスライドグラスを顕微鏡で観察する。ここで活躍するのが、デジタル顕微鏡の「D-EL3N」だ。7インチのタッチパネル式大型モニタ(いわゆるタブレット)が搭載されており、グループ全員が同時に観察できる。
「従来の顕微鏡は、一人ずつしかのぞけないため、他の子どもは順番を待たなければなりませんでした。貴重な授業時間が、待ち時間に浪費されるのはもったいないです。しかし、この顕微鏡なら、皆で一緒に観察できる。発見を教え合い、瞬時に共有できます。個人学習だった顕微鏡観察が、協働学習になるのです」(細川氏)
 実際、児童はモニタの周りに集まって食い入るように画面を見ながら、
「ここが目玉だね!」
「しっぽみたいなのもあるよ。なんだろう?」
 などと、自分の発見を伝えたり、疑問をぶつけ合ったりと、活発に学び合っていた。

ウチダ生物顕微鏡D-EL3N――7インチのタブレットが付いた顕微鏡

観察している映像をタブレット上に投影できる上、写真や動画撮影ができるので、班メンバー皆で観察しながらディスカッションができる。また、5mのHDMIケーブルで大型テレビへも簡単に投影できるので演示用としても最適。さらに、Wi-Fiを搭載しており、ワイヤレスで大型テレビや複数のPCに映像をリアルタイムに転送できる。児童にも「いつもの顕微鏡より見やすい!」と好評。

ウチダ生物顕微鏡D-EL3N――7インチのタブレットが付いた顕微鏡

3.他班の映像も観察

教師役を務めた細川氏は、
「他の班がどんな観察をしているかもチェックしましょう」
 と声を掛けた。各班の顕微鏡の映像を大型テレビに分割表示して“生中継”できるので、他班の観察の様子がひと目でわかるのだ。他班の映像を見て刺激を受け、
「うちも負けずにもっといい観察をしよう!」
 と励む児童達の姿が、強く印象に残った。

wivia(R)3――最大4画面まで分割して映し出す

無線ルータ「wivia(R)3」を経由すれば、大型テレビに最大4グループ分の顕微鏡映像を無線で投影できる(下図参照)。本授業でも大型テレビ+wivia(R)3が2セット用意され、8グループの顕微鏡映像が常時投影されていた。もちろんテレビだけでなく、iPadなどのWi-Fi対応機器にも映せる。班ごとの映像を比較し、クラス全体で共有し、学習につなげる。あるいは、教師はどの班が今何を見ているかをチェックすることも容易にできる等、多彩に活用できる機器だ。

本授業では大型テレビ+wivia(R)3が2セット用意され、8グループの顕微鏡映像が常時投影されていた

4.ベストショットを撮ろう!

「では、ミジンコの様子を撮影してベストショットを選び、発表してもらいます」
 と、森島教諭が指示。顕微鏡のモニタにタッチすれば、今見ている映像を撮影して保存できるのだ。その際、

「ベストショットの条件は?」
 と森島教諭は発問し、
「全体が映っていること」
「細かい所までハッキリ見えること」
 などの答えを児童から引き出していた。どんな画像を撮ればいいかを考えさせ、周知徹底させる狙いだ。

児童達は慣れた手つきでたくさん撮影しては、顕微鏡のモニタで撮った画像を確認し、ベストショットを選んでいた。

5.クラスのベストショットを選ぼう!

各班が選んだベストショットを、大型テレビに一覧表示。皆自信たっぷりに、「うちの班が一番上手!」と胸を張る。
「今までの顕微鏡では、発見や気づきの共有に課題がありました。言葉で説明しようとしてうまく伝わらなかったり、スケッチを描くのに時間がかかったり、上手に描けなかったり……。でも撮った画像を見せれば、自分の発見を瞬時に、正確に、皆に伝えることができます」(細川氏)。

そんな中、8班は上手に撮れず、
「ミジンコの動きが速すぎて……」
 と意気消沈。そこで細川氏は、
「いい方法があるよ!」
 と、次の活動を促した。

6.iPadで動画を撮ろう!

iPadで動画撮影すれば、微生物の「動き」も記録できる。児童は心臓が脈打つ様子や泳ぎ方などにも注目していた

「今度は写真じゃなく、iPadを使って、動画を撮影しましょう」
 と、細川氏は指示した。先述の通り、この顕微鏡はiPadなどのタブレット端末と連携可能。顕微鏡の映像はiPadに生中継され、iPadにタッチすれば動画や静止画を撮影できる。
「ミジンコの心臓がバクバクと脈打っている様子を動画で撮れた!」
 と、児童達は興奮気味に語っていた。もちろん撮った映像は、iPadに保存されるので、いつでも再観察できる。
「iPadを使えば、顕微鏡のモニタよりも画面が大きく拡大も自由自在なので、より細かく観察できます」(細川氏)。

児童達はiPadに映した画像をピンチアウトして拡大し、細部まで観察。
「見て見て! iPadで拡大するとヒゲの1本1本までよく見えるよ! ヒゲってこんな風になっているのだね!」
 と、さっきは見落としていたことにも、しっかり気づくことができた。

7.他の微生物も観察しよう!

最後に、ミジンコ以外の微生物も観察。細川氏は、ミドリムシや、学校の近くを流れる多摩川の水を用意した。

多摩川の水を顕微鏡で見ながら、微生物早見表と照らし合わせ、どんな生き物がいるか調べていく児童達。
「ここになんかいるよ!」
「これはなんだろう……ミドリムシじゃないし」
「この色と形は……フナガタケイソウじゃない?」
 皆で一緒に観察できるので、照合作業が早く進む。児童達は次々と生き物を発見し、喜びの声を上げていた。

もちろん、観察しながら静止画や動画も撮影。次の授業では、この保存した映像を教材にして、微生物の名前調べや分類活動を行うそうだ。

先生インタビュー

様々な教育課題を解決に導くICTの有効性を実感

班内で、クラス全体で、協働学習が活性化した!

狛江市立狛江第三小学校 渡辺秀貴 校長

最新のICTを使った、顕微鏡の観察活動。先生方の目には、どう映ったのだろうか。授業を終えたばかりの森島教諭と、授業を見学していた渡辺秀貴校長に尋ねると、二人共「とても効果的ですね!」と、満面の笑みで答えてくれた。

まず、二人が挙げてくれたのが、「協働学習の活性化」だ。
「普通の顕微鏡だと一人でしか見られませんが、モニタを見ながら班内で一緒に観察できるのがとても良い。皆の視点で多角的に観察できるので、発見や気づきが増えます」
 と、森島教諭は言う。事実、授業を終えた児童からは、
「皆で一緒に観察できたので、たくさん発見できた!」
 と、喜びの声が上がっていた。

渡辺校長も、「協働学習に最適ですね」と太鼓判を押す。
「顕微鏡の映像を皆同時に見られるので、気づきや発見をグループ内で瞬時に共有できます。子ども同士で教え合い、高め合うことができていると感じました」
 確かに、今日の授業では、「Aさんよく見つけたね。すごい!」などと、児童同士が褒め合う姿がよく見られた。
「褒められると子どもは嬉しいし、自信もつく。そして、もっとよく観察しようと学習意欲も高まる。そんな効果を、肌で感じました」(渡辺校長)。

班内だけでなく、クラス全体での協働学習も盛んになる。
「大型テレビで各班の顕微鏡映像を一覧できるのがとてもいいですね。他の班の画像と見比べることで、新たな発見も生まれますし、刺激も受けます」
 と、森島教諭は指摘する。その証拠に、ある児童が授業後にこう感想を述べた。

狛江市立狛江第三小学校 5年2組担任 森島理紗 教諭

「ミジンコはどれも同じ形だと思っていたけど、他の班の画像と見比べてみて、1匹1匹少しずつ違うのだなとわかりました」
 と。従来の顕微鏡ではなかなか気づきにくい、素晴らしい発見だ。渡辺校長も、各班の顕微鏡映像を一覧できる機能を高く評価している。
「大型テレビで他班の映像を常に見られるので、班の垣根を超えて、学びの共有化が進みます。協働学習が各班からクラス全体へと、シームレスに広がっていくのを感じました」。

森島教諭は、
「各班の画像を一覧できるのは、指導にも活きる」
 と言う。
「どの班が今何を見ているか一目瞭然なので、進捗状況の把握に役立ちます。うまくできていない班にはすぐ指導できますし、いい発見をした班はすぐに褒めて、皆に知らせることもできます」。

画像や動画を保存でき、再観察が容易に

次に二人が指摘したのが、「顕微鏡の映像を保存できる良さ」だ。

まず、振り返りや再観察が容易になる。次の時間では、iPadに保存したさまざまな微生物の画像や動画を見ながら、それぞれの名前を調べ、分類する活動に取り組む予定だが、
「これを普通教室で、すぐ行えるのは、とても助かる」
 と、森島教諭は言う。
「普通の顕微鏡で再観察するのは、とても大変です。理科室にもう一度顕微鏡や微生物を用意し、スライドグラスを作ってピントを合わせて……と時間も手間もかかります。その結果、再観察自体の時間があまり取れなくなってしまいます。しかしiPadに顕微鏡の映像を保存しておけば、普通教室ですぐに再観察や分類作業に取り掛かれます。画像を拡大表示して細部まで観察できるので、前回は見落としていた新たな発見も生まれやすいでしょう」。

児童が撮影した顕微鏡画像等を、そのまま教材にしてもいいと、渡辺校長は言う。
「撮った映像をポートフォリオ化し、他のクラスや学年に見せてもいい。観察のお手本になるし、刺激にもなる。上手に撮れた映像を教材にして大型テレビに映し、皆で観察してもいいでしょうね」。

誰もが発見を伝えやすくなり、「伝える力」が鍛えられる

さらに、
「顕微鏡の映像を撮影し保存できるということは、自分の発見を伝えやすくもなります。このメリットはとても大きいですよ」
 と、渡辺校長は力説する。
「従来の顕微鏡観察では、発見したことを皆に伝えるには、言葉で説明するか、スケッチして見せるしかありませんでした。これは、話の仕方や絵が苦手な子には、かなり困難な作業。せっかく良い発見をしているのにうまく伝えられず、授業に入っていけない子どもがたくさんいました。しかし、これらICTを使えば、そんなつまずきを回避できます。写真や動画を保存して見せれば、自分の発見が皆に伝わる。全員がつまずくことなく、観察活動に集中でき、単元本来の学習に取り組める。授業のユニバーサルデザイン化にも、効果があると感じました」。

顕微鏡の映像を発表の材料として使えることで、「伝える力」を鍛える効果もある。前述した「4.ベストショットを撮ろう」の活動をしていた時のことだ。森島教諭が
「ベストショットの条件は?」
 と発問すると、すぐさま児童達は撮り方を工夫し始めた。全体像が映るアングルを心がけたり、細部まではっきり見えるようにしっかりピントを合わせたり。また、動画を撮影する活動では、ミジンコの心臓やヒゲの動きがわかるように工夫して撮る児童もいた。自分達の発見がより伝わるように、児童は工夫し、「伝える力」が鍛えられていくのがわかった。
「顕微鏡の画像をプレゼンテーションソフトに貼り付け、発表資料をまとめて、プレゼンしてもいいでしょうね。伝える力の育成も、今の教育課題の一つ。そこに、このICTが効くと思います」(渡辺校長)。

授業の進行はスムーズ&スピーディになる

授業をスムーズかつスピーディに進行できる点も見逃せない。今日の授業の内容を、もう一度見直してほしい。これほどたくさんの活動を、わずか45分で実施できたのも、この「デジタル顕微鏡ワイヤレスセット」があったからこそだと、森島教諭は言う。
「顕微鏡をのぞく順番待ちをする必要がないですし、気づきや発見は瞬時に共有できる。だから授業がスムーズに進み、45分を効率よく使えます」。

株式会社内田洋行 営業本部 教育機器事業部 細川妃沙未 氏

二人の話を聞いていた細川氏も、大きくうんうんとうなずいていた。出前授業を行うのはこの狛江第三小で5校目だが、すでに出前授業を行った学校でも、
「45分の授業時間を無駄なく使え、クラス全員にしっかり観察させることができると、高く評価されました」
 と話す。そして、教師だけでなく、児童の反応にも手応えを感じていると、細川氏は言う。
「授業をしていると、子ども達から『すごいね!』と歓声が絶えないのです。彼らが『すごい!』と感心しているのは、デジタル顕微鏡やiPadといった機械ではなく、観察対象のミジンコやミドリムシ。微生物を観察すること自体を、楽しんでくれている。それがとても嬉しいですね」。

取材・文:長井 寛/写真:赤石 仁

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