ほぼ週刊！昌平高校サイエンス･パートナーシップ・プロジェクト開始（第１回）

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2007年11月29日

１１月２６日（月）、普通科１年１組を対象に、サイエンス･パートナーシップ・プロジェクト（以下、ＳＰＰ）を実施しました。

ＳＰＰは文部科学省が「科学技術・理科大好きプラン」の一環として実施しているもので、大学や研究機関など、科学技術を研究している現場と中・高等学校などの教育現場との連携を支援し、生徒の科学技術、理科、数学に対する興味・関心等の知的探究心の育成を図るものです。独立行政法人・科学技術振興機構　理数教育支援部・連携学習支援課などが後援となっています。

本校では、数学の分野でＳＰＰに取り組み、「身近な事象を数学する」と題して第１回の学習活動を行いました。今回を含めて２回のＳＰＰの学習活動を行い、その後、東日本国際大学経済情報学部との連携授業を行い、より学習内容を掘り下げていく予定です。

以下に、写真で授業の様子をご紹介します。

本校のＳＰＰ活動を講義・支援していただいのは、福島大学の森本明　准教授（プロフィール）と、同大学数学教育研究室の学生の皆さんです。

今回のＳＰＰではグラフ電卓や情報収集機器などを使い、日常生活の中での現象から、関数を中心とする数学の法則を見出し、問題解決に役立てる方法を模索するという、生徒にとっては「新しいアプローチ方法」を体験させることにあります。
また、モデルを使って推論を立てる活動を通して、新しい発見や数理的処理の有用性に気づかせ、生徒自身の「課題探求・問題解決能力」を身につけることも目標としています。
第１回目の授業では「ＭＡＴＨボトル」というテーマでペットボトルを用いた実験で、数学してみました。具体的には、水を満たしたペットボトルの底に穴を開け、水の放水によって下がる水位になんらかの法則性があるかを考えました。

その１．問題の提起
まず、今回の学習で考える教材についての説明をしていただきました。
科学･数量的な思考におけるステップその１「問題の提起」です。生徒たちは説明を受けている間も、先生（福島大学の学生さん）から問題を解決に役立ちそうなヒントはないか、慎重に聞いています。

その２．実験方法の検討、仮説の設定

実験をやる前に、実験方法を検討し、仮説を設定します。この作業はとても大切です。なぜならば、仮説を設定しないと、どのような結果になるか推測することもできないし、問題解決の糸口も見えにくいからです。実験の方法を確認したら、誰がどの係り（実験装置を動かす係、時間を計る係、記録をする係、観察する係）を担当するのかを決めます（役割分担の設定）

そして、実験結果を推測して、仮説を立てます。みんなで意見を出しながら、ホワイトボードにマジックで書き出してみました。このとき、班ごとに議論が進み、いろんな予想がでました。

その３・実験・検証
仮説を立てたら、さぁ、実験。・・・・どんな結果になるでしょうか。役割分担をしっかりして、上手に測定しよう！

４．データ整理・考察
実験データが得られたぞ。さぁ、データ整理だ。何か法則性はあるだろうか？
実験データをグラフ用紙に転記してみました。何か曲線が見えてきたよ。
グラフ電卓でも、データ整理してみました。グラフ電卓はとても便利です。
今回は以下の２つの機能が役立ちました。
　　１．測定データを入力して、グラフを書く。
　　２．描画されたグラフがどんな関数に従っているか計算する。
科学技術が進んだ現代は、情報機器を使いこなすことも大切なことです。このあと、班ごとに積極的な議論がなされ、班ごとに結論をつけることにしました。

その5.発表会
班ごとにまとめた結論を発表しあいます。緊張しますね。他の班はどう考えたのかも気になります。先生が発表を司会してくれました。測定によって得られたグラフなどを発表しました。

先生が司会をしてくれました。測定データをまとめたグラフを発表しました。

こちらの班は、測定したデータをグラフ電卓でまとめた結果を発表してくれました。手作業（測定データをグラフ用紙に記入する）のまとめも上手にできました。

この班はグラフ電卓を使って、描いたグラフをプロジェクターで投影してみました。みんなで実験結果を確認できます。

また、関数が表すグラフも出してみました。その結果によると・・・という関数になってることがわかりました。
２次関数ですね。a、ｂ、ｃには定数が入ります。
なるほどなー、２次関数になるのかー。予想通りだ。予想と違った。さまざまな感想を持ったことでしょう。

次回、１２月１３日には、「ペットボトルで音あそび」をします。どんな学習になるのでしょう。楽しみですね。森本先生、次回もよろしくお願いします。

以上、昌平高校の「身近な事象を数学する」をご紹介しました。