中学校学習指導要領解説【理科編】第1分野(7)科学技術と人間の解説

学習指導要領
この記事は約10分で読めます。

「中学校学習指導要領解説【理科編】(平成29年7月)」p63~の「(7)科学技術と人間」についての解説です。

本文は中学校学習指導要領解説【理科編】のコピー&ペーストです。見出しや付箋、マーカーペンについては私が追記した部分ですので、ご注意ください。

先生方の研究授業やカリキュラムマネジメント、移行措置の確認などに生かしていただければ幸いです。

第1分野(7)科学技術と人間

単元全体の枠組み

(7)科学技術と人間
 科学技術と人間との関わりについての観察,実験などを通して,次の事項を身に付けることができるよう指導する。

ア 日常生活や社会と関連付けながら,次のことを理解するとともに,それらの観察,実験などに関する技能を身に付けること。

イ 日常生活や社会で使われているエネルギーや物質について,見通しをもって観察,実験などを行い,その結果を分析して解釈するとともに,自然環境の保全と科学技術の利用の在り方について,科学的に考察して判断すること。

既習事項

 中学校第1分野では,第1学年で「(2)身の回りの物質」,第2学年で「(3)電流とその利用」と「(4)化学変化と原子・分子」,第3学年で「(5)運動とエネルギー」と「(6)化学変化とイオン」など,物質とエネルギーについて学習している。

大項目のねらい

 ここでは,理科の見方・考え方を働かせて,エネルギーや物質に関する観察,実験などを行い,その結果を分析して解釈し,日常生活や社会と関連付けながら,エネルギーや物質についての理解を深め,エネルギー資源や物質を有効に利用することが重要であることを認識させることが主なねらいである。また,科学技術の発展の過程や科学技術が人間生活に貢献していることについての認識を深めさせ,思考力,判断力,表現力等を育成することが主なねらいである。

「思考・判断・表現」育成の考え方

 思考力,判断力,表現力等を育成するに当たっては,自然環境の保全と科学技術の利用の在り方について多面的,総合的に捉え,科学的に考察して判断させるようにすることが大切である。その際,話合いやレポートの作成,発表を適宜行わせるようにする。

特記事項・配慮事項

 なお,「(イ)自然環境の保全と科学技術の利用」の学習は,第2分野の「(7)自然と人間」と関連付けて総合的に行い,自然環境の保全と科学技術の利用の在り方について科学的に考えさせ,持続可能な社会をつくっていくことが重要であることを認識させる。

(ア)エネルギーと物質
 ㋐ エネルギーとエネルギー資源
 様々なエネルギーとその変換に関する観察,実験などを通して,日常生活や社会では様々なエネルギーの変換を利用していることを見いだして理解すること。また,人間は,水力,火力,原子力,太陽光などからエネルギーを得ていることを知るとともに,エネルギー資源の有効な利用が大切であることを認識すること。

 ㋑ 様々な物質とその利用
 物質に関する観察,実験などを通して,日常生活や社会では,様々な物質が幅広く利用されていることを理解するとともに,物質の有効な利用が大切であることを認識すること。

 ㋒ 科学技術の発展
 科学技術の発展の過程を知るとともに,科学技術が人間の生活を豊かで便利にしていることを認識すること。

(内容の取扱い)

ア アの(ア)の㋐については,熱の伝わり方,放射線にも触れること。また,「エネルギーの変換」については,その総量が保存されること及びエネルギーを利用する際の効率も扱うこと。

イ アの(ア)の㋑の「様々な物質」については,天然の物質や人工的につくられた物質のうち代表的なものを扱うこと。その際,プラスチックの性質にも触れること。

 ここでは,生活の中では様々なエネルギーを変換して利用しており,エネルギーの変換の前後でエネルギーの総量は保存されること,変換の際に一部のエネルギーは利用目的以外のエネルギーに変換されること,エネルギー資源の安定な確保と有効利用が重要であることを認識させること,天然の物質や人工的につくられた物質が幅広く利用されていることを理解させ,それらの有効な利用が大切であることを日常生活や社会と関連付けて認識させることが主なねらいである。また,具体的な事例を通して科学技術の発展の過程や現代における状況を理解させるとともに,様々な科学技術の利用によって人間の生活を豊かで便利にしていることを認識させることが主なねらいである。

㋐ エネルギーとエネルギー資源について
 第2学年では,電気がエネルギーをもつこと,放射線が透過性などの性質をもつこと,化学変化には熱の出入りが伴うこと,第3学年では,運動エネルギーと位置エネルギーが相互に移り変わること,化学エネルギーが電気エネルギーに変換されていることについて学習している。
 ここでは,これらの学習と関連を図りながらエネルギー変換に関する観察,実験などを行い,日常生活や社会では様々なエネルギーを変換して利用していることを,エネルギーの保存や利用する際のエネルギーの効率と関連させながら見いだして理解させる。
 また,様々なエネルギー資源の利用について,人間が水力,火力,原子力,太陽光など多様な方法でエネルギーを得ていることをエネルギー資源の特性やエネルギー変換の方法と関連付けて理解させることがねらいである。また,エネルギーを有効,安全に利用することの重要性を認識させることがねらいである。
 エネルギー変換については,例えば,模型用のモーターを発電機として利用し,様々な方法で軸を回転させて発電させたり,太陽電池(光電池)に光を当てて発電させたりして,その電気で光や音,熱などを発生させる実験を行い,それぞれの現象をエネルギーの変換という視点から捉えさせ,日常生活や社会ではエネルギーを適宜変換して利用していることを見いだして理解させる。これらを基に,様々な形態のエネルギーが相互に変換されることや,変換の前後でエネルギーの総量は保存されることを理解させる。
 例えば,糸につけたおもりを模型用モーターで引き上げる実験や,模型用モーターを利用し糸につけたおもりを落下させて発電させる実験を行い,電力量と仕事や位置エネルギーを比較する。また,その結果を分析して解釈し,エネルギーの総量は保存しながらも,エネルギーの一部が利用目的以外のエネルギーとなることを理解させるとともに,利用効率を高める方法を考えさせる活動などが考えられる。
 熱の伝わり方については,具体的な体験や身の回りの器具と関連させながら,伝導や対流,放射があることに触れる。
 エネルギー資源の利用については,日常生活や社会で利用している石油や天然ガス,太陽光など,エネルギー資源の種類や入手方法,水力,火力,原子力,太陽光などによる発電の仕組みやそれぞれの特徴について理解させる。その際,原子力発電では,ウランなどの核燃料からエネルギーを取り出していることに触れる。放射線については,核燃料から出ていたり,自然界にも存在し,地中や空気中の物質から出ていたり,宇宙から降り注いでいたりすることなどにも触れる。
東日本大震災以降,社会において,放射線に対する不安が生じたり,関心が高まったりする中,理科においては,放射線について科学的に理解することが重要であり,放射線に関する学習を通して,生徒たちが自ら思考し,判断する力を育成することにもつながると考えられる。その際,他教科等との関連を図り,学習を展開していくことも考えられる。
 また,日本はエネルギー資源が乏しく,それらの安定した確保が大きな課題であること,化石燃料には長い年月の間に太陽から放射されたエネルギーが蓄えられていること,その大量使用が環境に負荷を与えたり,地球温暖化を促進したりすることなどから,省エネルギーの必要性を認識させ,エネルギーを有効に利用しようとする態度を育てる。
 さらに,今後,環境への負荷がなるべく小さいエネルギー資源の開発と利用が課題であることを認識させるとともに,風力,地熱,バイオマスなどのエネルギー資源の利用,燃料電池や新たなエネルギーの開発の現状や課題についても触れる。

㋑ 様々な物質とその利用について
 第2学年では,物質は原子や分子からできていること,物質の種類の違いは元素の違いとその組合せによることを学習している。
 ここでは,これらの学習と関連を図りながら,物質に関する観察,実験を行い,日常生活や社会では様々な物質が幅広く利用されていることを理解させる。また,物質を再利用するなど物質の有効な利用が大切であることを認識させることがねらいである。
 天然の物質をそのまま用いていた時代から,これらに加え,人工的につくられた物質を利用する時代に変わってきたことなど,物質の変遷を取り上げ,使用目的や用途に応じた機能を備えた素材が開発され,日常生活や社会に役立ってきたことを理解させるとともに,物質を再利用するなど物質の有効な利用が大切であることを認識させる。
 物質に関する観察,実験などとして,例えば,プラスチックの性質を調べること,天然繊維と合成繊維の性質を調べること,石けんや合成洗剤の性質を調べることなどが考えられる。その上で,木材,絹など天然の物質とプラスチック,合成繊維など人工的につくられた物質を取り上げ,日常生活や社会で,幅広く利用されて私たちの豊かな生活を支えていることを理解させる。その際,プラスチックに関しては,その性質,用途などについて触れる。例えば,ポリエチレン(PE)ではつくりに触れ,ポリエチレンテレフタラート(PET)では有効な利用について触れることなどが考えられる。

㋒ 科学技術の発展について
 ここでは,具体例を通して科学技術の発展の過程や現代の状況について理解させるとともに,科学技術が人間の生活を豊かで便利にしていることを認識させることがねらいである。
 例えば,科学技術が著しく発展した産業革命から現代までを中心に取り上げ,化石燃料のエネルギーを利用して連続的に大きな力を取り出すことができる蒸気機関が発明され,産業革命が起こり,工業が急速に進歩したことなどを理解させる。さらに,現代の科学技術の発展の状況を調べさせることも考えられる。
 このような科学技術の発展により,現代社会では豊かで便利な生活を送ることができるようになっていることやこれからの科学技術の可能性を理解させる。例えば,資源やエネルギー資源の有効利用,防災,医療,農林水産業,工業,交通及び通信などに科学技術が役立っている平易な例について調べさせたり,ナノテクノロジー,人工知能,ロボット,宇宙開発,深海探査など最新の科学技術を調べさせたりすることが考えられる。コンピュータや情報通信ネットワークなどを利用したり,施設などを見学したりして情報を集め,整理してまとめさせたり,発表させたりすることが大切である。
 学習を進める上では,科学技術の発展を振り返りながら,科学技術の有用性と活用の在り方について考えさせ,これからの科学技術の発展の方向性について,具体的な例を挙げ,科学的な根拠を基に検討させる。
 その際,科学技術の負の側面にも触れながら,それらの解決を図る上で科学技術の発展が重要であることにも気付かせる。

(イ)自然環境の保全と科学技術の利用
 ㋐ 自然環境の保全と科学技術の利用
 自然環境の保全と科学技術の利用の在り方について科学的に考察することを通して,持続可能な社会をつくることが重要であることを認識すること。

(内容の取扱い)

ウ アの(イ)の㋐については,これまでの第1分野と第2分野の学習を生かし,第2分野の内容の(7)のアの(イ)の㋐及びイと関連付けて総合的に扱うこと。

 ここでは,第1分野と第2分野の学習を生かし,科学技術の発展と人間生活との関わり方,自然と人間の関わり方について多面的,総合的に捉えさせ,自然環境の保全と科学技術の利用の在り方について科学的に考察させ,持続可能な社会をつくっていくことが重要であることを認識させることがねらいである。
 このねらいを達成するため,中学校最後の学習として,第2分野(7)のア(イ)㋐と併せて扱い,科学的な根拠に基づいて意思決定させる場面を設けることが大切である。

㋐ 自然環境の保全と科学技術の利用について
 ここでは,私たちの日常生活や社会は,科学技術に依存している一方で,科学技術の利用が自然環境に対し影響を与え,自然環境を変化させていることを理解させる。その際,エネルギー資源など,私たちの生活を支えるための利用可能な資源は有限であることに気付かせる。さらに,限られた資源の中で自然環境との調和を図りながら,持続可能な社会を築いていくことが課題であることを認識させる。
 第1分野及び第2分野の学習を踏まえ,科学技術の利用と自然環境の保全に関わる事柄を取り上げ,例えば,次のようなテーマを生徒に選択させることが考えられる。
・再生可能エネルギーの利用と環境への影響
・エネルギー資源や様々な物質の利用とその課題
・水資源の利用と環境への影響
・生物資源の利用と自然環境の保全
 このようなテーマで課題を設定させ,調査等に基づいて,自らの考えをレポートなどにまとめさせたり,発表や討論をさせたりする。調査の際には,課題を解決するための情報を収集するために,図書館,博物館などの社会教育施設や,情報通信ネットワークなどを活用することが考えられる。
 指導に当たっては,設定したテーマについて科学技術の利用と自然環境の保全に注目させ,科学的な根拠に基づいて意思決定させる場面を設けることが大切である。例えば,意思決定を行う場面では,資源の利用は私たちの生活を豊かにする一方で環境破壊を引き起こすなど,同時には成立しにくい事柄を幾つか提示し,多面的な視点に立って様々な解決策を考えさせたり,それを根拠とともに発表させたりすることなどが考えられる。

コメント

タイトルとURLをコピーしました