5年
発展的に考える(数学的に表現できる)力を育てる算数指導       
〜少人数指導における発展・拡充コースの学習を通して〜       
埼玉県A小学校

1.はじめに

 各学校では,児童の実態に応じて「発展的な学習」を実施することが可能となった。

 「発展的な学習」とは,「学習指導要領に示す内容を身に付けている子どもに対して学習指導要領に示す内容の理解をより深める学習を行ったり,さらに進んだ内容についての学習を行ったりするなどの学習指導」であるが,本実践では,「発展的な学習」を指導する時間を単元末に特設するのではなく,1時間の授業の中に毎時間「発展的に考える活動」を取り入れることにより,「発展的に考える力」を育てていくことをねらいとした少人数指導の発展コースにおいて取り組んだ実践である。


2.実践にあたって(児童の実態と実践の要点)

単元名 5年「変わり方のきまり」

 本学校では算数の全時間を2学級を3分割した少人数指導に取り組んでいる。
そこでは,「算数の学習の仕方」や「数学的な考え方」などの習熟の程度に応じた指導が中心である。

 本単元で最も重要なのは,関数的な見方・考え方である。「関数の考え」は「変化する現象をとらえて,その中に変わらないものをとらえようとする考え」であり,例として次のような流れが考えられる。

1 伴って変わる量を見つける。
  一方が変わると,それに伴って変わるもう一方の量を見つけ,その関係に着目する。
2 変化させてみる。
  少ない場合から順に,実際に操作をしたり,図に表したりしながら,結果を表に記録する。
3 きまりを見つける。
  表の観察からきまりを見つけ,表の有効性や式で表現することのよさを知る。
4 根拠を探る。
  変化(横の見方)や対応(縦の見方)のきまりを見つけたら,その根拠を探り,すべての場合について調べなくてもすむようにする。
5 式に表す。
  見つけたきまりを式に表現する。(一般化を図る。)
6 きまりを活用する。
  きまりや式を他の場面にも活用したり,新たな問題につくりかえたりする。

問題の発展のさせ方

ア 数を拡張する。
イ 形を変える。
ウ 場面を変える。
エ 素材を変える。
オ 逆向きに考える。
 さらに,発展コースでは,与えられた問題だけでなく,その問題からさらに発展的に考える活動を取り入れ,発展的に考える力を育てることにした。

 本時の場合は,各自が発展問題をつくる活動を取り入れる。発展問題をつくるには,右の表の方法があるが,それを実際に体験することで,より追求して考える力や発展的に考える力を育てられるものと考える。

 本単元では,伴って変わる2量の関係をとらえ,変化する2つの数量を表に表すことを通して,数量関係や規則性を見つける能力を高め,関数の考えを育てることを主なねらいとしている。

 この実践では,5年「変わり方のきまり」の問題(具体的には,正三角形の数とマッチ棒の数との関係を調べる活動)を取り上げる。


3.単元の目標

変化する2つの数量を少ない場合から順に調べ,表に表し,表を観察することで,きまり を見つける能力を高める。

(1) 関心・意欲・態度
2つの数量の変化のしかたについて,対応する数値を表に表すなどして問題を解決しようとする。
(2) 数学的な考え方
対応する数値を表した表から変化のきまりや対応の規則性に気付く。
(3) 表現・処理
伴って変わる2つの数量の関係を,表に表したり,□や○などを用いて式に表したりすることができる。
(4) 知識・理解
伴って変わる2つの数量の関係を表に表したり,□や○などを用いて式に表したりするしかたが分かる。


4.指導計画 2時間扱い

目標 主な学習活動
変化する2つの数量を表に表すことを通して,数量関係や規則性を見つける能力を高める。
1 図にしたり,数字をあてはめたりして解く。
2 表にしたり,2つの数量の規則性を見つけたりして問題を解く。


5.授業実際(本時 2/2)

1 伴って変わる量を見つける。

マッチ棒を使って,図のように正三角形を横につないでいきます。

このとき,正三角形の数が増えるのに伴って,変わる数には,どんなものがありますか。

また,正三角形の数とその関係を調べましょう。

  正三角形の数が増えるのに伴って,変わる数量には,どんなものがあるかな。

C1   全部のマッチ棒の数

C2   ひし形の数
(正三角形2つからできるひし形)

C3   台形の数も変わるよ。
(正三角形3つからできる台形)

  いろいろなものが変わるんだね。この中から,今日勉強する価値のあるものについて考えていこうよ。「勉強する価値のあるもの」とは,既に習ったものやすぐに答えが分かるものではないことだよ。

「ひし形の数」と「台形の数」正三角形の数が1つ増えると,1つ増える事がすぐにわかるため,「今日,勉強する価値」はないことを,話し合いで確認。

  正三角形の数が1つ増えると,マッチ棒の数はどうなるかな?

  これも三角形が1増えると,3本ずつ増えるって,すぐ分かっちゃうよ。

  えっ,3? 2だろ。(「3だよ。」という子と「2だよ」。という子が出てきたため,これを本時の学習課題とする。)

正三角形の数とマッチ棒の数の関係を見つけよう

2 変化させてみる。(すべての児童が図をかいて,表にまとめ,表を観察する。)

3 きまりを見つける。

ぼくは,表にして横に見て考えました。



そして,正三角形の数が1こ増えると,マッチ棒の数は2本ずつ増えるという関係を見つけました。
私は,表を縦に見て考えました。



正三角形の数を2倍して1をたすと,マッチ棒の数が求められるというきまりを見つけました。式にすると,

正三角形の数×2+1=マッチ棒の数です。

ぼくは,初めに表を横に見ました。
すると,2本ずつ増えるという関係を見つけました。ということは,
「+2+2+2…」となるから,これは2の段の九九が使えると思いました。
そして,正三角形の数×2をすると,
マッチは2.4.6…となります。

これでは1たりないから,+1をしました。だから,「2×正三角形の数+1=マッチ棒の数」となりました。

4 根拠を探る。 5 式に表す。

  それぞれのきまりって,本当に合っているのかな。その根拠をさぐっていこう。

  なぜ,正三角形1こ増えたとき,マッチは2本しか増えないのだろう。三角形が1つ増えるんだから,3本増えるんじゃないの?

「前に出ていいですか?」と言い,下のような図をかきながら説明する。

正三角形を1増やそうとすると,3本の辺が必要なんだけどもともとここ(太線の部分)に1本あるから,あと2本増やすだけでいい。

次も同じように,ここ(太線の部分)に1本あるから,あと2本増やせばいい。


次のときは,ここに1本あるから,だから,いつも2ずつ増えます。


  なるほど,もともと1本はあるから,2本しか増えないんだね。


横の見方をすると,わかるように,


「2」というのは,この図ののことを表すと思います。

これが正三角形の数の分だけあるから,「2×正三角形の数」となると思います。

  では,「+1」の1というのは,どのマッチのことを指すと考えたら分かりやすいだろうね。

このマッチ

  では,今の考えに合わせると,こんな式になりそうなんだけど,どうかな?

1+2×正三角形の数=マッチ棒の数

その方がいいね。

6 きまりを活用する。
問題を発展させてみよう

マッチぼうを使って,下のように正三角形

横1列にならべていきます。

正三角形が6このとき,マッチ棒の数は何本でしょう。

  では,今日はもう1つやって欲しいんだよ。

問題を発展させてみよう。この問題で変えられるところには印をつけておきました。

この部分を変えて,新たな問題につくりかえましょう。



児童のつくった問題
1 三角形の数を増やす
マッチぼうを使って,下のように正三角形


横1列にならべていきます。

正三角形が30このとき,マッチ棒の数は何本でしょう。
2 マッチ棒の数から,三角形の数を求める
マッチぼうを使って,下のように正三角形


横1列にならべていきます。

マッチ棒の数が31本のとき,正三角形の数は何こでしょう。
3 正方形にならべて
マッチぼうを使って,下のように正三角形


横1列にならべていきます。

正方形が6このとき,マッチ棒の数は何本でしょう。
4 いろいろな方向にならべて
マッチぼうを使って,下のように正三角形


いろいろな方向に並べていきます。正三角形が6このとき,マッチぼうの数は何本でしょう。

  4の問題を取り上げて)横1列に並べなくても,正三角形の数とマッチ棒の数との関係は,同じきまりになるのかな?

  なるよ。(半数程度)この正三角形に新しく三角形を増やすとき,


と,どこにつけても2本ずつ増えていくから同じきまりになります。
(「でも,だめなときもあるよ。六角形になっちゃうと,だめだよ。」という声も。)
  みんな,すごいね。確かにこんなふうに,六角形になっちゃうと,1本しか増えないね。では,まとめるね。

きまりを見つけるには

少ない場合から順に調べていけばよい。
図にかいて,表にまとめて,表を観察すればよい。
見つけたきまりの理由も考えるとよい。


6.おわりに

1  本時の問題は,子どもたちにとって,学び方【1伴って変わる量を見つける,2変化させてみる。(図にかき,表に記録する),3きまりを見つける(表の観察からきまりを見つけ,表の有効性や式で表現することのよさを知る),4根拠を探る,5式に表すなど,一般化を図る,6きまりを活用する】が分かっていさえいれば,容易に学習を進めることができる内容と言える。今回の授業は,習熟の程度が高い児童を対象に行った事もあり,前時の学習が子どもたちによく定着しており,上記の流れに沿って授業を進めることができた。
2  自力解決の段階では,「表に記録し,それを観察する」ことから,横の見方(変化)と縦の見方(対応)の両方のきまりが児童から発見され,表の有効性が児童自身にも実感できたと感じた。
3  児童自身には縦の見方の方が優れているという思いが,授業前には感じられたが,それぞれのきまりの根拠を探る際,横の見方をしてから,縦の見方をすると,式の根拠もはっきりすることに気付き,横の見方のよさを感じていた。
4  学習活動の最後の問題づくりでは,きまりの活用といった点で,今一歩の面があった。ただ数値を変えたり,図形の形を変えるだけでなく,「今日学習したきまりが活用できる問題につくりかえよう」といった助言が必要であったと感じた。
5  算数で身に付けるのは,特定の知識や技能だけではない。身に付けた算数の内容から,算数を新たにつくっていくという発展的に考える力や態度を身に付けることも大切となる。そして,発展的に考える力や態度を育てることは,依然と同様の学力を維持するという消極的な考え方ではなく,算数の理解を深め,確実なものとしながら,学ぶ楽しさが分かることに意義があるという積極的な考え方をもって指導していきたい。

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