■例会報告                   「生物学教育研究」No.336

11 月 例 会 か ら

日 時 2004年11月12日(金)18時30分から21時まで
出席者 石渡、小川、済藤、渋谷、鈴木、鷹取、平山、前沢、町井、宮地。
記 録 鷹取。

            <紹介・配布された資料など>

1.「生物学教育研究」No.335(2004年11月号):鈴木綾子
2.学習用位相差顕微鏡:小川郁
3.ビデオ(自作)「顕微鏡で見た世界」:小川郁
4.「どんぐり餅の作り方」「いろいろなドングリ」:町井弘明
5.「ヒトの体」(小5)授業案:渋谷淑恵
6.「ヒトの体」指導資料(教材):明星学園理科部
7.「シカの増加をどうするか−−シカ駆除しかないと言われるが−−」:鷹取健  



1.教材研究 小川 郁:みんなで 顕微鏡で見よう

(1)微細な生物体の動きが見える 
顕微鏡を使って構造やはたらきを確認する授業を進めている小川郁さんが、位相
差顕微鏡を1台持ってきた。
 特別な作業技術を駆使することなく「動いているものが見える」から、みんなで
見ようという訳で、実際中学生に観察させた実践報告もあった。

 試料を作って見る
 切片をスライドガラスに載せてカバーガラスで覆って、ステージに置き、接眼レ
ンズをのぞく代わりにテレビモニタを見る。試料のどこを観察するかは、テレビモ
ニタを見ながら顕微鏡を操作していく。慣れれば、この方が操作しやすい、という
ことになるだろう。記録はスケッチもよいが、ビデオテープその他に残す。

 位相差顕微鏡製品の例
 小川さんが持ってきた製品を紹介しよう。
 イポナコロジー有限会社発売、
 形式「ODEO-2003-」
 CCDカメラ  1/4インチ、27万画素CCD
 出力      ビデオ出力
 焦点調節機構  直進ヘリコイド式
 鏡筒長      160
 対物レンズ   アクロマート
           40倍(標本破損防止装置付) 14インチモニタ上で3,600倍
           10倍                14インチモニタ上で 900倍
           リボルバーによる切替式(オプションに20倍がある)
 ステージ    L字型メカニカルステージ

 科教協全国研究大会などで製品を紹介・販売をしていたが、われわれの中ではまず
吉村成公さんが購入。学校備品としても購入した。このあと、小川さんは1台194,
000円で学校備品として購入して利用。吉村さんが購入した段階では10万円であっ
たが、宣伝しても一向に売れないので値上げしたのだという。もともとオランダの
Zernike(1935)の原理発見によるものが流布しているわけであるが、わたしの手元
には堀健夫(北大)の特許に基づく製品の説明書がある。東洋光学工業株式会社の製
品で、学校の備品に購入できなくて諦めた記念の印刷物である。小川さん使用のは
だれの考案なのであろうか。

(2)細胞の中、微生物を見る
 小川さんはオオカナダモのとげの部分を見よう、と言ってセットした。明星学園
理科室のテレビモニタに映し出された映像はモノクロームであるが、微細な物質が
さかんに移動しているのがはっきり分かる。葉緑体の大きさと比べてみると動いて
いるものが微小で、普通の顕微鏡ではほとんど分からないだろうと思った。
「動いているものが見える」し、実は普通の顕微鏡では透過率や屈折率がほとん
ど差がなくて、ただ透明であるから見えないものが光の回折と干渉を利用して“見
える”というのが位相差顕微鏡の性能である。小川さんが試した通り、分厚いもの
は位相差顕微鏡の場合でも見えにくい。

 「口の中は動物園」
 ヒトのほおの粘膜を少々はがして見るというのが教科書の「観察」に掲載されて
きている。これを見よう、ということになった。これは容易に見える。ここでの観
察は、死んだ細胞の様子を見るというよりも、生きている微生物が動き回っている
のを確認することである。
 口内の細菌がうようよ動いているのがはっきり見えてきた。対物レンズは40倍を
使ってみた。これは鷹取の口の中の細菌である(歯垢の観察)。スライドガラスか
床が水平でなくてやや斜めなのか、映像の物質が一方向に移動していくが、そのな
かで丸い粒が4個連なった細菌があちらこちらに見え、しかも方向はまちまちに動
いている。口の中は動物園、と報告した昔のエピソードを思い出した。
 お茶を飲んだ人、歯磨きをした人ではあまりよくは見えない、という。 

 細胞内の顆粒
 細胞には核があるし、植物では緑色の粒葉緑体がある。これを染色しないで生き
たままで見せれば「核も見えるし、原形質流動」が確認できる。
 ここまではいわゆる普通の顕微鏡で見えるのだが、位相差顕微鏡でははっきり動
く様子が分かる。ブラウン運動の話はどこかですることにして、細胞内の小さな物
質をもう少し見せたい、という期待がある。それは光合成と葉緑体、呼吸とミトコ
ンドリアという対応でみると、ぜひともミトコンドリアを、接眼鏡(レンズ)をの
ぞいて、あるいはテレビモニタ上で確認させたいと出席者が言う。高等学校の実習
ではミトコンドリア確認のテーマがあるという。染色してみるという訳で、特有の
タンパク質を染めて確認するらしい。
 電子顕微鏡以外での観察でミトコンドリアを観察させてみよう、というのが当面
の目標になった。

 細胞や微生物の観察
 ブルガリアヨーグルトを生徒に見せているという話があった。バナナの細胞とデ
ンプンを見よう、とセットしてみた。もちろん見えた。ピーマンやミカンも観察対
象になるようである。選択の根拠はよくは分からない。
 さらに、今回の観察では、あらかじめ小川さんがビデオ撮りしておいてくれたも
のを見せてもらった。ビデオやDVDに録画しておくと効果的な学習指導が出来る
ように思った。
 なお、血流の観察では、小川さんはメダカでなくドジョウが扱いやすいと報告し
た。これはだいじな工夫で生物サークルのホームページと『理科教室』2004年12月
号に写真とともに解説記事があるので、普及するのを期待しているところである。

(http://homepage3.nifty.com/seibutsu-circle)


(3)教材整備−−一定レベルの映像を記録−−

 小・中学校用顕微鏡でなく
 顕微鏡観察の学習指導では、接眼鏡(レンズ)にカビは生えているものを無神経
に使わせていることがないようにしたいと思う。もともと対物鏡と接眼鏡とは相性
があるもので、会社も製品も混在している状態で利用させたくない。もっとも、小
学校や中学校で購入できる製品は、カメラで言うとコンパクトカメラ級であるから、
気にすることはないと言う人がいるかも知れない。集光器は無いし、絞りも簡単な
ものが付いているのみ。反射鏡は平面と凹面2種があるが、生徒はどこまで使用法
をマスターしているのだろうか。
 教師用、あるいは高等学校用顕微鏡で観察すると鮮明に見えることがあり、学習
には観察用具の性能を考慮すべきであると思う。今回の観察では対物レンズがアク
ロマートであるから、教師用に一般的な対物レンズアポクロマートがあるなら付け
替えて観察してみたらさらに鮮明に見えるかというと、そういう問題ではないか
ら、検体の作り方で慎重にしたいし、顕微鏡を水平な頑丈な床の上に置いて観察し
てみたいと思った。

 指導用に教材を作るには
 1枚くらいスケールを一緒に写しこむとかしてみたいし、照明法まで吟味したビ
デオ撮影をして教材整備をしてみたいと感じた。そこで、小川さんの貴重な報告で
は、顕微鏡観察の方法(したがって指導法も)、映像撮影法、および編集の首尾ま
であるので、これらを紹介してもらえたら、と続きを期待したい。
 指導用に、ビデオを作成する場合、できるだけ性能の高い製品を使いたいし、得
られた教育用の映像を頒布できるところまですすめてみたいと思う。
 位相差顕微鏡で、今回、生物観察用に設計されているダークコントラストのレン
ズ系を使用したから、核や細胞質は黒く見えた。高校生用の古い参考書を開いてみ
たところブライトコントラストを使って観察したサンショウウオの写真が掲載され
ていた。サンショウウオの胚の色素細胞を見たもので、色素粒が明るく、やや黒っ
ぽく小さく細長いミトコンドリアが見える。
 このページに、タマネギの表皮細胞では、見える細胞質粒子が「ミトコンドリア
であるか否かは軽々しくは断言できない」とあって、見ただけで判断できないよう
な口ぶりであると解釈したところである(太田行人『体系学習 生物』清水書院、
1960年)。その通りであると思った。

           

2.実践報告 渋谷淑恵「ヒトの体(小5)」

 2004年10月23日の公開研究会でおこなわれた授業とその後の授業の報告を聞い
て、11月例会出席者で学ぼうという企画である。公開研究会当日、授業参観者で研
究協議がおこなわれているが、それから時間が経ち、指導時間も長くなっていると
ころから、授業計画のかなりの部分の検討ができそうであるということ、また同僚
の前沢さんの実践と比較も期待できるという状況ですすめられた。
 質問・応答というスタイルですすみ、学習課題(文)の作成を中心に討議がすす
んだのは、授業を参観していない人が多かったからで、しかしこれはこれで大きな
意味があったように思う。

(1)指導計画
 出席者には10月23日の公開研究会に参加した人がいるし、また指導計画が提案・
検討された9月例会に参加しなかった人もいるし、しかも公開研究会に参加しなか
ったという人が出席しているので明星学園での小学校高学年における生物単元の構
成とその指導の状況を説明するところから始めてもらうことにした。次に簡単に指
導計画を紹介しよう。詳細な資料は明星学園に請求されたい。

 小学校第5学年 動物と卵
 小学校第6学年 動物と食べ物
 この2つの単元を学習させることで動物の種族維持、個体維持が認識させられ
る。
 この学習は、動物体のしくみの学習とあいまって成果が上がると考えられるの
で、
18時間配当の計画をつくってみた。教材としては身近な人体を扱うことで目標達成
をねらう。また、すでに大まかながら、第5学年の学習で生物の細胞の概念を導入
している。ヒトの体を学習する中で細胞の理解を高めていきたいし、細胞のはたら
きを学習させるところがこの動物体のはたらきという指導計画の基本になると思う。

単元の目標 ヒトの体は様々な器官によって構成され、それぞれ生命維持活動に
        必要な役割を担っていることを理解する。
指導計画
 (1) 細胞(1時間)
   細胞とはどのようなものか(説明 生物体を構成している細胞、器官、人体
の構造図を配布)/アメーバの観察。質問1 人間の体の中にはどういう物が
入っているか。/口から校門までの食べ物の通り道を図示させる。
(2) 消化・吸収(5時間、授業研究はこの4時間目)  
   研究会当日の授業内容は消化の5時間目で、「小腸で吸収されなかった食べ
  物は、大腸で水分を吸収され便として排出される」ことを理解させる。計画よ
り1時間多くなっている。質問は「小腸の中では、まだ液状の食べ物が肛門を
通る時固形の便になるのはなぜか」である)
(3) 排出(1時間)
(4) 呼吸(4時間)
(5) 循環(3時間)
(6) 筋肉・骨格(2時間)
(7) 神経(3時間)


(2)指導についての報告と質疑・討議
 渋谷淑恵さんの場合は学習課題を「課題系列」という表現をとるが、授業では
「質問」としている。前頁に「(1) 細胞」「(2) 消化・吸収」で紹介したのが一例
である。

 〔質問5〕について  
 ここの質問は「小腸で吸収された栄養はどのようにして体中に運ばれるか」で
「(5) 循環(3時間)」の課題になる。渋谷さんは毛細血管を通る血液が運ぶ、と教
えていく。それはエネルギーとして生きるのに使われる教える、と説明していった
のに対して、意見が出された。
 体が作られるときの材料として使われるということも教えてはどうか、というの
である。

 〔質問6〕について
 ここで「細胞にも寿命があり古い細胞を壊し新しい細胞を作っています。」と説
明して、「体でできた、いらなくなった物質はどこへ行くのでしょう。次の3つの
中から、ひとつ選びなさい。」という選択肢を出しての質問がある。
 「いらないもの」とは何か、が話題に取り上げられた。
 鈴木綾子さんは「いらなくなった物質」というものがあるだろうかと疑問を出
し、いらないものという表現では理解しにくいのではないかということと、質問を
変えて「尿には何が含まれているか」というのはどうかと発言した。いずれにして
も腎臓のはたらきの学習をさせる時間である。鷹取の感想としては、食べ、吸収
し、体を作るという営みを教えるとすると、このとき不要物まで作るということを
教えるのかが問題の一つ。そして、おしっこ(尿)が出てくるが、むしろ「このお
しっこは水だけなのか」というようなスタイルの方が分かりやすいのではないかと
いうことなのだろうと思った。
 宮地俊作さんは選択肢ア・イ・ウの文は「これまでに学習していない内容を含む
のであるなら、児童はかえって迷うかもしれないと思うが」と疑義を出した。「腎
臓に運ばれ…」というくだりである。
 なお、鈴木さんは討議のやや後でのことであったが、ここで栄養(栄養素)が個
々の細胞に運ばれると学習していくが「他に何か運ばれるか」まで考えさせたいと
いう。すると、質問7、質問8を設けていることで酸素も細胞に送られれていくこ
とが学習されるようになっているのにもかかわらず、このような見解が出てくるの
は“細胞が生かされています”とか“新しい細胞を作っています”という表現を変
えた方がよいという意見であるからだろうか。

 配当時間や学習内容
 宮地さんは、彼にとって18時間配当というのが驚きで、理科が4時間/週という授
業であるという説明で、やや納得したようだ。小川さんは、意欲的な取り組みであ
ると評価している。
 化学変化の学習がない中での物質交代の学習指導は至難であろうが、尿の成分、
アンモニアというような物質名を扱うまではできないのか・できるのか、これは今
後の課題。町井弘明さんは二酸化炭素にもふれてみたいと発言した。
 老廃物は水と一緒に出る訳だが、おしっこと糞との違いについて教師が説明すべ
きだろう、という。

 選択肢の設け方
 〔質問6〕でア、イ、ウの3つがあるが、「その他」というのは作っておかない
のか、という質問があった。明星学園では「?」というので充てている。迷ってい
る、よく分からないという場合は、はてなマークで人数を数えている、という。
 児童の討議は結局「ウ 血液によって腎臓に運ばれおしっことして捨てる」とい
う考え方に落ち着いたという。

 〔質問7〕は空気の成分を聞き出す
 呼吸の学習の前にこの質問が出されている。〔質問8〕で「空気と人間が吐く息
の成分が同じか」を出す。
 児童の多くは「ちがう」と答えている。10人ほどの発言では肺で酸素を吸収して
二酸化炭素を出していると発言したという。その後、実験して確認した、と前沢さ
んも報告した。これは、「酸素が体の中で使われた」と話したという。

 食べる・吸収・消費
 小川郁さんは話題を質問4に戻して言った。質問4は「小腸の中では、まだ液状
の食べ物が肛門を通る時固形の便になるのはなぜか」である。記録者の記憶が明瞭
でないので十分な記載はできないが、おおよそ以下のような意見交換があった。
 食物が消化されて〔質問5〕の学習で、吸収され体中(体全体に)に運ばれる。
未消化の物質が大便(糞)になる。こういう筋道で児童が理解できたのだろうか。

 固形物がこわれてうんちになる、というところは混乱を起こさないか、という心
配が出てきた。また、〔質問6〕の学習で細胞が壊れたという知識が導入される
が、このあたりでは壊すのに栄養が使われ、新たに細胞を作るのに栄養が使われて
いる、また生きていくのに栄養が使われたと理解させていけなかった。
 しかしながら、「ブドウ糖がどうなったか」というような問いかけはできないの
であるから、このあたりの指導は残された課題というところだろう。鷹取の私見で
は「栄養」という言葉は「栄養物質」「栄養素」とでも表現したいし、「生物の体
を作る材料」と言いたい。材料としても消費されるという意味である。髪の毛を作
る、というのは児童は分かるのではないか、と誰かの意見があった。

 ふたたび「(4) 呼吸」〔質問8〕
 石渡正志さんは、この段階で「児童が呼気に二酸化炭素が多く含まれているとい
うことを知らないのか」と質問した。前沢さんの学級では1/3は知っていたという。
意外に少なかったということのようである。
横隔膜の動き方のモデル実験をすることになるが、ここで宮地さんが進化史的な
観点で教材を扱いたいと発言した。胸骨と脊椎骨に肋骨がつながっているが、哺乳
類以外と比べてみるとこのつながり方に特徴がある。腸骨(骨盤)の方には肋骨が
なくなっていることがわかるし、横隔膜の存在こそ哺乳類の特徴と教えたい、と。
 ゾウの場合は、体をひねらなくてもよいので、肋骨は骨盤の方まで垂れ下がって
いる、ということもある訳であるが、第5学年で教えるべきか否かは、改めて考え
るべきだろう。むしろ、走行中に後肢が後方に伸びるときに横隔膜が引っ張られて
−−したがって胸腔が大きくなり、上肢・後肢が腹部あたりにあるときはふいごの
役割をしている横隔膜が戻って呼気が出ていくというような哺乳類・四脚動物の移
動運動と呼吸運動を連動させて理解させてみるのもよいのではないか、というのは
鷹取の発言。
 肺呼吸・えらによる呼吸など動物の種類によって違っていることも教えることに
なっているが、この段階で必要であろうか。

 細胞のはたらきとして
 町井さんは、質問8は理解しにくいと思うので、目標にしない方がよいのではな
いか、と発言した。児童が肺のはたらきを質問していけるような学習課題にしたい
とも発言。質問8につづいて質問9で、酸素が(化学)変化して二酸化炭素になる
なんて教えられないだろう、とも。
 小川さんは「細胞内でガス交換」が行われるというところまでしか教えられない
が、これはこれでよいのではないか。小学校段階の指導計画として画期的なもので
はないかという感想を述べた。

 質問9での観察
 血流の観察では、小川さんはメダカでなくドジョウが扱いやすいと報告した。こ
れはだいじな工夫で、例会の初めにビデオで紹介された。『理科教室』2004年12月
号も参照したい。ところで、ここでの観察の目標は血球の存在をも確認することで
ある。市販のビデオも併せて視聴させるという。

 読物の推敲
 一連の学習で読物の位置づけが重要なので、少しずつでも作り、みんなで検討し
ていこう、という話になった。
 以上、部分的な報告になったが了承してほしい。鷹取は渋谷さんの授業をビデオ
撮りしてあるので、詳細な授業の記録も作れるだろうし、ビデオを視聴しながら児
童の活躍を検討してみることも可能である。


3.実践紹介 町井弘明:ドングリ餅

 詳細は別紙プリントを参照してほしいが、町井さんが広葉樹林の果実を食べる例
を紹介した。 

(1)木の実の成分表 
 ドングリには各種あり、スダジイのようにタンニンが少量しか含まれていないも
のもあるが、多くは数パーセント含まれているから、古代人は水にさらして食糧に
していた。また、このほか遊びの材料にもなっていることを改めて紹介した。

(2)どんぐり餅を食べる
町井さんは、どんぐり餅を作ってきて、蜜をかけて食べるようにすすめたから、
出席者はこぞって食べた。部活動や選択理科などで実施している人もいるのではな
いか。

<合同合宿研究について>
 千葉、神奈川のサークルの人たちと一緒に生物学、生物学教育について互いに提
案して討議をすることになった。
 12月4・5日で、杉山栄一さんや大谷康治郎さんは『理科教室』の編集会議がある
ので遅れて出席となる。3つほどは報告を準備しようということになった。たとえ
ば次のような内容が出てきそうである。
 生態系概念の変遷、環境教育の問題点:宮地俊作
 呼吸・光合成の指導を中心に:小川郁
 生物学習のカリキュラムづくり:石渡正志