２０１２ 主題；高校「保健体育」の自主研究授業 運動における、動作解析及び練習計画の作成に向けて 東京工業大学附属科学技術高等学校 体育科 1 上村 佳節 目 次 １．初めに（生涯スポーツと高校体育の関わり）・・・・・・・・・・・・・・・３ ２．自主研究授業導入に至った経緯 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・３ ３．自主研究授業の導入 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・４ ４．スポーツ科学の導入（ビデオの導入）・・・・・・・・・・・・・・・・・・４ ５．スポーツ科学の導入（動作解析のソフト技術の導入） ・・・・・・・・・・・５ ６．動作解析ソフト導入初年度の成果 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・６ ７．動作解析ソフト導入２年目の飛躍 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・６ 8．自主研究授業の成果 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・８ 9．今後の課題と発展 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・９ 10.参考文献・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・９ 2 １．初めに（生涯スポーツと高校体育の関わり） 次世代の日本の中核を担う高校生が、心身ともに健やかに育つことが日本の将来にとっても、健全 な社会を形成する上で、最も重要なことは言うまでもない。また、健康志向の考えが深まり、生涯 スポーツを目指す人々も多くなってきている。この「生涯スポーツ」というわが国特有の表現 14) に示されるように、社会に出てからの多様な状況に対応し、自らスポーツを実施する習慣獲得のた めには、学校体育が基礎的素養を習得する大変重要な時期である。そんな中、丸山 11) は、高校体 育は 12 年間にわたる学校体育の集大成期、生涯スポーツへの接点として極めて重要な位置にある と指摘しており、高校体育のカリキュラムづくりは、生涯スポーツへの土台を作る意味で極めて重 要な存在になると考えられる。反面、運動能力が劣るため、体育嫌を生みだすことも確認されてお り、調査では、高校時の体育は受験のための、「気晴らし体育」・「ストレス発散体育」・「癒しの体 育」と多くの学生が回答していると報告されている 11)。心身ともに健康を推進する立場の高校体育 が、スポーツ嫌いを生み、安易な楽しさと生理的快感、ストレス発散の場と捉えられている現状は、 高校体育の存在意義が問われることとなる。また、これまでの研究から、 「体育嫌い」はやがて「ス ポーツ・運動嫌い」へとつながる因果的関係にあることが知られている 13)。さらに、初等教育から 見てみると、小学校では体育は好きな科目の上位に位置するが、学年が進むにつれて「体育嫌い」 が増加し、中学校・高等学校では好きな生徒と嫌いな生徒が固定化し、二極化する問題が起きてい ることが指摘されていた 1)。全国での「運動・スポーツの好き嫌い」に関するアンケート 15)では高 校期は好き 87.2％、嫌い 12.8％という結果が報告されている。また、著者が勤務する高校生徒を 対象としたアンケート調査 3)でも、75％の生徒が体育を好きと答えたが、嫌いと答えた者も 25％お り、「体育嫌い」が進行していることが伺えた。したがって、体育嫌いをなくすための体育授業の 開発は、教育現場に課せられた緊急かつ重大な今日的課題である。著者が勤務する東京工業大学科 学技術高等学校は、2002 年から文科省が認定する、スーパーサイエンスハイスクール（以下 SSH 校）に指定され、以後継続的に SSH 校の認定をうけ、様々な科学技術に関する授業開発を継続的 に行っているのであるが、いわゆる科学技術に関して非常に興味・関心の高い生徒が集まる高校で ある半面、運動能力にはやや劣る生徒が集まる高校とも言え、日本のトップ大学を目指す典型的な 高等学校とも言える。幸いなことに、2003 年の学習指導要領改訂では「教育課程編成の弾力化」 を謳っており、各学校での特色ある教育課程編成が可能となった 2.12)。そこで、2003 年本校体育科 においても、本校生徒の特性に合った体育授業開発を始め、この長年の命題を開発すべく、３年生 体育を「自主研究授業」という形態の授業を開始し、多くの成果を得た。ここにその報告をする。 ２．自主研究授業導入に至った経緯 本校体育科の教育目標は 10)、 ① スポーツは現代人の大切な教養であることを大前提に、健康・スポーツに対する正しい知識 を身につけ、正しい生活環境の整備及び生活態度を身につけさせること。 ② スポーツ活動を通して、協調性・積極性・自主性・指導性を身につけさせること。 ③ スポーツを論理的に捉え、科学的に分析研究する態度を身につけさせること。 3 としている。 これらは、体育授業に論理性を加え、本校の科学専門教育で学んだ事も生かし、体育授業に取り 組ませることを工夫し、すべての生徒に、本校教育理念である「自らが気づき、自らを知り、自 らを絵がき、そして、自らを作る」 、を大前提に、スポーツ・運動に対する、多様な捉え方がある 事を伝え、取り組み方法を考察させ、興味・関心を持たせ、併せて生涯スポーツへと継続可能な 資質を身につけさせるような意図をもっている。また生徒への評価も、運動能力のみならず論理 的資質も加味し、総合的評価を行っている。従って、生徒のスポーツ・運動に対する、様々な能 力を見出だし、それを評価することも、体育授業として重要と考え、３年生体育を「自主研究授 業」という形態とした。自主であるので、生徒自らが選択したスポーツ・運動の技術向上を目指 す目標設定を行い、目標達成のための、有効的なトレーニングの計画・実践を行わせ、実践して きた事が成功・失敗に関わらず、自ら行ってきた事に対し研究テーマを掲げ検証させる、この一 連の作業は、自らが行うという積極性が生まれ、さらに、問題を解決するための手順、順序立て る研究方法、即ち、計画性が養われることも、同時に習得するのではないかと考えた。これは、 自らが気づき、自らを知り、自らを絵がき、そして、自らを作る。本校教育理念との整合性を配 慮し、自分の現状を把握し、自分の姿を描き、将来の理想を作る。本校体育科教育目標の達成の ため、１年生段階、２年生段階、そして最後の３年生段階と分け、それを、順次進めている。さ らに、本校が、科学技術高校と称することもあり、体育実技の中に、スポーツの科学的解析とい うアプローチも加え、本授業を開始した。 ３．自主研究授業の導入 この自主研究授業は、２００３年から導入し、多くの面で成果を上げてきた。選択されたスポーツ・ 運動も、のべ３０種類を超えた。生徒達は、選択したスポーツ・運動実践の中から発現する様々な 事象を、物理に則した取り組み、数学を応用した取り組み、化学の授業を生かした取り組みなど、 いろいろな分野で、専門の先生方の支援も受けながら、また生徒独自の工夫も現れ、トレーニング 方法の考察、スポーツ障害の考察、戦略の考察、競技の歴史考察、競技運営の研究考察、用器具に 関する考察、またスポーツ生理学的な考察と多岐に渡った考察研究が行われ、成果を得てきた 3.4.5.6.7.8)。これらは、本校ならではの取り組みではあるが、さらに、ここ数年、スポーツを科学的 に捉え分析し発展させることへの生徒たちの関心が集まり、大学の研究に追いつくような自主研究 視点が飛躍的に増えてきた。 ４．スポーツ科学の導入（ビデオの導入） 3 年時での課題は、「1 つ」の選択したスポーツ・運動の実践を通し、自ら（あるいはチームで） 設定した到達目標を実現させるため、ＰＤＣＡサイクル 16)に基づき行わせ、 「上達した要因」、 「上 達しない要因」を常に探求させる事を授業毎に意識させ、協調性、計画性、実践力、考察力、表現 力などを評価することである。ここで「上達しない要因」解明に注目する。どのスポーツでも共通 しているが、上達しない要因を探ることは、まず、自分のフォームを観察することである。これは、 本授業の「自分を知ること」に相当する。これは、まさに自らをビデオで撮影し、フォームを観察 4 することである。そこで、体育科では、厳しい予算面ではあるが、2009 年まで、アナログのビデ オカメラ 3 台を常備し、変容した事を客観的に捉え認知させる手段として、各グループから要請が あれば、カメラを貸し出し、様々なスポーツ・運動の現象の確認・記録を行わせていた。しかし近 年、配線・設置準備等で手間取り、授業進行に影響がある、タイムリーな映像確保が困難かつ画像 をデジタル化で残したい、との要望が多数あり、体育科にて検討を行っていた。幸いなことに、こ こ数年の IT 機器の発展がすさまじく、今、日本の高校生携帯電話所有率は、95％を超えており、 持ち運び便利、機能的かつ簡単操作、映像はデジタルデータであることを鑑みて、2010 年から、 試験的に様々なスポーツ・運動の現象の、確認・記録を目的とする場合のみ、管理を徹底したうえ で、個人所有のカメラ機能付き携帯電話の使用を許可した。併せて、個人所有のデジタルカメラ、 カメラ内蔵ノートパソコンの使用も許可した。生徒達の IT 機器への愛着度・操作技術は、すさま じく、図１に見られるようなカメラ付き携帯電話やデジタル機器を難なく使いこなし、「自分を知 ること」に、大きな成果を、早速、上げることになった。 図１ 本校授業での携帯カメラ活用風景 しかし、ビデオは、カメラ付き携帯、ビデオカメラ、タブレット型 PC など、どのような機器で撮 影し、再現しても、撮ったままの映像なので、理想のフォームを作ることは出来ない。本校の目指 す、 「自分を描くこと」、そして、 「自分の理想を作ること」、までは、行なえない。依って、さらに 次の段階へ進むためには、生徒自らが「作る」こと、新たなフォームを「作る」ことが、出来るか どうかが問題となる。これが、もし、自身のモデルから「作る」ことができれば、その作った理想 のフォームに近づくため、練習を立案・計画し実行し、検証を進め、習得させていく、この一連の 作業が完結する。これが次の課題となっていた。 ５．スポーツ科学の導入（動作解析のソフト技術の導入） そこで、筆者らは、2005 年から、ｸﾗﾌﾞ活動の中で（陸上競技部）、練習成果の向上を考え、動作解 析として CASstation という、動作解析ソフトを導入し、検証を進めたところ、図 2、図 3 に示す ように、現状の動作解析が出来、またそれを改善できることも確かめた。結果、明確な目的意識の 獲得、成績の向上を示した。また、他の競技などにも、応用し使えることが判明した。いわゆる、 自身のモデルから「理想のフォームを作る」ことができるので、より具体的な計画を立てることも 可能となった。これらのことを勘案し、本校３年生の生徒達に、動作解析ソフトの存在を示唆し、 本授業運営の１ツールとして整備した。 5 向上する数値（記録） 数値の向上２：リレー モモの振り上げ、腰の高さなどの改造を行うことで、どのくらいの物 理的なデータの向上が見られるかを具体的に示すことができた。こ れを、１００Mレースの記録に、換算することが出来る。 リレーにおける「受け」と「渡し」のフォームを取り込み、それを修正する ことで、向上した数値を割り出すことができ、４００Mリレーの記録に換 算することができる。 図２ランニングフォームの考察 図３リレーバトンワークの考察 ６．動作解析ソフト導入初年度の成果 導入最初の年である２０１０年の研究発表の段階で、すでに、ビデオを超えた成果を出している。 例えば、図 4 に示すように、陸上短距離のスタートの姿勢を作っている。通常ビデオでは２次元の 映像であるので、一方向からの映像でしか撮れず、再生も一方向の再生しか出来ないが、本ソフト の場合、一度フォームを作れば、どの方向からでも、再現できる。それを実践しているのである。 高校体育の授業で、このような３次元の動作解析が行われた例は広く世界的にも無いと言ってよい。 導入初年度から、このような成果を得た。 図４スタートフォームの考察 ７．動作解析ソフト導入２年目の飛躍 ２０１１年になると、いよいよ、理想のフォームを作るということまでやってのけるようになった。 図 5 は、スタートの直後の重心の移動を示している。理想のフォームは、オリンピック金メダルの 選手フォームを参考にして作り出し、自分との比較を行っている。理想のフォームでは、スタート 直後から、前へ重心が移動しているのに対して、自分のフォームでは、上へ移動しており、タイム ロスがあることを示した。さらに、図 6 では、スタート時の地面を蹴る圧力の強さ比較をイメージ で行っている。いわゆる数学でいう、ベクトルの強さでそれを表している。作成した生徒自身は、 自身の運動イメージから、トップアスリートとの比較を行い、感覚的にベクトル表記をし、自身の フォーム作りにフィードバックしていた。この種の分析は、高価な設備の整った国立スポーツ科学 センターや大学の研究機関で、幾人かの研究者が試みているのが現状であるが、パソコンソフト一 6 つで、自身を客観的に捉え、感じる事が可能なこの検証作業は、高校体育の現場では、大いに効果 があり、スポーツ・運動を論理的に捉え、科学的に分析研究する態度を身につけさせることに、大 変効果があった。また、発表は、この他にも、長距離走におけるフォーム変化の研究（図 7.8）、ス ポーツ前のストレッチなどの基本動作の研究（図 9）、また、陸上競技以外でも、バスケットのフリ ースローにおけるフォームの研究（図 10）などが見られた。 相違点１ 相違点２ 理由 • スタート直後に力が抜けてしまうため。 • 意識の問題。 理由 • 腕が下がっているため。 • 意識の問題。 図５スタートの一流選手と比較 図６地面を蹴る強さの違い Cのフォーム比較 ５月 フォームの比較 １１月 改善された点 腕ふりと足の上げ幅が大きくなった 1500M通過時点のプロと自分の比較 図７自身のフォーム比較 図８一流選手との比較 7 動的 目的 体の基礎的な動かし方を覚える、体作り 種目 １)ハンドウォーク ７)オーバーヘッドランジ ２)スパイダーウォーク ８)ツイストランジ ３) T字バランス ９)ウォーク ４）脚のスイング 10）スキップ ５)ハードル抜き 11）ハイスキップ ６)ランジ 12）ランニングドリル 図９ストレッチなどの基本動作 フォームの改良をするうえで、パソコンの ソフトウェアを利用したフォームの考察 シュート時の連続写真を撮り、 それを基にソフトウェアによ り自分自身のモデルを製作し、 シュートフォームを研究した。 そして、どの点を意識して動 けばいいか研究した。 図１０バスケットボールフリースローのフォーム研究 8．自主研究授業の成果 自主研究授業全体から見ると、生徒達自ら選択した「スポーツ・運動」の向上に、積極的に取り組 む姿勢が、生徒達の授業運営法・研究発表・研究報告書から強く窺えた 3.4.5.6.7.8)。併せて、生徒の 内面的調査からも、生徒がスポーツ・運動に対する、トレーニング PDCA16)の理解、選択種目の技 術構造の理解、適正な目標設定、さらに運用面では、主体的な取り組み姿勢、的確なトレーニング 内容の選択、授業を通して生涯スポーツへと継続可能な資質などが、身につき始めている事が伺え た 3.4.5.6.7.8)。 個々の取り組みを見ると、 「自分を知ること」として、カメラ機能付き携帯電話などの IT 機器を使 ってビデオ撮影することで実現し、「自分を作ること」を実践するために最先端の動作解析ソフト を使いこなし、自身の動作を客観的に捉え、自らのトレーニング計画作成にフィードバックし、計 画を実行するという効果を得た。生徒への意識調査でも、スポーツ・運動への積極性・計画性が身 に付いたと、多くの生徒が記述していた 7)。 また、研究テーマに基づく報告発表の場面では、いわゆるプレゼンテーションであるが、どのプレ ゼンも、現状分析、問題指摘、解決、発展と、起承転結が明確で、そのプレゼン自体の質も高く、 様々な視点で体系的にスポーツ・運動を捉え、考察し、発表・報告する資質が育まれた事が伺えた 8 7)。最後に、運動能力からだけでは見えない生徒の能力を垣間見ることが出来、それを体育授業と して評価できたことは、我々教員にとっても、大きな収穫であった。 9．今後の課題と発展 先進の動作解析技術をもったソフトを利用することで、 「自分を知り、自分を絵がき、自分を作る」 ことまで完結した。未来の自分を創造し、計画を立てて実行する。そしてそれが達成できれば、そ の充実した達成感の基、また次の新しい自分を構築し次へのステップへ挑戦が続く。これは、何も 体育授業だけに限ったことではなく、高校生活、さらに、社会へ出てからの社会生活にも通ずるプ ロセスである。体育授業でその経験が出来たことは何事にも代え難い。 生徒達の知的好奇心をくすぐり、スポーツ・運動への興味・関心を向上させるため、運動能力以外 にも、自身の動作を解析する力が必要である事を知り、そのために、いわゆる最先端の技術を使い こなした自信や楽しさは、生涯スポーツへと探求する主体的姿勢を多少なりとも育まれたと感じる。 この動作解析ソフトは、フォームの重心位置（図 11）などが簡単に表示され、数値でも求まる。こ れらは、物理の自然法則に則した解析や演習にも応用でき、多方向から自分のフォームを再生し観 察している状況は、数学の座標変換（図 12）の演習をしていることと同じである。これらの、物理 や数学を取り込んだ体育授業は、スポーツ科学授業としてさらに発展拡大できるが、これの実現に は、体育教師だけでは、少し、荷が重い。各教科の先生方と新たな協業の基、発展させて行きたい。 これが、今後の課題であり発展である。日本の中核を担う生徒の多くが、本校のような一取組みを 参考に、日本の高等教育の中核をなす高等学校「保健体育」授業が持つ、共通の悩み、今日的課題 を共有し、克服できればと切に願っている。 数学：座標変換の例 物理：自由落下の考察 図 11 重心の移動変化 図 12 座標変換 10.参考文献 1) 長谷川悦示 体育嫌いを生まないための教師の心得と方策. 体育科教育 50.２.22－27、(2002) 2) 木村真知子 今こそ求められる体育教師. 体育科教育 50.１.18－21(2002) 3) 上村佳節 平成 18 年度体育授業実践報告. 東京工業大学附属科学技術高等学校研究報告 第 2 号、 (2006) 4）上村佳節 平成 19 年度体育授業実践報告. 9 東京工業大学附属科学技術高等学校研究報告 第 3 号、 (2007) 5）上村佳節 平成 20 年度体育授業実践報告. 東京工業大学附属科学技術高等学校研究報告 第 4 号、 (2008) 6）上村佳節 平成 21 年度体育授業実践報告. 東京工業大学附属科学技術高等学校研究報告 第 5 号、 (2009) 7）上村佳節 平成 22 年度体育授業実践報告. 東京工業大学附属科学技術高等学校研究報告 第 6 号、 (2010) 8）上村佳節 平成 23 年度体育授業実践報告. 東京工業大学附属科学技術高等学校研究報告 第 7 号、 (2011) 9) 国立大学法人 東京工業大学附属科学技術高等学校体育科内部資料(2005) 10) 国立大学法人 東京工業大学附属科学技術高等学校編 平成 24 年度高校生活のしおり、(2012) 11) 丸山真司 高校体育のカリキュラムづくりの課題． 体育科教育 50.２.42－45(2002) 12) 文部科学省編 高等学校学習指導要領解説 保健体育編・体育編． 13) 落合 優 スポーツが嫌いな子を好きにする診断と処方. 体育科教育 40.12.22－24(1992) 14) 佐伯年詩雄 監修 菊 幸一、仲澤 眞 編者「スポーツプロモーション論」 明和出版(2006) 15) SSF 笹川スポーツ財団 編 青少年のスポーツライフ・データ－１０代のスポーツライフに関する調査報告書 16) 高橋健夫、落合優、小沢治夫、柳沢和雄、友添秀則 「体育・スポーツ理論」大修館書店（2007） 10 編著 (2006)
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