第4学年理科学習指導案

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1 第 4 学年理科学習指導案 ( 改善プラン ) 成果があったところ 改善したところ 研究主題 子どもたちが生き生きとたのしく学ぶ理科 生活科 実感を伴った理解を図る指導の工夫 中学年分科会のテーマ児童が自然と向き合い, 見出した問題を興味 関心をもって追究することを通して, 実感を伴っ た理解が得られる指導方法を工夫する 1 単元名 物の体積と温度 2 単元の目標金属 水 空気の性質について興味 関心をもって追究する活動を行い, 温度の変化と体積の変化を関係付ける能力を育てる 金属 水 空気は, 温めると体積が膨張し, 冷やすと体積が収縮する 体積の変化の様子には, 物質によって違いがある 最も変化が大きいのは, 空気である という金属 水 空気の性質についての見方や考え方をもてるようにする 3 単元の評価規準 自然への関心 意欲 態度 科学的な思考 表現 観察 実験の技能 自然現象についての知識 理解 1 物を温める実験を 1 水の体積変化を温 1 空気を温めたり冷 1 水は温めたり冷やし 意欲的に行い, 温め 度と関係付けて説 やしたりして体積 たりすると, その体積 るとどうなるかを 明している の変化を調べ, 結果 が変化することを理 進んで調べようと 2 閉じこめられた空 を記録している 解している している 気を温めたときの 2 金属球を熱したり 2 空気は温めたり冷や 体積の変化につい 冷やしたりして, 体 したりすると, その体 て, 水の時の実験結 積の変化を調べ, 結 積が変化することを 果をもとに自分な 果を記録している 理解している りの予想を立て表 3 温度による体積変化 現している は, 空気が最も大きい 3 水や空気, 金属の体 ことを理解している 積変化を比較し, 温 度と関係付けて説 明している

2 4 単元について本単元の内容は, 粒子 についての基本的な見方や概念を柱とした内容のうち 粒子の存在 にかかわるものである 児童は, 空気や水について素朴な概念をもっているが, 第 4 学年から, それらの性質を調べることによって, より確かな概念を作っていくことが学年としての大きなねらいである また, 本単元は, 水や空気, 金属という物の性質を理解するという点で第 4 学年 物の体積と力 物の温まり方 すがたを変える水, 第 5 学年 物の溶け方, 第 6 学年 水溶液の性質, 中学 1 年 状態の変化 ( 状態変化と熱, 沸点と融点 ) と関連している 児童が問題を見出す手順として, 空気や水の体積が, 圧縮することで変化したり, しなかったりしたという経験から, 他の方法で体積を変化させることができないかと考えることが予想される 空気を温めて体積を変化させることから本単元を始めていくことが一般的であるが, 児童の考えには, 水は圧縮しても体積を変化させることができなかったから, 他の方法で変化させたいという思いが少なからずある そこで本単元では, 水を温めて体積を変化させる活動から取り組む また, 体積変化の小さい水から, 体積変化の大きい空気, そして, 体積変化のとても小さい金属の順に扱うことで, 体積変化の違いを一層深く実感することにつながると考える 物質の違いと体積変化を比べるだけではなく, 圧縮すること と 温めること という実験方法による体積変化の違いも考えさせることで, 関係付ける力の育成にも努めたい また, 本単元を通して, 進んで実験方法を考えようとする 他の物ではどうだろうと次の問題を考えられる どんなことに生かされているのだろうと思う の3つ児童像を期待したい 5 研究主題との関連 指導上の工夫研究の視点 1 教材と児童との出会いを意図的 具体的に設定する 児童は, 教材との出会いを通して, 関心 意欲を高めたり, 主体的に問題解決をしようとしたりする また, 学習したことを生かせる教材に出会うことにより, 学びの有用感をもつことができる 手立て理解を促す工夫 1 単元全体にわたり関心 意欲を高める効果的な熱いお湯を一番上まで入れたペットボトルが, 教材を工夫する 放っておくといつの間にか少しへこんでいることから問題作りをする 2 受け身の活動ではなく, 主体的にかかわれる教体積変化がはっきり分かるために, 簡単に何度材を工夫する も試すことができる方法を提示する 3 学習したことが, 生活に生かせていることが実体積の変化を利用しているものとして, 水温度感できる教材を工夫する 計づくりをする 実際に使われていた水銀の温度計を知る 研究の視点 2 児童が探究したくなるような指導計画を工夫 改善する 児童は, 自ら課題を考え出すことを通して, その課題を解決したいという意欲を高めていく また, 自分で考えた解決方法で結論を導くことにより, 達成感と実感を伴った理解を得ることができる 手立て理解を促す工夫 1 児童が進んで課題を考え, 解決したくなるよう温度で体積が変化する不思議さを実感するためな指導計画を工夫する に, 圧しても体積が変化しなかった水を空気より先に取り上げる 2 児童自らが考えた解決方法が生かされる指導計空気と温度の関係を自分たちで考え, 吟味した画を工夫する 実験方法で調べる

3 6 指導計画 (10 時間 ) 次時 主な学習活動 教師の働きかけ 評価 1 次 水の温度と体積 (2 時間 ) 1 2 ペットボトルが少しへこんだ現象から学習 問題を考える 水は圧しても体積を小さくできない では, どうしてペットボトルは少しへこん だのだろうか 実験方法を考え, 結果を予想する 試験管に水を入れて温めれば, 水位が上が るはずだ 水を温めたり冷やしたりして体積の変化を 調べる 体積の変化がよく分からない 試験管とガラス管を使って調べる 事前に児童の前で, ペットボトルにお湯 を入れふたをする 少し変形したペット ボトルを観察することから導入する 物を温める実験を意欲的に行い, 温める とどうなるかを進んで調べようとして いる 関心 意欲 態度 1 問題 1 温めたり冷やしたりすると, 水の体積は変わるだろうか 以前の単元で, 温めると体積が変わると 予想した発言を取り上げる 水の体積変化を温度と関係付けて説明 している 思考 表現 1 水は温めたり冷やしたりすると, その体 積が変化することを理解している まとめ 1 水の体積は, 温めると大きくなり, 冷やすと小さくなる 知識 理解 1 2 次 空気の温度と体積 ( 4 時間 ) 水を温めたり冷やしたりすると, 体積が変わった 空気ではどうだろう 問題 2 空気は温めたり冷やしたりすると体積が変わるのだろうか 実験方法を考え, 結果を予想する 丸底フラスコに石鹸水で膜を張って調べる 考えた実験方法が, 問題を解決するのに 空気と同じように, ガラス管を使って調べ適切かを考えるために, 結果を予想させる るなどの話し合いを十分にする 児童が一人一人の実験方法を発表し, よりよい実験にするための話し合いを十分するために実験を吟味する活動を1 時間設ける 空気を温めたり冷やしたりして体積の変化 閉じこめられた空気を温めたときの体を調べる 積の変化について, 水の時の実験結果を どの方法でも, 温めると体積は大きくなり, もとに自分なりの予想を立て表現して冷やすと小さくなると言えそうだ いる 思考 表現 2 空気を温めたり冷やしたりして体積の変化を調べ, 結果を記録している 技能 1 空気は温めたり冷やしたりすると, その

4 体積が変化することを理解している 知識 理解 2 まとめ2 空気の体積は, 温めると大きくなり, 冷やすと小さくなる その変化の大きさは, 水よりも大きい 3 次 金属の温度と体積 ( 2 時間 ) 7 8 水や空気の体積は, 温めたり冷やしたりすると変わった 金属ではどうだろう 問題 3 温めたり冷やしたりすると, 金属の体積は変わるだろうか 安全に実験ができるために, アルコール 実験方法を知り, 結果を予想する ランプの正しい扱い方や実験の約束を 金属球を温めて, 体積が大きくなれば, 球指導する が大きく見えるだろう 輪を使うわけを考えるようにするため, アルコールランプの扱い方を知る 始めに金属球だけを熱し, その変化の分 金属は, 温めたり冷やしたりすると体積がかりづらさに注目させる 変化するかを調べる 金属を温めたり冷やしたりして体積の 見た感じでは, 金属球の大きさは変わらな変化を調べ, 結果を記録している い 技能 2 小さな体積の変化を調べるのに, 金属の 金属の輪を使って, 金属球が通るか調べる 輪を使うことが有効であることを押さ 温める前は, 球が輪の中を通った える 温めると, 球が輪の中を通らなくなった 水や空気, 金属の体積変化を比較し, 温 冷やすと, 球が輪の中を通った 度と関係付けて説明している 思考 表現 3 まとめ3 金属の体積は, 温めると大きくなり, 冷やすと小さくなる 金属の体積の変化はとても小さい 変化が最も大きいものは, 空気である 空気は, 縮めたりのばしたりしたときにも変化が大きかった 4 次 まとめ 応用 ( 学習したことと生活との結びつきについて考え, まとめる 温度による体積変化で起こる問題やこれらの現象を利用したものを知る 学習したことを生かして, 水温度計を作る ガラス管に目盛りをつけて温度計を作る 空気, 水, 金属は温めたり冷やしたりすると, 体積が変化することと, 温度による体積変化は, 空気が最も大きいことを理解している 知識 理解 3 温度の変化で体積が変わることを使って, 温度計を作ることで, 学んだことの 時間 ) 有用感をもたせる

5 7 本時の指導 (2/10 時 ) (1) 目標 水は温めると体積が増え, 冷やすと体積が減ることを理解している (2) 展開主な学習活動 教師の働きかけ 評価 学習問題と予想を確認する 問題 1 温めたり冷やしたりすると, 水の体積は変わるだろうか 水は圧しても体積が変化しなかったので, 温めたり 温度で体積が変化する不思議さを実感するた冷やしたりしたら体積が変わると思った めに, 圧しても体積が変化しなかった水を空 しばらくすると熱いお湯を入れたペットボトルが, 気より先に取り上げる 少しへこんだのは, 中に入れたお湯が冷めたからだ 以前に児童が考えた方法と本時の学習が関連と思うので, 温度が下がると体積が減ると思う していることをつなげ, 意欲付けをする 水を温めると, 反対に体積は大きくなると思う キャップを外すと, ペットボトルが元の形に 実験方法を考え, 結果を予想する 戻り, 満杯に入れた水が少し減っていること 試験管に水を入れて温めてみれば, 水の体積が増えを振り返る て, 初めに付けた目印より水位が上にくるだろう 実験方法を考えるきっかけにするため, 試験 ここまでの内容は,1/8 時間目に時間の余裕がある管を入れた水を見せる ので, 前時に行う 実験をし, 結果を記録する 温めたら, 水位が始めに付けた目印より上がった 温めても, 水位が変わらなかった 実験方法を吟味する 変化がもっとはっきりわかる方法はないか もっと細い入れ物だったら, 変化がはっきり見られないかな 小さな変化でもわかる実験方法を知り, 再度実験をする 結果を確認する 温めると, 目印より水位が上がった 冷やすと, 目印より水位が下がった 水の体積が大きくなる様子が,1 回目の実験よりはっきりとわかった 考えた実験方法で変化が分かるか, 試しに温める実験のみを行う 変化がもっとはっきり分かる方法を考えることができるように, ペットボトルの形に注目するように提示する その際に, ペットボトルの途中までお湯を入れて冷やしたものを取り上げ, いっぱい入れた時のペットボトルと比べ, 同じ太さのところでは, 水位があまり変化していないことを見せる ペットボトルの口近くが細くなっているのと同じような実験器具として, ガラス管を提示する 実験方法を吟味させることで, その実験のねらっていることが児童の中でより明確になった ガラス管の先に十分注意することと, 変化の違いに気付くために, 最初の水面に色ペンで印をつける まとめをする 水は, 温めると体積が大きくなり, 冷やすと小さくなる 水は, 圧したり引っ張ったりしても体積は, 変わらなかったのに, 温めたり冷やしたりすると体積が変わった 危険を伴う実験もあるので, 担任と補助教員二人で実験を支援する 自分の考えに自信をもち, 分かりやすく伝えられるように, グループの仲間とまとめたことや気付いたことを伝え合う時間をとる 水の体積変化を温度と関係付けて説明して

6 実験方法を工夫すると, 変化が分かりやすくなった いる 思考 表現 1 ( 話し合い, ノート ) 水を圧したときと温めた時の違いを考えるため, 圧縮した時の学習をふり返る 水は温めたり冷やしたりすると, その体積が変化することを理解している 知識 理解 1 ( ノート ) まとめ1 水の体積は温めると大きくなり, 冷やすと小さくなる 次時の問題を考える 水については分かったので, 空気について調べたい 児童がまとめを書き, 一人が発表するまでで時間となった お湯や氷の配付の仕方などで, 時間をもっと短縮しないと,1 時間では, 授業が終わらない 次時の学習を主体的に取り組むために, 次の問題を考える

7 8 本時の指導 (5,6/10 時 ) (1) 目標 空気を温めたり冷やしたりして, それらの体積の変化を温度と関係付けながら調べ, 空気は温めると体積が増え, 冷やすと体積が減ることを理解している (2) 展開 主な学習活動 予想される児童の反応 教師の働きかけ 評価 学習問題と予想を確認する 問題 2 空気は温めたり冷やしたりすると体積が変わるのだろうか 自分たちの考えた実験方法と結果の予想を確認する 実験をする ( 予想される主な実験方法 ) A: 石けん水の膜をはった丸底フラスコを温めたり冷やしたりする 体積が大きくなれば, 膜は膨らみ, 体積が小さくなれば, 膜はへこむだろう B: 寒天を入れたガラス棒を丸底フラスコに入れ, 温めたり冷やしたりする 体積が大きくなれば, ゼリーは上へ動き, 体積が小さくなれば, ゼリーは, 下へ動くだろう 実験結果を記録する 温めると石けん水の膜がふくらんだ 冷やすと膜がへこんでフラスコの中へ入っていった 温めるとゼリーが上に動いた 冷やすとゼリーが下に動いた 結果を発表し合い, 考察を加える 温めると膜がふくらんだのは, 空気の体積が大きくなったからだ 冷やすと膜がへこんだのは, 空気の体積が小さくなったからだ 温めるとゼリーが上に動いたのは, 空気の体積が大きくなったからだ 冷やすとゼリーが下に動いたのは, 空気の体積が小さくなったからだ 水よりも体積の変化が大きい 前時に吟味した実験方法を確認する時間を設定する 児童が考えた実験方法に適した実験用具を用意する 事前に予備実験をして, 実験方法に適した実験道具を準備するなどしたことで, 本時ではどの方法もしっかりと結果を出すことができた 危険を伴う実験もあるので, 担任と補助教員二人で実験を支援する 空気を温めたり冷やしたりして, 体積の変化を調べ, 結果を記録している 技能 1 ( ノート ) 自分で考えた実験方法で実験することで, より主体的に実験に取り組む様子が見られた 実験結果と考察を共有するために, 発表カードを用意する どのグループも体積の変化を調べられたことを実感できるように, 各グループの発表カードを並べる 同じような実験の発表カードはまとめて掲示する 考察やまとめにつなげられるよう, 発表カードに書かれていることを補助教員と見て, 重点的に取り上げるものを選んでおく 水の体積の変化と比べたり, 空気を圧縮した時の体積変化も想起したりできるよう, 前時までの発表カードを掲示しておく 空気は温めたり冷やしたりすると, その体積が変化することを理解している 知識 理解 2 ( ノート )

8 まとめをする 実験に時間がかかり, まとめをすることがで きなかった 本時で 2 時間使うをまとめまで しっかりできる まとめ 2 空気の体積は, 温めると大きくなり, 冷やすと小さくなる その変化の大きさは, 水よりも大きい

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