第6学年2組　理科学習指導案

Transcription

1 第 5 学年 3 組理科学習指導案 指導者 1 単元名電流のはたらき 2 授業づくりの視点 子どもの興味 関心の実態昼休み, 教室では, 子どもたちが, 黒板に付けている磁石を使って, 同極同士を反発させて磁石を動かしたり, 引き付け合っている磁石の間にどのくらい物が挟めるか試したりして遊んでいる姿がよく見られる 目には見えない磁石の力への関心は高い また,3 年生 豆電球にあかりをつけよう,4 年生 電池のはたらき の学習において, モーターを使って実験に取り組んできたため, 中はどんな仕組みになっているのだろう と, モーターの仕組みに対する関心が高い 子どもたちの中には, 中には, 導線をぐるぐる巻いたものが入ってるよ と, コイルの存在に気付いている子どもも見られる また, 教室に置いていた壊れた扇風機を分解していた子どもたちからは, 扇風機の中に, 磁石があるよ 扇風機が回るのに関係があるのかなあ というつぶやきが聞かれる等, 電流と磁力の関係に関心をもち始めている 子どもの能力の実態本学年の子どもたちは, 日常生活において, おもちゃのモーターカーや扇風機など, 電流の磁化作用を利用した道具にふれている ところが, 電気の力で動いているという現象は見えているものの, そのような働きがどのように引き起こされるか, という仕組みについては知らない子どもがほとんどである 問題解決の学び方については, ほとんどの子どもたちが理解し, 観察, 実験から事実を捉え, 事実と考察を分けて考えたり, めあてと結んでまとめを考えたりすることができるようになってきた しかし, 自然の事物 現象を, それらにかかわる条件に着目したり, 制御して調べたりすることについては, 条件を変えていることが結果につながるという, 仮説と考察の結びつきについて理解できていない子どもが半数近くいる 教材の分析本単元のねらいは, 電磁石の導線に電流を流し, 電磁石の強さの変化について興味 関心をもって追究する活動を通して, 電流の働きについて条件を制御して調べる能力を育てるとともに, それらについての理解を図り, 電流の働きについての見方や考え方をもつことができるようにすることである 私たちの生活の多くの部分を支えている電気エネルギーは, 電流の周りには磁界が発生するという発見によって導き出されたものである 今までは別物だと思っていた電流と磁石に, 深いつながりがあることを学ぶ本単元は, エネルギーの変換という見方を養うことができ大変意義深い さらに, 実生活の中で電磁石の働きを利用したものは数多く存在する現在, その仕組みを知ることは, 学習内容と生活の関わりを意識でき, 理科を学ぶことの意義や有用性を実感できる上でも意義深いものである 本単元の系統子どもたちは, これまでに, 第 3 学年で身の回りの物に引き付けられる物や引き付けられない物があること, 磁石には N 極 S 極があることを学習している また, 電気を通すつなぎ方 通さないつなぎ方や電気を通す物 通さない物を, それぞれの共通点や差異点をもとに比較しながら調べ, 電気の通り道 ( 回路 ) や電気の働き ( 発光作用 ) について学習している 第 4 学年では, 豆電球の明るさやモーターの回り方を電流の強さや向きと関係付けながら調べ, 乾電池の数やつなぎ方, 光の当て方によって電流の強さや向きが変わり, 豆電球の明るさやモーターの回り方が変わること, 光電池を使ってモーターを回すことができることなど, 電気の働きについて学習している そこで, 本単元では, 電流の大きさを変えたり, 電磁石の導線の巻き数を変えたりして磁力が変化することや, 電流の向きによって極が変化することを条件を制御しながら調べる活動を通して, 電流の新たな働き ( 磁化作用 ) について学習する これらのことは,6 年生での 電気の利用 で, 電流の働きや, その利用について調べ, 日常生活と関係付けながら磁化作用による発電やコンデンサを利用した蓄電など, 電気の性質や働きをとらえる学習へと発展する また, 導線の周りに発生する磁石のような力 ( 磁界 ) を方位磁針や砂鉄の動きによってとらえた経験は, 中学校での 電流と磁界 の学習へとつながっていく 3 単元の問題電磁石を使って, 電流の働きについて調べよう 導線に電流を流したときにおこる変化や働きを調べよう 導線を丸めたコイルの中に鉄を入れて, 電流を流したときにおこる変化や働きを調べよう 流れる電流の向きと電磁石の磁極との関係を調べよう 流れる電流の強さと, 電磁石の強さとの関係を調べよう コイルの巻き数と, 電磁石の強さとの関係を調べよう 電流の働きを利用したモーターを作ったり, 道具を調べたりしよう

2 4 単元の目標 自然事象への関心 意欲 態度 電磁石の導線に電流を流したときに起こる現象に興味 関心をもち, 自ら電流の働きを調べようとする 電磁石の性質や働きを使ってものづくりをしたり, その性質や働きを利用したものの工夫を見直したりする 科学的な思考 表現 電磁石に電流を流したときの電流の働きの変化とその要因について予想や仮説をもち, 条件に着目して実験を計画し, 表現することができる 電磁石の強さと電流の強さや導線の巻き数, 電磁石の極の変化と電流の向きを関係付けて考察し, 自分の考えを表現することができる 観察 実験の技能 電磁石の強さの変化を調べる工夫をし, 導線などを適切に使って, 安全で計画的に実験やものづくりをすることができる 電磁石の強さの変化を調べ, その過程や結果を定量的に記録することができる 自然事象についての知識 理解 電流の流れているコイルは, 鉄心を磁化する働きがあり, 電流の向きが変わると電磁石の極が変わることを理解する 電磁石の強さは, 電流の強さや導線の巻き数によって変わることを理解する 5 展開計画と評価規準 ( 総時数 10 時間 ) 問題把握 問題追究 一次 電流の働き 二次 電磁石の性質 主な学習活動 < 第 1 時 > 導線に電流を流して磁石を近付けて導線を動かしたり, 導線の周りに置いた方位磁針の針の動きを観察したりする < 第 2 3 時 > 自作の電磁石を用いて自由に試行活動をする中で, 気付いたことや疑問を出し合い, 学習問題をつくる < 第 1 時 > 電磁石の極について調べる < 第 2 時 > 電磁石を強くする方法を考える < 第 3 時 > 流れる電流の強さを変えて電磁石の強さの変化を調べる < 第 4 時 > コイルの巻き数を変えて, 電磁石の強さの変化を調べる 評価規準 導線に電流を流すと導線ブランコが動くことに興味をもち, 電流が流れた時の変化に着目して, 乾電池, 導線をつないで何度も磁力を発生させたり, 友達と考えを交流したりしながら, 電流と磁力との関係を見付けようとしている ( 関 意 態 ) 電磁石に電流を流すと磁力をもつことに関心をもち, 電流が流れた時の電磁石の働きの変化に着目して, 乾電池に電磁石をつないで何度も磁力の存在を確かめたり, 友達と考えを交流したりしながら電流と磁力との関係についての問題を見付けようとしている ( 関 意 態 ) 電磁石の極の変化と電流の向きを関係付けて考察し, 考えを表現している ( 思 表 ) 電流の向きが変わると電磁石の極が変わることを理解している ( 知 理 ) 電磁石に電流を流したときの電流の働きの変化とその要因について予想や仮説をもち, 条件に着目して実験を計画し, 表現することができる ( 技 ) 簡易検流計などを適切に操作し, 電磁石の電流の強さと電磁石の強さの関係を調べ, その過程や結果を定量的に記録している ( 技 ) 電磁石の強さは電流の強さによって変わることを理解している ( 知 理 ) 電磁石の強さを導線の巻き数と関係付けて考察し, 考えを表現している ( 思 表 ) 電磁石の強さは導線の巻き数によって変わることを理解している ( 知 理 )

3 総合 生活化 三次ものづくり < 第 1 時 > 簡易モーターを見て, 作るための準備をする < 第 2 時 > これまでの学習を活用して簡易モーターを作る 本時 < 第 3 時 > 生活の中にある電磁石を利用した道具を調べる 簡易モーターつくりのための部品づくりに意欲的に取り組んでいる ( 関 意 態 ) 導線などを適切に使って, 安全に簡易モーターづくりをすることができる ( 技 ) 電磁石がものを動かすこと ( モーターなど ) や音を出すこと ( スピーカー ) などに役立っていることを理解している ( 知 理 ) 6 本単元における具体的手立て (1) 知的好奇心を喚起し, 見方や考え方を深める単元構成や事象提示の工夫子どもが, 電流の働きについての見方や考え方を深めることができるように, 電流には磁石のような働きがある という新たに見付けた電流の働きへの驚きとその働きを調べたいという思いを核とし, 目に見える方位磁針の針の動きや引きつけられるくぎの本数の変化から, 電流と磁力の関係へと追究が深まるように学習を展開する 具体的には, 下の図に示すように展開を図る 問題把握の段階では, 電流が流れる導線の下に磁石を置くとブランコのように揺れる導線ブランコの事象提示をしたり, 導線の周りに方位磁針や砂鉄を置いたりして, 電流が流れる 1 本の導線の周りに発生する磁力を, 実感としてとらえることができるようにする 問題追究の段階では, 子どもの問題意識の流れに沿って, 電磁石の極 電磁石の強さと電流の強さの関係 電磁石の強さと巻き数の関係 を調べるという順で学習する 総合 生活化の段階では, 電流と磁石の 2 つの働きで動くもの 簡易モーター を作り, 電流の働きの理解を深めることができるようにする さらに, モーターや電磁石を使った道具調べとしては, 北九州工業高等専門学校の先生を GT として招き, 最新技術への利用について話していただくことにより, 電流の磁石のような働きへの興味 関心の更なる高揚を図る 第 5 学年理科単元 電流のはたらき 事物 現象 電流乾電池 ネオジウム磁石 鉄くぎ コイル 学習問題 100 回巻き電磁石 100 回巻き電磁石 100 回巻き電磁石 簡易モーター 強力電磁石 条件制御 変化や働き 見方や考え方 磁石 導線ブランコがゆれる 電流 磁力発生? 電流が流れる導線の周りには磁石のような力が発生するのかな 電流 磁力発生 電流の流れているコイルは, 鉄心を磁化する働きがある 巻き数 一定電流大 一定電流向き 変化 電流の向きが反対 N 極 S 極 S 極 N 極 磁極が反対 電磁石の極は, 電流の向きによって変化する 巻き数 一定電流大 変化 電流が大きい 乾電池 2 個 磁力が強い 電磁石の強さは, 電流の大きさによって変化する 電流のはたらき ( 磁化作用 ) についての見方や考え方 巻き数 変化電流大 一定 巻き数が多い 100 回巻き 200 回巻き 磁力が強い 電磁石の強さは, 巻き数によって変化する クレーン 電気自動車 携帯電話 うで時計 リニアモーターカー 磁力の存在 磁力の変化 磁極の変化 電流の働き ( 磁化作用 ) は, 身近なものに利用されている

4 (2) 言語活動モデルを活用した段階的な指導エナメルのはぎ方について, 試行錯誤しながら調べたり, 話し合ったりする場面において, 子どもが友だちとの対話を通して, エナメルを半分は剥がすとコイルが回るということをとらえることができるように, 言語活動モデルに基づき, 以下のように言語活動プランを作成し活用する (3) 子どもの思考の深まりを見取る判断の基準と個に応じた指導の手立て個に応じた適切な支援を行うために, 本時に行う技能の評価については, 評価規準を基に, 学習活動に即した具体的な判断の基準を設定する 判断の基準については, 子どもの記述例を想定して, 評価を行う 評価の場面 < 技能 > コイルのエナメルをはいで, モーターを回す場面 おおむね満足 (B) 話し合うことで, コイルのエナメルを半分はがすことに気づき, 簡易モーターを作り, コイルを回すことができる ( 発言分析, 行動観察 ) 判断の基準及び方法 十分満足 (A) コイルのエナメルを半分はぐことで, コイルが磁化したりしなかったりすることを, 電磁石の性質と関係付けて簡易モーターを作り, コイルを回すことができる ( 発言分析, 行動観察 ) 評価事例 B と評価した例 評価のポイント :B 予想では, コイルに磁力を発生させるためにエナメルを全部はぐといいと考えたけど, 実験すると磁石と引き付け合って動かなかったので, エナメルを半分はぐといいということが分かった コイルのエナメルを半分はいで簡易モーターを回すことができる 評価のポイント :A 自分の予想と実験結果を照らし合わせながら, エナメルのはがし方を考え, 半分だけエナメルをはがすことによって, 簡易モーターのコイルを回すことができている A と評価した例 コイルに磁力を発生させたり磁力をなくしたりするために, 半分エナメルをはぐと, 電流が流れて磁力が発生したり電流が流れないと磁力が発生しなかったりして, コイルが引き付けられたり離れたりして, モーターが回った

5 評価の手だて :C コイルのエナメルをどのようにはいでよいかが分からないでいる子どもには, 回っているコイルの実物を見させたり, 回らせることのできた友だちに話を聞いたりして, 簡易モーターを回すことができるように助言する 7 本時の学習平成 24 年 11 月 16 日 ( 金 ) 5 校時於 5 年 3 組教室 (1) 主眼コイルのエナメルをはいで簡易モーターを作る活動を通して, 簡易モーターのコイルを回すことができるようにする (2) 準備乾電池 ( 単一乾電池 ), 電池ホルダー, コイル, 永久磁石, クリップ, 導線, スイッチ, クリップ, 電流計, ビニル導線, 実物投影機器, コイル模型 (3) 展開 学習活動と子どもの意識 教師の関わり ( ) と評価 ( ) エナメルのはがし方を工夫して, 簡易モーターを回そう 1 実験方法 ( 調べ方 ) を確認する 電磁石は, 電流を大きくすると磁力が強くなる 電磁石は, コイルに導線を多く巻くと磁力が強くなる 電磁石は, 電流を流すと N 極 S 極ができ, 電流を流さないと磁力がなくなり, 極もなくなる ことを再確認できるようにする コイルのエナメルをはぎ, 回路につないで簡易モーターを作る コイルの一方のエナメルは全部はいでおく コイルのもう一方のエナメルのはがし方を工夫する エナメルを半分はぐ がいなかった場合は, 実験の途中に児童を一度集め, 全部はぐ とコイルが引っ張られ続け, ピンとなったままになることを確認し, はぎ方の工夫を考えられるようにする 2 コイルのエナメルのはぎ方をどうすればよいか調べる たくさん電流を流すためにエナメルを全部はぐといい コイルを回すために, エナメルを半分はぐといい 何度も試行できるように, コイルを多く用意しておく エナメルのはがし方について説明しやすいように, 拡大図や模型などを準備しておく 実際に回ったモーターを紹介するために, 実物投影器で見ることができるようにする 3 調べた結果を話し合うエナメルを全部はぐとコイルは回らない エナメルを半分ぐらいはぐとコイルが回った 4 本時をまとめる エナメルをはぐ は 電流が流れる, エナメルがはがれていない は 電流が流れていな いということを, 言葉で置き換えておく エナメルを半分だけけずることで, モーターが回る 5 G.T. の話を聞く 6 本時の学習を振り返り, 次時の学習について話し合う モーターを回せてうれしかった エナメルのはがし方に注意して, コイルを回すことができる ( 技 ) G.T. に, モーターの仕組みや, 生活の中にモーターがどのように使われているかなどを話してもらい, 次時の 学習への意欲をもたせる 電磁石の性質がいろいろ使われている 身近なもののモーターを見つけてみたい

6