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1 中学年 3 組 理科学習指導案 平成 25 年 2 月 7 日 ( 木 ) 公開授業 Ⅰ 平成 25 年 2 月 8 日 ( 金 ) 公開授業 Ⅱ 会場 1 階 -5 小学校理科室授業者教諭安藤達郎 1 単元名どんなふうに, あたたまる? - もののあたたまり方 - 2 本単元の価値本単元の目標は, 次の通りである 金属は熱せられた部分から順に温まるが, 水や空気は熱せられた部分が移動して全体が温まることが分かる 子どもたちは, 前単元 ものの体積と温度 から 空気 水 金属 について学習してきた そして, 変化の大きさに違いはあるが, どれも温めると体積は増える ということをとらえてた しかし, この単元で学習する ものの温まり方 は, 金属と水及び空気において大きな違いがある 金属は, 熱した部分から順に温まり, 水及び空気は, 熱した部分が移動して温まるのである この違いをとらえさせることが大切となる 違いをとらえさせるために, 水の温まり方を重点的に採り上げる その理由は, 示温インクの開発により, 今までよりも, 水の温まり方を視覚化した実験ができるようになったが, 空気は, その温まり方を視覚化して観察することは依然として困難である したがって, 空気の温まり方の違いを理解させるには, 金属と水それぞれの温まり方の違いを理解させた上で, 空気の温まり方はどちらに似ているだろうかという視点で考えさせる必要があるのである ものの温まり方の違いを理解するには, 水の温まり方をいかに理解するかがポイントなのである 3 本単元で目指す姿とその姿にするための創造的思考力本単元では, ものの温まり方には, とくに違いはない どんなものでも熱源から順に温まっていく といったこれまでの経験を基にしたとらえをもっていた子どもが, 金属は熱せられた部分から温まるが, 水や空気は熱せられた部分が移動して温まっていく と, ものの温まり方についてのとらえを更新する子どもの姿を目指す 目指す子どもになるためには, 子どもにものの温まり方には違いがあるのではないかということに目を向けさせ, それについての根拠をもった仮説を立てさせ, 確かめさせなければならない そこで, まず, 単元前半では金属は熱源から順に温まっていくということを確かめる 単元前半を終えたこのとき, 子どもは, 金属の温まり方と水や空気の温まり方について, 違いがあると思っていたとしても, 風呂のお湯の上部と下部の温度に違いがあることや, ストーブを炊いた部屋でも, 足下が冷えるという経験から温かいものは上にいくのではないかという根拠のない考えである そこで, 水の温まり方の学習では, このような子どもの認識を揺さぶり, さらには, 根拠をもって仮説を立てさせていく必要がある そのために, 熱源を真ん中にしたゆで卵装置を提示し, 上方しかゆで卵ができないことを確認し, 金属の温まり方のとらえを揺さぶり, 問いをもたせる ここでこそ, 子どもが, ものによって温まり方に違いがあることについて, 根拠をもって仮説を立てさせるために, 子どもに推量する思考の方法推量する思考の方法を使わせて, 既習事項をもち出させたい その既習事項とは, 前単元ものの体積と温度で身に付けた 水は, 同体積で重さを比べると, 冷たい水より温かい水の方が重さは軽い というものの温度と体積変化についてのとらえである そのために, 本時の現象の様子から前回の現象との共通点を見付けさせる そして, 水の上部が温まっていく根拠となることを考えさせる 子どもは, 比較する思考の方法を使い, 水は, 周りの温度と比べて, 温度が高い水が軽いから, 上の方にいくんだ だから, 温度が高い水は上にしかいかないのだろう という仮説を立てる 前単元で得た水の性質のとらえを根拠に考え, 金属と水は違う温まり方をするのだろうという単元の目標に迫る仮説となるのである このように仮説を立てた子どもは, 確かめ実験に取り組み, やっぱり, 温めた水は上にしか移動しないから, 下部の卵は温まらず, 生卵のままだったんだ と水の温まり方をとらえる 次に, 空気の温まり方を予想させる活動を通して, 類推する思考の方法を使わせて, これまでのものの温まり方をものの性質 ( 動きやすさ ) を基に考えさせる そうして, すでに獲得している金属の温まり方についてのとらえと, 仮説を確かめることで得られた水の温まり方についてのとらえとを結び付けさせていく そのようにして, ものの温まり方についてのとらえを更新させていくのである 4 指導の構想前単元のものの体積と温度の学習により, 子どもは, 金属, 水及び空気を温めると, それらの体積は膨張し, 冷やすと収縮することを確かめた その単元の終末では, 同じ体積の水なのに, 軽い水と重い水があるのはなぜかという問いをもち, 水は, 温めたり冷やしたりすると, その体積が変わることが分かった だから, 同じ体積で重さを比べれば, 冷たい水より温かい水の方が重さは軽くなるのだろう という仮説を立て, 実際に確かめている 本単元では, まず, 金属の温まり方を学習する この時点で, 子どもは次のことを理解している

2 金属は温めたところから順に熱が伝わっていく 熱の伝わり方には, 上や下などは関係ない そのような子どもに, 以下のように働き掛ける 働き掛け 1(1 日目 ) ゆで卵装置 ( 水を満たした容器の中に熱源を真ん中に設置し, 熱源の上下に卵を入れている ) を提示し, 卵を割り, その中身を確認させる 子どもは, なぜ片方だけがゆで卵になったのだろうと疑問に思う このとき, 子どもは, 上の方が水は温かいんだ 熱いのは上にいくからだ と生活経験から根拠に乏しい予想をしたり, 金属を温めたとき, 熱の伝わり方には上や下などは関係なかったが, 今回はどうやら違うみたいだ 上の方が温かいということかな と, 金属の温まり方との違いから疑問を感じていたりしている しかし, この時点では, 仮説に明確な根拠はない 子どもは, なぜ, 上の卵だけゆで卵になったのだろう という問いをもつ そのような子どもに, 以下のように働き掛ける 働き掛け 2(1 日目 2 日目 ) 水が温まる様子を観察させ, 意見を交流させる 子どもは, 水が温まる様子を見て, 既習であるものの体積と温度変化の現象の中で, 今回の現象と関係しそうなことは何かと考える 温まった水が上昇していく様子を観察し, 水の温度と体積変化の際の似た現象を思い出す それを基に, 推量する思考の方法を使って, 既習事項である 水は, 同体積で重さを比べると, 冷たい水より温かい水の方が重さは軽い というとらえをもち出し, 温かい水の方が冷たい水よりも軽かった だから, 上の方だけ温まるのは, 水は温まると上にいくからだ という仮説を立てる そして, 水を温めると, 本当に上の方だけが温かくなるのかを確かめてみたいという意識になる 働き掛け 3(2 日目 ) 根拠がある仮説を確かめる実験を行わせる そのような子どもに, 示温インクを入れた試験管の真ん中部分を温める確かめ実験を行わせる 子どもは, 温かくなった部分が上部にしかいかないということを実験で確かめ, 仮説を確かめる ここまでで, 水の温まり方は, 金属と違い, 下にはほとんど熱が伝わっていかないということをとらえる 次に, ビーカーを使い, 再度示温インクで, 水全体の温まり方を確かめる実験を行う そして, 水は温まった部分が上部へ移動すると, その空いた部分にまた冷たい水が入ってきて, それが温まると, 上部へ移動していくといった温まり方をしているこということをとらえる その後, ものの温まり方物語 ( 水編 ) を書かせることにより, 金属の温まり方とは違うということを意識させる 働き掛け 4 水の温まり方を基に, 空気の温まり方について予想させる 実験を通して, 水の温まり方をとらえた子どもに, 空気の温まり方について予想させる 子どもは, 金属と水の温まり方の違いをとらえている ここで, 空気の温まり方を予想させることにより, 子どもは, 今まで学習してきた金属と水の温まり方を基に考え始める ここまでで, 子どもは, 温まり方の要因については, それほど意識できていない しかし, 空気の予想をすることにより, 温まり方の要因は何かという意識になる 空気も水と同じように, 決まった形がないことから, 温まった空気はやはり体積が大きくなり, 相対的に周りの空気よりも軽くなり, 上部へいくだろうと考える 子どもは, 類推する思考の方法を使い, すでに獲得している金属の温まり方についてのとらえと, 仮説を確かめることで得られた水の温まり方についてのとらえとを結び付けていくのである そして, 金属は熱せられた部分から温まるが, 水は熱せられた部分が移動して温まっていく 空気は水と同じように動くことができるから, 熱せられた部分が移動して温まるはずだ と, ものの温まり方についてのとらえを更新する さらに空気の温まり方についての仮説を立てていくのである 空気の温まり方について仮説を立てた子どもに, 実際に実験で確かめさせる そして, 単元の最後には, 学習のまとめとして もののあたたまり方物語 を書かせる ここで, 子どもは, すでに獲得している金属と水の温まり方についてのとらえと, 仮説を確かめることで得られた空気の温まり方についてのとらえとを関係付け, ものの温まり方をとらえるのである 5 指導計画 全 9 時間 (27Q) 金属や水, 空気はどのような温まり方をするのかについて料理を例に予想する 水平な金属棒と斜めにした金属棒, 切れ目を入れた金属板を熱したら, どのような温まり方 をするかを実験して確かめ, もののあたたまり方物語 ( 金属編 ) を, まとめる ゆで卵装置のゆで卵の状態を確認し, 水の温まり方について問いをもつ 既習であるものの体積と温度変化の現象の中から, 今回の現象と関係する現象を比較させる 水の温まり方を実験で確かめ, もののあたたまり方物語 ( 水編 ) をまとめる 学習した水の温まり方を基に, 空気の温まり方を予想する 空気の温まり方について確かめ, 熱気球が浮かぶ根拠を説明し, 簡単熱気球を作る もののあたたまり方物語 ( 空気編 ) を書き, もののあたたまり方物語として, 全体をまとめ, 単元の学習の振り返りをする

3 6 本時の構想 < 第 1 日目 > 5/9 時間 (45 分授業 ) (1) ねらい これまでの水についての現象の中から, 水の温まり方についての問いの解決につながる現象は ないかと推量することを通して, ものの体積と温度の既習事項をもち出し, 仮説を立てることが できる (2) 展開 学習活動と子どもの姿 思考の方法教師の働き掛け 1 これまでに学習したことを発表する 指示 これまでの学習の振り返りをしまし 金属の温まり方は, 熱したところから順に ょう 温まっていった 説明 今日は, 水の温まり方についての学 棒を斜めにしたり, 板に切れ込みを入れて 習です も, 熱は金属を伝わって順番に温まった 2 卵がどうなるのか予想する 説明 ゆで卵を作る装置です ヒーターが 60 だったら, 両方ともゆで卵になるんだ 水を温めます ヒーターからうずら ろう の距離はそれぞれ等しいです ヒー 半熟くらいになるかな ターの隣につけた温度計が 60 にな 上の卵はゆで卵になるけれど, 下の卵はゆ るまで, 温めます で卵にならないのではないかな 発問 2 つの卵はどうなると思いますか ゆで卵ができる条件を説明する 60~70 のお湯に卵を 10 分間入れておく ゆで卵装置 うずらの卵 距離は等しい ヒーター うずらの卵 3 卵を温めている様子を観察する 指示 実際に温める様子を見てみよう なんか, ヒーターからもやもやが上の方に 出ていっているよ ヒーターの周りに空気がついているよ 沸 騰してきたのかな 4 卵の様子を確認し, 不思議に思ったことを 指示 卵がどうなったか実際に見てみよう卵がどうなったか実際に見てみよう 発言する 働き掛け 1 上だけゆで卵になっているよ なぜ疑問に思ったのか, 問い返す どうして差ができたのだろう 疑問に思った子どもの考えに共感できるか なぜ上の卵だけゆで卵になったのかな を問い, 挙手させる ヒーターで温められた水はもやもやして上 の方にいったのが関係しているのかな 下の方は水のままなのかな もう一度よく見てみたいな

4 5 再度温めている様子を観察する 指示 温めているときのヒーター近くの ヒーターからゆらゆらと上の方に昇ってい 水の様子をもう一度観察してみよ るくものがあるよ う だから, 上と下では温度が全然違うんだよ 働き掛け 2 もやもやが上にいっているもん 温かいペットボトルを入れたときもそうだ った 温かい方のペットボトルの周りには もやもやがあったよ 6 理由を考え, ワークシートに書き, 発表す 発問 なぜ, 上の方の卵だけが, ゆで卵に る なったのでしょうか 上の方の水の方が温かいから 指示 みんなの考えを教えてください 温かい水と, 冷たい水をペットボトルに入 個人で考えを書かせた後, グループで話し れて, 浮かべる実験をしたときに, 温かい 合いをさせる 水の方が冷たい水よりも軽かった だから, これまでの学習を基にした理由は赤, 生活 上の方だけ温まるのは, 水は温まると上に 経験は青, 友達の意見を参考にしたら緑と いくからだと思う 色分けさせる 上の方が温かいという意見が出たら, その のように, 考えていれば, 推量する思 根拠を問う 考の方法を使って, 既習事項 水は, 同体積で重さを比べると, 冷たい水より温かい水の 既習事項 方が重さは軽い という知識をもち出してい 20 の水をると判断する 入れた水槽 70 の水を入れたペットボトル 5 の水を入れたペットボトル 6 示温インクを入れた試験管の中央を加熱 指示 本当に, 水は温めているところの上 し, 水の温まり方を確かめる 部しか温まらないのか, 実際に実験 やっぱり, 上の部分しか色が変わらないと で確かめてみよう いうことは, 水は温めた上の部分しか温ま 働き掛け 3 らないんだ 試験管に示温インクをいれたものを準備す 下から温めないと全体は温まらないってこ る 試験管の中央から上の部分を熱して, とかな 色の変化を観察させる 水全体が温まるときは, どんなふうに温ま ペア (3,4 年生 ) で一つの実験道具で観 っていくんだろう 察させる (3) 評価 既習事項をもち出し, 仮説を立てることができたかを, ワークシートと発言から評価する

5 6 本時の構想 < 第 2 日目 > 6/9 時間 (45 分授業 ) (1) ねらい ものの体積と温度の既習事項を基に立てた仮説を確かめることで, 水の温まり方は温めた部分 が移動して温まるということがわかる (2) 展開 学習活動と子どもの姿 思考の方法教師の働き掛け 1 これまでの学習内容を発表する 指示 昨日までの学習の振り返りをしまし 金属の温まり方は, 熱したところから順に ょう 温まっていった 水は, 上だけ温まる? まだはっきりしない なぜか, 上の卵だけがゆで卵になる 2 卵に違いが出たのはなぜかを発表する 発問 昨日 おー と, 歓声が上がったけ 片方だけ, 生卵だからびっくりした れど, どうして おー となった なんで違いがあるのかなぁって思った の? 水は, 上の方から温まるからかな 発問 どうして上の方の卵はゆで卵で, 下 どうやら, 水は金属みたいに温められた所 の卵は生卵だったと思いますか? から順に温まるわけではないみたいだ 卵の変化という結果を基にして, 水の温ま り方について目を向けさせていく 3 理由を考え, ワークシートに書き, 発表す 発問 本当に, 水は上から先に温まるのか る な? おふろのお湯の上の方はあたたかいけれ 指示 みんなの考えを教えてください ど, 下の方は冷たかったから 再度 温かい水と, 冷たい水をペットボトルに入 個人で考えを書かせた後, グループで話し れて, 浮かべる実験をしたときに, 温かい 合いをさせる 水の方が冷たい水よりも軽かった だから, これまでの学習を基にした理由は赤, 生 上の方だけ温まるのは, 水は温まると上に 活経験は青, 友達の意見を参考にしたら いくからだと思う 既習事項 金属も体積は確かに大きくなるけれど, 固 いから動けないのかな 20 の水を のように, 考えていれば, 推量する思入れた水槽 70 の水を入れた 考の方法を使って, 既習事項 水は, 同体積で重さを比べると, 冷たい水より温かい水の方が重さは軽い という知識をもち出してい ペットボトル 5 の水を入れたペットボトル ると判断する 緑と色分けさせる

6 上の方が温かいという意見が出たら, そ の根拠を問う 体積変化による浮き沈みが根拠だととらえたところで, 金属にも体積変化はあったことを掲示物を指し示しながら, 確認し, 水と金属の温まり方の違いについても考えさせる 4 示温インクを入れた試験管の中央を加熱 指示 本当に, 水は温めているところの上 し, 水の温まり方を確かめる 部しか温まらないのか, どんな実験 温度によって色が変わったり, 見えたりで で確かめられるかな きるようになるといいな 働き掛け 3 やっぱり, 上の部分しか色が変わらないと 試験管に示温インクをいれたものを準備す いうことは, 水は温めた上の部分しか温ま る 試験管の中央から上の部分を熱して, らないんだ 色の変化を観察させる 下から温めないと全体は温まらないってこ ペア (3,4 年生 ) で一つの実験道具で観 とかな 察させる 水全体が温まるときは, どんなふうに温ま っていくんだろう 5 水の温まり方について, 観察して確かめた 指示 ここまでの水の温まり方を ものの ことをまとめる 温まり方物語 ( 水編 ) にまとめよ 温められた部分が上の方に上がっていく う 温まった部分がどんどん上の方にたまって いく (3) 評価 ものの体積と温度の既習事項を基に立てた仮説を確かめることで, 水の温まり方は温めた部分が移動して温まることがわかったかどうかを, 発言やワークシートから評価する