理科第 3 学年東広島市立八本松中学校指導者湯口浩臣 単元名 酸, アルカリとイオン 本単元で育成する資質 能力 課題解決力 単元について (1) 単元観小学校では, 第 6 学年で 水溶液の性質 について学習している また, 中学校では, 第 1 学年で (2) 身の回りの物質, 第 2 学年で (3) 電流とその性質 と (4) 化学変化と原子 分子 について学習している 本単元では, 水溶液の電気伝導性や中和反応について理解させ, イオンのモデルと関連付けてみる微視的な見方や考え方を養うことが主なねらいである この単元は, 学習指導要領における第 1 分野 (6) イ 酸 アルカリとイオン に該当し, ( ア ) 酸とアルカリの性質を調べる実験を行い, 酸とアルカリのそれぞれの特性が水素イオンと水酸化物イオンによることを知ること, ( イ ) 中和反応の実験を行い, 酸とアルカリを混ぜると水と塩が生成することを理解すること をもとに設定した (2) 生徒観学習前に実施したアンケート調査によると, 観察 実験に関する質問で, ほぼ 100% の生徒が, 実験は好き で, 積極的に参加している, 課題解決を意識して考察するようにしている と答えている このように, 本クラスの生徒は, 実験にとても意欲的に臨むことができる その反面, 考察が得意かを問う質問に対し, 否定的な回答をした生徒が 58.8% もいた モデルを使った説明については,94.1% の生徒が 理解しやすい と回答したのに対し, モデルを使って説明することは約半数の生徒が苦手意識をもっていた また, イオンについて疑問に思っていることがあれば書いてください という質問に対しては, ほとんどの生徒が空欄であった このことから, 日常生活でイオンを意識する機会はほとんどないものと考えられる (3) 指導観水溶液の色の変化や金属電極の溶け出し, 電流の発生など, 視覚的に捉えられるイオンが関連する現象を多く用意し, その現象をイオンのモデルを用いて説明させるようにする これにより, 目に見えないイオンに対する興味 関心を高め, 身近にイオンが存在することを意識させるとともに, モデルを使って表現することに慣れさせたい また, 仮説検証実験を設定し, 実験に見通しをもって取組ませることで, 考察に自信を持たせ, 実験を通して自分たちで結論を見いださせるようにする これにより, 思考力, 判断力, 表現力 や 課題解決力 といった資質 能力の向上を図りたい 単元の目標 酸とアルカリの特性や中和反応をイオンと関連付けて説明することができる 本単元における本質的な問い 酸性の水溶液とアルカリ性の水溶液を混ぜたときに起こる変化は, イオンとどのような関係があるのだろうか 永続的理解 酸とアルカリ, それぞれに共通する性質は, 酸は水素イオン, アルカリは水酸化物イオンによるものである 中和反応では, この水素イオン, 水酸化物イオンから水が生じることにより, 酸とアルカリ
がお互いの性質を打ち消しあう また, その際, その他のイオンから塩が生じる パフォーマンス課題 硫酸に電極をさし, 電源装置で電圧を加えると電流が流れ, 電球が点灯する これに水酸化バリウム水溶液を少しずつ加えていくと水溶液は白く濁り, 電球は次第に暗くなり, やがて消える しかし, さらに加え続けると再び電球が点灯する この現象を, イオンと関連付けて説明してください B 評価の基準 硫酸と水酸化バリウム水溶液を混ぜ合わせたときの電球の様子を, モデル図を描き, イオンと関連させながら説明している 単元 ( 題材 ) の評価規準 ア自然事象への関心 意欲 態度 1 酸 アルカリ, 中和と塩に関する事物 現象に進んでかかわり, それらを科学的に探究しようとしている イ科学的な思考 表現 1 酸 アルカリに関する事物 現象の中に問題を見いだし, 目的意識をもって観察, 実験などを行い, 酸 アルカリの特性と水素イオン 水酸化物イオンとの関係について自らの考えをまとめ, 表現している ウ観察 実験の技能 1 酸 アルカリの性質, 中和反応に関する観察, 実験を計画的に実施し, 結果を適切に記録 整理している エ自然事象についての知識 理解 1 酸 アルカリの特性が水素イオンと水酸化物イオンによること, 中和反応によって水と塩が生成することなどについて理解している 2 中和と塩に関する現象の中に問題を見いだし, 目的意識をもって観察, 実験などを行い, イオンのモデルと関連付けた中和反応による水と塩の生成などについて自らの考えをまとめている 本校で育成しようとする資質 能力とのかかわり 課題解決力 現状から課題とその原因を見極め, 効果的な手立てを考え実行する 課題解決に向けて情報を収集 整理して仮説を立てたり, 検証方法を考えて実行したりしている
指導と評価の計画 ( 全 7 時間 ) 時学習内容 関考技知 評評価規準 ( 評価方法 ) 価 関連する資質 能力 課題の設定 1 単元を貫く課題の設定 ( パフォーマンス課題 ) 情報の収集 (1) 整理 分析 (1) 酸性やアルカリ性の水溶液に共通する性質 情報の収集 (2) 整理 分析 (2) ア -1 酸 アルカリ, 中和と塩に関する事物 現象に進んでかかわり, それらを科学的に探究しようとしている ( 行動観察 ) 2 イオンの移動 ウ -1 酸 アルカリの性質, 中和反応に関する観察, 実験を計画的に実施し, 結果を適切に記録 整理している 3 酸性, アルカリ性の正体とイオン 情報の収集 (3) 整理 分析 (3) ( 行動観察 ) 課題解決力 イ-1 酸 アルカリに関する事物 現象 ( 行動観察, ワークの中に問題を見いだし, 目的意識をシートもって観察, 実験などを行い, 酸 アルカリの特性と水素イオン 水酸化物イオンとの関係について自らの考えをまとめ, 表現している ( ワークシート ) 4 イオンの量と流れる電流の大きさ ア -1 酸 アルカリ, 中和と塩に関する事物 現象に進んでかかわり, それらを科学的に探究しようとしている ( 行動観察 ) 情報の収集 (4) 整理 分析 (4) 5 6 酸とアルカリを混ぜ合わせたときの変化 1( パフォーマンス課題 ) 酸とアルカリを混ぜ合わせたときの変化 2( パフォーマンス課題 ) まとめ 表現 7 ポートフォリオ 振り返り ウ-1 酸 アルカリの性質, 中和反応に関する観察, 実験を計画的に実施し, 結果を適切に記録 整理している ( 行動観察 ) イ-2 中和と塩に関する事物 現象の中に問題を見いだし, 目的意識をもって観察, 実験などを行い, イオンのモデルと関連付けた中和反応による水と塩の生成などについて自らの考えをまとめている ( ワークシート ) エ-1 酸 アルカリの特性が水素イオンと水酸化物イオンによること, 中和反応によって水と塩が生成することなどについて理解している ( ホ ートフォリオ ) 課題解決力 ( 行動観察, ワークシート )
(1) 本時の目標酸性やアルカリ性の水溶液の性質を調べ, それぞれに共通する性質を見い出す (2) 評価規準 自然事象への関心 意欲 態度 酸 アルカリ, 中和と塩に関する事物 現象に進んでかかわり, それらを科学的に探究しようとしている (3) 本時の学習展開 学習活動 1 事象との出会いと単元を貫く課題の設定 (6 分 ) 酸 ( 硫酸 ) にアルカリ ( 水酸化ナトリウム水溶液 ) を加えていき, 電球が消えてまた点灯する現象を見る 単元を貫く課題 2 学習前の考えの記入 (4 分 ) 現段階の考えを OPP に記入する 本時の学習 1 指導上の留意事項 ( ) ( 特別な支援を必要とする生徒 努力を要する状況 と判断した生徒への指導の手立て ) ( ICT を活用した指導の工夫 ) 水酸化バリウム水溶液 硫酸 イオンとの関連付けができていなくても自由に記述させる 評価規準 観点 ( 評価方法 ) 関連する資質 能力 酸性の水溶液とアルカリ性の水溶液を混ぜたときの変化を, イオンと関連付けて説明しよう < 予想される生徒の記述 > 1 電球が消えた 化学変化が起こって中性になった 2 電球が再び点灯した アルカリ性になった 3 イオンとの関連??? 3 学習の見通し (5 分 ) 疑問から課題解決のための学習の見通しをもつ 課題解決のために必要な情報として収集していくイメージをもたせる < 予想される生徒の疑問 > 酸性 アルカリ性の性質とイオンは関係があるのか? 酸とアルカリを混ぜるとどんな化学変化が起きる? 4 本時の課題とめあての確認 (4 分 ) 課題 : 酸性やアルカリ性の水溶液には, それぞれどんな共通の性質があるのだろうか めあて : 仮説を検証し, イオンのモデルで考えよう
5 予想と見通し (6 分 ) 6 実験 (17 分 ) いろいろな水溶液の性質について,4 つの方法で調べる 7 まとめ (6 分 ) ワークシートに自分の言葉でまとめる 既習事項から, 生徒に水溶液の性質を調べる方法を出させながら見通しを持たせる 結果を表にまとめさせることで, 共通点, 相違点を視覚的に捉えやすくする 自然事象への関心 意欲 態度 ( 行動観察 ) 8 OPP の記入と問題提起 (2 分 ) どうして種類の違う水溶液が同じ性質を示す? という問題を提起し, 次時につなげる 太線囲みは言語活動
本時の学習 2 (1) 本時の目標塩酸を中央にしみこませた寒天に電圧を加えて, 指示薬の変化を調べることができる (2) 評価規準 観察 実験の技能 酸 アルカリの性質, 中和反応に関する観察, 実験を計画的に実施し, 結果を適切に記録 整理している (3) 関連する資質 能力 課題解決力 (4) 本時の学習展開 学習活動 1 既習事項の振り返りと課題の設定 (3 分 ) どうして種類の違う水溶液が同じ性質を示す? それぞれの性質を示す元になるものをもっているのでは? 2 事象との出会いとめあての確認 (6 分 ) イオンの移動実験 ( 塩酸 ) で色の移動を見る 指導上の留意事項 ( ) ( 特別な支援を必要とする生徒 努力を要する状況 と判断した生徒への指導の手立て ) ( ICT を活用した指導の工夫 ) 生徒の発言から課題を設定する 課題 : 酸性やアルカリ性の性質を示す元になるものとはどんなものだろうか? 評価規準 観点 ( 評価方法 ) 関連する資質 能力 3 予想 (4 分 ) めあて : 指示薬の色の変化を調べ, 酸性の 元になるもの を推測しよう < 期待される生徒の反応 > 3 種類の酸性水溶液で同様の実験を行うと, どれも黄色になる点は共通しているが, 移動する向きが水溶液の種類で異なるだろう 4 実験 (10 分 ) 3 種類の酸性水溶液で同様の実験を行う 5 実験結果の整理 (4 分 ) どの水溶液も黄色が陰極側へ移動していったことを全体で共有する 6 考察 (12 分 ) 個人 グループホワイトボードにグループの考えをまとめる < 視点 > 1 どの水溶液も電流が流れた 2 黄色が陰極へ移動した 共通点を見い出させるために, 複数の酸性水溶液で行わせる 共通点から考察の視点を設定する 段階的に思考のヒントを提示する つまずきを確認し, 班の生徒に質問するよう促す ( 班の生徒にはたらきかける ) 観察 実験の技能 ( 行動観察 ) 課題解決力
7 交流 (4 分 ) 他の班に散らばり情報を収集する 8 まとめ (6 分 ) ワークシートに自分の言葉でまとめる 他の班の考えを聴く, また, 自分たちがつまずいているところについてアイデアを得ることを意識させ, 交流によって思考を深めさせる 班でまとめたホワイトボードを参考にさせる 酸性の水溶液では, 黄色が陰極へ移動していったことから,+ の電気を帯びたイオン, すなわち 水素イオンで H + あると言える 酸性の性質は, 水素イオンと関連していた 9 問題提起 (1 分 ) アルカリ性の水溶液の場合はどうだろう? 太線囲みは言語活動 〇他の酸とアルカリの場合について問題を提起する
本時の学習 3 (1) 本時の目標実験の結果から, アルカリ性の水溶液に共通なイオンが水酸化物イオンであることを推測できる (2) 評価規準 科学的な思考 表現 酸 アルカリに関する事物 現象の中に問題を見いだし, 目的意識をもって観察, 実験などを行い, 酸 アルカリの特性と水素イオン 水酸化物イオンとの関係について自らの考えをまとめ, 表現している (3) 関連する資質 能力 課題解決力 (4) 本時の学習展開 学習活動 1 前時の振り返りと課題 めあての確認 (3 分 ) 指導上の留意事項 ( ) ( 特別な支援を必要とする生徒 努力を要する状況 と判断した生徒への指導の手立て ) ( ICTを活用した指導の工夫) 電子黒板で, 前時の結論と思考の流れを図式化して示す 課題 : 酸性やアルカリ性の性質を示す元になるものとはどんなものだろうか? 評価規準 観点 ( 評価方法 ) 関連する資質 能力 めあて : 指示薬の色の変化を調べ, アルカリ性の 元になるもの を推測しよう 2 実験の見通し (4 分 ) < 期待される生徒の反応 > アルカリ性の水溶液で同様の実験を行うと,BTB 溶液は青色になり, それがどちらかの極に移動するだろう 3 実験 (10 分 ) 3 種類のアルカリ性水溶液で同様の実験を行う 4 実験結果の整理 (4 分 ) どの水溶液も青色が陽極側へ移動していったことを全体で共有する 5 考察と交流 (20 分 ) 個人 グループホワイトボードにグループの考えをまとめる 6 まとめ (6 分 ) ワークシートに自分の言葉でまとめる 前時の思考の流れを参考に結論を見い出させる 班でまとめたホワイトボードを参考にさせる 科学的な思考 表現 ( 行動観察, ワークシート ) 課題解決力 アルカリ性の水溶液では, 青色が陽極へ移動していったことから,- の電気を帯びたイオン, すなわち 水酸化物イオン OH - であると言える アルカリ性の性質は, 水酸化物イオンと関連していた 酸性の水溶液には水素イオンが共通してあり, アルカリ性の水溶液には水酸化物イオンが共通してあった これらのイオンが酸性かアルカリ性かを決めていた
7 OPPの記入と問題提起 (3 分 ) 同じ種類の水溶液でもイオンの量が多いと流れる電流も大きい? 太線囲みは言語活動 〇既習事項 電解質の水溶液中にはイオンがあるから電流が流れる を振り返り, 電流の大きさに目を向けさせる
(1) 本時の目標イオンの量と流れる電流の強さの関係について調べることができる (2) 評価規準 自然事象への関心 意欲 態度 酸 アルカリ, 中和と塩に関する事物 現象に進んでかかわり, それらを科学的に探究しようとしている (3) 本時の学習展開 学習活動 1 単元全体における本時の位置付けと, 課題, めあての確認 (3 分 ) 本時の学習 4 指導上の留意事項 ( ) ( 特別な支援を必要とする生徒 努力を要する状況 と判断した生徒への指導の手立て ) ( ICTを活用した指導の工夫) 電子黒板で導入時に提示した事象の VTR を示す 課題 : イオンの量と流れる電流の強さにはどのような関係があるのだろうか? めあて : 仮説を検証し, イオンのモデルで考えよう 評価規準 観点 ( 評価方法 ) 関連する資質 能力 2 仮説, 検証方法の確認 (7 分 ) 3 実験 (20 分 ) 異なる濃度の食塩水に同じ電圧を加え, 流れる電流の大きさを測定する 仮説と検証方法を可能な限り生徒から出させる 仮説 : イオンの量が多いほど, 大きな電流が流れるだろう 正しければ, 濃度が高い水溶液ほど大きな電流が流れるはず 関連する既習事項を想起させる声かけを行う 交流で活用できるようホワイトボードに記録させる 自然事象への関心 意欲 態度 ( 行動観察 ) 4 実験結果の確認と考察 (7 分 ) 班で確認後, ワークシートに考察を記入する 5 交流とまとめ (10 分 ) 班でまとめたホワイトボードを参考にさせる 水溶液の濃度が高い ( イオンの量が多い ) ほど電流の値は大きくなり, 濃度が低い ( イオンの量が少ない ) と電流の値は小さくなる このことから電流の値がゼロになるときは水溶液中にイオンが存在しないといえる 6 OPPの記入と振り返り (3 分 ) OPP の記入後できたものから, 単元を貫く課題を意識して, これまでに得た情報を振り返る 太線囲みは言語活動 導入で見せた事象を想起させ, 次時のヒントとする
本時の学習 5 (1) 本時の目標硫酸と水酸化バリウム水溶液を混ぜ合わせたときの性質の変化を調べ, 仮説を検証することができる (2) 評価規準 観察 実験の技能 酸 アルカリの性質, 中和反応に関する観察, 実験を計画的に実施し, 結果を適切に記録 整理している (3) 関連する資質 能力 課題解決力 (4) 本時の学習展開 学習活動 1 単元全体における本時の位置付けと, 課題の確認 (5 分 ) 指導上の留意事項 ( ) ( 特別な支援を必要とする生徒 努力を要する状況 と判断した生徒への指導の手立て ) ( ICT を活用した指導の工夫 ) 水酸化バリウム水溶液 評価規準 観点 ( 評価方法 ) 関連する資質 能力 パフォーマンス課題 硫酸 硫酸に電極をさし, 電源装置で電圧を加えると電流が流れ, 電球が点灯する これに水酸化バリウム水溶液を少しずつ加えていくと水溶液は白く濁り, 電球は次第に暗くなり, やがて消える しかし, さらに加え続けると再び電球が点灯する この現象を, イオンと関連付けて説明してください 2 仮説の共有とめあての設定 (4 分 ) 単元の導入で見た事象を思い起こし, パフォーマンス課題につなげる 電子黒板で導入時に提示した事象の VTR を示す 生徒が学習前に書いた OPP の記述内容をもとに検証する仮説を共有する この仮説を検証することで後の思考の柱とする 仮説 : 電球が消えてまた点灯したのは, 酸性が打ち消されて中性になり, その後アルカリ性になったからだろう めあて : 検証方法を考えて検証実験をしよう 3 検証方法の立案 (10 分 ) 検証方法を班で考え, 図と文章でワークシートに記入する 課題解決力 < 予想される生徒の記入例 > BTB 溶液で硫酸に色をつけてこの実験すると, 1 黄色で点灯 2 緑色で消灯 3 青色で点灯 となるはず 4 実験 (14 分 ) 水溶液の色の変化を調べる 共通の注意点については全体で確認しておく 観察 実験の技能 ( 行動観察 )
5 実験結果の整理 (7 分 ) 全体で結果を確認する 点灯 消灯 点灯 黄色 緑色 青色 水溶液の性質と電気的な性質を関連付け, イオンのモデルで考える必然性をもたせる 電球が消えた瞬間が中性になっていないことについても簡単に触れておく 6 まとめ (8 分 ) 酸にアルカリを加えると酸性が打ち消され電球が消える さらに加え続けると水溶液はアルカリ性になり電球が点灯する 仮説は正しかった 7 次時の確認 (2 分 ) これまでに得た情報を基にパフォーマンス課題を考えることを確認する 太線囲みは言語活動
本時の学習 6 (1) 本時の目標硫酸と水酸化バリウム水溶液を混ぜ合わせたときの変化について, イオンのモデルで説明することができる (2) 評価規準 科学的な思考 表現 中和と塩に関する事物 現象の中に問題を見いだし, 目的意識をもって観察, 実験などを行い, イオンのモデルと関連付けた中和反応による水と塩の生成などについて自らの考えをまとめている (3) 関連する資質 能力 課題解決力 (4) 本時の学習展開 学習活動 1 本時の位置付け, 課題とめあての確認 (4 分 ) パフォーマンス課題 指導上の留意事項 ( ) ( 特別な支援を必要とする生徒 努力を要する状況 と判断した生徒への指導の手立て ) ( ICTを活用した指導の工夫) 電子黒板で導入時に提示した事象の VTR を示す 評価規準 観点 ( 評価方法 ) 関連する資質 能力 硫酸に電極をさし, 電源装置で電圧を加えると電流が流れ, 電球が点灯する これに水酸化バリウム水溶液を少しずつ加えていくと水溶液は白く濁り, 電球は次第に暗くなり, やがて消える しかし, さらに加え続けると再び電球が点灯する この現象を, イオンと関連付けて説明してください めあて : 情報を活用し, イオンのモデルで考えよう 2 イオンモデルの検討 (15 分 ) ホワイトボードを使い, 班ごとにイオンのモデルで考える < 視点 > 1 電球が消えた 2 また点灯した 3 白くにごった 既習事項から現象をイオンの量の変化と関連付けられるよう, 段階的に思考のヒントを提示する つまずきを確認し, 班の生徒に質問するよう促す ( 班の生徒にはたらきかける ) 科学的な思考 表現 ( 行動観察, ワークシート ) 課題解決力 3 交流 (8 分 ) 他の班に散らばり情報を収集する 4 再検討 まとめ (20 分 ) 1 交流で得られた情報を班で検討し, 結論を導出する 2 ワークシートに自分の言葉でまとめる 他の班の考えを聴く, また, 自分たちがつまずいているところについてアイデアを得ることを意識させる 自分たちでまとめられない班があった場合, うまくまとめている班を紹介し, 情報を収集させる 班でまとめたホワイトボードを参考にさせる
(1) 電球が消えた H + は OH - と結びついて H 2O になりイオンがなくなったから (2) また点灯した H + がなくなったあと,OH - が増えていったから このため水溶液は酸性 中性 アルカリ性と変化した (3) 白くにごった SO 4 2- と Ba 2+ と結びついて硫酸バリウムができた 5 問題喚起 (3 分 ) 他の酸とアルカリの場合について問題を喚起し, 次時につなげる 太線囲みは言語活動
本時の学習 7 (1) 本時の目標酸性の水溶液とアルカリ性の水溶液を混ぜたときの変化を, イオンと関連付けて説明することができる (2) 評価規準 自然事象についての知識 理解 酸 アルカリの特性が水素イオンと水酸化物イオンによること, 中和反応によって水と塩が生成することなどについて理解している (3) 本時の学習展開 学習活動 1 本時の位置付けと課題 めあての確認 (3 分 ) 指導上の留意事項 ( ) ( 特別な支援を必要とする生徒 努力を要する状況 と判断した生徒への指導の手立て ) ( ICTを活用した指導の工夫) 電子黒板で前時のまとめ示し, 視覚的に振り返らせる 評価規準 観点 ( 評価方法 ) 関連する資質 能力 課題 : 酸性の水溶液とアルカリ性の水溶液を混ぜたときの変化を, イオンと関連付けて説明しよう めあて : いろいろな組み合わせで調べたときの共通点から, 単元を貫く課題を解こう 2 演示実験 (5 分 ) HCl と NaOH 水溶液の場合を演示し,1 白くにごらないこと,2 電流が流れ続けることを知る 前時と異なる結果を示し, 疑問をもたせる 水酸化ナトリウム水溶液 塩酸 3 考察 (7 分 ) ホワイトボードを使い, 班ごとにイオンのモデルで考える < 視点 > 1 白くにごらなかった 2 電球が消えなかった 段階的に思考のヒントを提示する つまずきを確認し, 班の生徒に質問するよう促す ( 班の生徒にはたらきかける ) 自然事象についての知識 理解 ( ホ ートフォリオ ) 4 交流と実験のまとめ (15 分 ) 各班の考えを交流し, 班で再検討した後, ワークシートに自分の言葉でまとめる 個人でまとめる際, 班でまとめたホワイトボードを参考にさせる < 期待される生徒のまとめ > この実験では, 水と塩化ナトリウムができる 塩化ナトリウムは電解質だから, 水に溶けてナトリウムイオンと塩化物イオンに電離する そのため,H + と OH - がなくなって中性になっても電流は流れ続ける
5 一般化と語句の確認 (6 分 ) 数種類の組み合わせを比較し, 共通点から学習を一般化する 酸にアルカリを混ぜると H + が OH - と結びついて H 2O になり, 酸性が打ち消される これを 中和 という 中和により水溶液中に H + も OH - もなくなると 中性 を示す 酸の陰イオンとアルカリの陽イオンが結びついてできる物質を 塩 といい, 混ぜ合わせる酸とアルカリの種類によってできる塩も異なる 6 OPP の記入 (14 分 ) 単元を貫く課題に対する学習後の解答と振り返りを OPP に記入する 太線囲みは言語活動