第 5 学年理科学習指導案 単元名 電磁石のはたらき 単元について 本単元は, 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をねらいとしている A(3) 電気の働きア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 イ電磁石の強さは, 電流の強さや導線の巻数によって変わること 児童について 本学級の児童は, ふりこのきまり (1 学期実施 ) の単元において, 振り子の運動の規則性について予想したことを確かめる活動を通して, 条件を制御して調べる能力を身に付けることができた しかし, 考察場面では, 自分の考えを相手に分かるように何と何をどのように関係付けて考えたのか表現することができる児童が少なく, 深い学び合いまで至っていないという課題が見られる そのため, 主体的に学ぶための工夫が必要である 指導にあたって 単元導入時に, 電磁石を用いた 魚釣り を見せ, 電磁石への興味 関心をもたせる その際, 釣れる魚だけでなく釣れない魚や離れて行く魚も仕込んでおくことによって, どうしたら全部の魚が釣れるだろうか という単元を貫く課題を設定させる 児童がこの課題を追究していくための問いを連続させることができるようにする 条件を制御した実験の計画をたてる場面や考察場面において, 第 3 学年で学習した磁石の性質と第 4 学年で学習した電気の性質を関係付けながら思考を深めることができるように 学習のあしあと を掲示する この 学習のあしあと と実験して得られたデータを関係付けながら自分の考えが表現できるようにさせたい 理科の見方 考え方 電磁石のはたらき 見方 考え方 量的な視点 コイルの巻数を変えることにより電磁石が強くなったり弱くなったりすることや, 電流の大きさを変えることにより電磁石が強くなったり弱くなったりすることを捉える 条件制御 電磁石の強さを変える要因を調べるときに, 条件を制御して考える 関係付け 電磁石の強さと電流の強さや導線の巻数, 電磁石の極の変化と電流の向きを関係付けて考える 単元の目標 電磁石の導線に電流を流して, 電磁石の強さの変化をその要因と関係付けながら調べ, 電流のはたらきについての考えをもつことができるようにするとともに, 見いだした問題を追究したり, ものづくりをしたりする活動を通して, 電流の働きを計画的に追究する能力を育てる 評価規準 自然事象への関心 意欲 態度 1 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物の工夫を見直したりしようとしている 科学的な思考 表現 1 電磁石の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をもち, 自分の考えを表現している 2 電磁石の強さと電流の強さや導線の巻数を関係付 観察 実験の技能 1 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している 2 電磁石の極の変化を調べ, その過程や結果を記録している 自然現象についての知識 理解 1 電流の流れているコイルには, 鉄心を磁化する働きがあり, 電流の流れを止めると磁化する働きがなくなることを理解している 2 電磁石の強さは, 電流の
けて考察し, 自分の考えを表現している 3 電磁石の極の変化と電流の向きとを関係付けて考え, 自分の考えを表現している 指導計画 ( 全 10 時間 ) 第 1 次 電磁石のはたらき (2 時間 ) 知 1, 思 1 第 2 次 電磁石の強さが変わる条件 (4 時間 ) 思 2, 技 1, 知 2 第 3 次 電磁石の極の性質 (3 時間 ) 思 3, 技 2, 知 3, 第 4 次 まとめよう たしかめよう (1 時間 ) 関 1 本単元の学習指導過程 ( 全 10 時間 ) 強さや導線の巻数によって変わることを理解している 3 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 学習活動 児童の思考 第 1 次 電磁石のはたらき (2 時間 ) 1 魚釣りをしている活動を見て, 気付いたことを話し合う 棒磁石と電磁石の両方で行い, 違いを比較する 2 電磁石の仕組みを知る ( 導線, コイル, 乾電池, 鉄心 ) なんで釣れないんだろう? たくさん釣れてびっくり! なぜスイッチを切ると魚が離れるのかな? 導線を巻き付けたコイルや電池があったよ 電流を流すと磁石になるんだね 第 2 次 電磁石の強さが変わる条件 (4 時間本時 4/4 時間 ) 3 電磁石の魚釣りの活動を見て, 気付いたことを話し合う 釣れる魚と釣れない魚がいることに気付く ( 比較する ) どうすればあの大きな魚が釣れるかなあ はなれていく魚が釣れないなあ ( 大きな魚がつれない はりから魚がはなれていく ) 単元の課題 どうしたら, 全ての魚を釣ることができるのだろうか? 問い 1 どうしたら, 大きな魚を釣ることができるのだろう? どうしたら大物を釣り上げることができるか考える 電磁石の乾電池 1 個と 2 個を比べてみたらど うだろう? 導線の巻数を変えてみたらいいと思う 4 予想したことをもとに, 実験計画を立てる 何をどのように変えればよいか分かるように, 魚釣りで使用するもので考える 1つのことを確かめるために, 今までの実験と関係付けて考える 変える条件と変えない条件にすると正確な実験ができるよ 導線の巻数を変える実験だと, それ以外のことは変えてはいけないと思う 電磁石の乾電池を 2 個にしたら, ゼムクリッ 5 電流の強さ の実験を行い, 考察する プがたくさんついたよ 他の班の実験結果と比較する
6 巻数 の実験を行い, 考察する 他の班の実験結果と比較する 導線の巻数を多くしたら, ゼムクリップがた くさんついたよ 問い 1 の答え コイルに流れる電流を強くする コイルの巻数を多くする 第 3 次 電磁石の極の性質 (3 時間 ) 7 電磁石の魚釣りの活動を見て, 気付いたことを話し合う どうすれば, 魚が釣れるのだろう? 釣れる魚と釣れない魚がいることに気付く 問い 2 どうしたら, はりからはなれていく魚を釣ることができるのだろう? どうしたら魚を釣ることができるか考える 棒磁石と電磁石を関係付けて考える 棒磁石のように N 極と S 極があると思うよ 乾電池の向きを変えるとモーターが逆に回っ たから, 極も逆になるかもしれないよ 8 予想したことをもとに, 実験計画を立てる 9 実験を行い, 考察する 電磁石にも N 極と S 極があることに気付く 棒磁石と電磁石を比較する N 極に方位磁針を近づけたらわかるよ 方位磁針の針が引きつけられたよ 問い 2 の答え 電磁石は, 両極に N 極と S 極があり, 電流の向きを変えると N 極と S 極が入れ替わり, 針から離れて行く魚を釣ることができる 第 4 次 まとめよう たしかめよう (1 時間 ) 10 電磁石のはたらきで分かったことを話し合い, 電磁石の強 い魚釣りを作りゲームをする 巻数を多くしたら, 大きな魚を釣ることがで きたよ 実験から分かったことを活用して, 魚釣りを作り, ゲームを する 単元の課題の答え 電流を強くしたり導線の巻数を多くしたりすると電磁石が強くなるため, 大きな魚を釣ることができる 電磁石の電流の向きを変えると N 極とS 極が入れ替わるため, 針から離れる魚を釣ることができる 本時の学習指導過程 1 目標 電磁石の強さの実験を通して, 予想したことと結果から自分の考えをまとめ, 表現することができる 2 観点別評価規準 電磁石の強さと電流の強さや導線の巻数を関係付けて考察し, 自分の考えを表現している 思考 表現 3 準備物
コイル (100 回巻 200 回巻 ), 導線, 鉄心, 竿, 乾電池, 電源装置, 電流計, 結果の表 4 学習の展開 分 学習活動 児童の思考 指導上の留意点 支援 評価規準 ( 評価方法 ) 2 1 問題の把握 設定 前時の実験結果を振り返る 問い 1 どうしたらこの魚をつることができるのだろうか! めあて : コイルの巻数を変えたときの電磁石の強さについて調べたことを説明しよう 3 2 予想 検証計画の確認 予想したことを再度確認する 導線をたくさん巻くことで電流がたくさん流れるから, 電磁石は強くなると思う 変えるものは導線の巻数で, 変えないものは電流の強さです コイルの巻数のちがいで比べることを全員が共通理解できるように前時の予想を確認させる 正確な実験をするために, 条件を変えるものとそろえるものを提示しておく 電磁石の強さの比べ方を明確にするために, 引きつけたゼムクリップの数で確かめ. ることを確認する 思考の すべ 20 3 観察 実験 条件を制御して調べる 結果をノートに整理する コイルを 200 回巻きにしたらゼムクリップがたくさんついたよ コイル 200 回巻きに比べて 100 回巻きの方はあまりついていないよ コイルの巻数が100 回巻きのとき, ゼムクリップが6 個つき,20 0 回巻きはゼムクリップが12 個ついた 既習や生活経験と関係付けて考える 各班の電流の強さをそろえるために, 乾電池の代わりに電源装置を使う 黒板に結果表を提示することで, 各班の結果を比較させる 表現の すべ コイルの巻き数とゼムクリップの数を関係付けながら結果をまとめさせる 15 4 考察 (5) 結果から分かることをノートに図や 自分の考えを書くために, 予想と結果を比 電磁石の強さと電 文でまとめる 較して考えさせる 流の強さや導線の
巻数を関係付けて 電流の強さが同じとき, コイルの巻数を多くすると, 電磁石が鉄を引きつける力は強くなった 電流の強さが同じとき, コイルの巻数を100 回にしたときと比べて2 00 回にした方が, 電磁石が鉄を引きつける力が強くなった 考察し, 自分の考えを表現している ( 思 表 2) 発言内容 ノート (10) 全員で考察を交流する コイルの巻数と電磁石の強さを関係付けて考えることができるように, どうすれば問い 1の魚が釣れるのか を問う 考察を確かめるために, 重い魚を釣るようにさせる 問い 1 に対する答え 電流の強さを強くしたり, コイルの巻数を多くしたりすると電磁石が鉄を 引きつける力が強くなり, 大きな魚が釣れる 5 5 振り返り 次時の学習への意欲をもたせるために, 魚が離れていく場面を見せる 板書計画 電磁石のはたらき 問い 1 めあて どうしたらこの魚を釣ることができるだろうか? 電磁石を強くするためのきまりを見つけよう 結果 各班の実験結果 仮説導線の巻数を増やせば, 電磁石は強くなるだろう 理由実験 ( コイルの巻数 ) 変えるもの 巻数 (100 回 200 回 ) そろえるもの 電流の強さ ( かん電池 1こ ) 考察 電流の強さが同じとき, コイルの巻数が多いと, 電磁石が鉄を引きつける力は強くなった