「電気の通り道…電気で明かりを付けよう」「ものの温まり方」「ものの溶けかた」「てこの規則性(電磁石の働き)」(はなまるサポート)

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作成者: EDUPEDIA編集部 (Edupedia編集部)さん

1 概要

この実践は(株)教育同人社の許可を得て、「はなまるサポート」の学習指導ポイント一覧の実践(2013年1月号)を転載しています。
実践の続き(無料)をご覧になりたい方は最下部のURLからお願いします。
また、以下のURLから実践がPDFでダウンロードできます。
添付ファイル

2 はじめに

本記事は、小学校3年生「電気の通り道…電気で明かりを付けよう」、小学校4年生「ものの温まり方」、小学校5年生「ものの溶けかた」の指導のポイントを紹介します。

3 太田先生のあいさつ

あけましておめでとうございます。しばしの休みはいかがだったでしょうか。昨年は、IPS細胞の実用化への道を開いた「山中伸弥」教授のノーベル賞受賞という輝かしい科学の成果に沸いた年でした。また、一昨年ハヤブサの帰還が大きな話題でした。2年連続して日本の科学、科学技術の優れた成果に接することができ、理科教育に携わるものとして大変うれしく思っております。

内容においても、人類共通の夢の実現を目指す、宇宙科学、そして、体内宇宙といわれるほど奥行きの深い生命科学の分野での成果ということで、日本の科学振興に大きな役割を果たすことになルことでしょう。

これらの成果に続く、人材を是非、皆さんの手で育てていっていただきたいと願って、本年も指導のポイントを書かせていただきます。

4 3年「電気の通り道…電気で明かりを付けよう」

扱う単元:A区分 エネルギー(エネルギーの変換と保存)
・電気を通すつなぎ方 ・電気を通すもの

この単元のねらいは、上記の2つです。問題解決の思考を養う二は、?を重点にすると良いでしょう。
そこで、事象を以下のように2つ提示します。

  • 明かりがついている豆電球
  • 明かりがついていない豆電球 グループにそれぞれ1対を配布します。

ここで、付かない事象の要因をグループごとに変えておくことも、後の話し合いが深まると思います。

例えば、
①豆電球が切れている?
②スイッチが不具合?
③リード線が切れている?
④電池が切れている?
⑤ソケットが不具合?
というように、とにかくここは、付くという事象と明かりが付かないという端的な違いから、その要因を探るわけです。接続箇所とつないでいる物に電気が通っているのかが問題になります。すなわち、「回路が閉じているから明かり付く」ということを検証していくのです。

検証実験の手立てとして、条件整備を確実にするために、新品の電池、不具合のない電球ソケット、リード線、スイッチを渡し、比較させていきます。

5 4年「ものの温まり方」 

扱う単元:A区分 粒子(粒子のもつエネルギー)
金属・水・空気と温度…温まり方の違い、温度と体積変化

本単元では物質の温度による変化と捉えたとき、気体である空気、液体である水、個体である金属という見方を学習のおわりに実感させたい。

この単元は、物質の三態(個体、液体、気体)における物質内部の熱の伝導について学習する単元です。教科書会社によって、金属・水・空気のどれから入るか工夫していますが、私は、金属から入る方わかりやすいと考えています。その理由は、金属の熱の伝わり方と体積変化は、実験結果が明瞭に出るために、あとの、空気という気体と水という液体との温まり方の違いを比較して考えていくのに大変都合が良いのです。

事象提示…火にかけたやかんの取っ手が熱くならないわけは?

問題「熱の伝わり方が関係している、どのように関係しているのだろう。」

予想「熱源から遠いからだ。調べよう」
水と空気については、「金属の温まりかとどのように違うのだろうか」ということで展開します。

  • 水の温まり方の特徴は、「温まった部分が移動して全体に熱が伝わる。」ということで、対流現象体験します。温度変化はサーモテープで検証するといいです。
  • 空気は、流体なのでやはり、水と同じではないか、という問題意識が芽生えるでしょう。

金属・水・空気ともすべて熱の伝導の状況は見えません。そこで、熱の伝わり方をイメージ図に表し、考察させましょう。

6 5年「ものの溶けかた」

扱う単元:A区分粒子(粒子の保存性)
①物が水に溶ける量の変化(量の保存) ②物が水に溶ける量の限度

ここでは、3年生の「物と重さ」に関連して、「重さの保存」をどう扱うかを中心に展開を工夫してみましょう。
問題設定につながるいくつかの事象提示と問題を例示してみましょう。

①物が水に溶ける量の変化について

事象提示1

目の前で、塩5グラムを100mlの水に溶かします。塩はどうなりましたか?

問題「見えなくなった塩は、どうなったのだろう。」

予想

  1. なくなった。
  2. 水の中に形を変えて在る。(存在する、小さくなる、)
  3. 見えないように変化する

*5年生の子供たちは、3年生とは違って、客観的に因果関係を述べることができます。だから「或る物がなくなる」とは考えないでしょう。従って、水の中に「在る」ということの証明を考えるはずです。

  1. 重さを調べる。・・・100mlの水 塩を溶かした水とを比べる
  2. 中身を取り出す
  3. 外観をよ~く見て、違いを調べる。

などの方法が提案されるでしょう。それぞれ、取り組ませるのがいいいと思います。

事象提示2

メスシリンダーのような円筒に水を張り、その上に割り箸で氷砂糖を水の中につるします。それを見ていると、だんだん溶けていく様子がわかります。よく見ると、もやもやのものが降りていく現象が見えます。これを「シュリーレン現象」といいます。ここから問題を見つけます。

問題「水の中に溶けていくのが見えたので、必ず、砂糖は、中にあるのだろう。はっきりさせよう。」。

②物が水に溶ける量の限度について

事象提示

塩を溶かす体験をする。 塩が溶け残った100ミリリットルの塩水と溶けている塩水100ミリリットルのビーカーとをくらべ、なにがちがうか。その要因は何かから問題を作る

問題「塩がたくさんあって、とけきれない。溶ける量には限度があるのだろうか。」

予想 溶ける量は決まっている。限度がある。
検証は、水を一定にして、溶けきる量を調べる。
水を増やせばまた溶けるはずだ。

参考資料

食塩水の飽和水溶液をスポイトで取り、黒いラシャ紙に垂らして水分を蒸発させたものです。
食塩の結晶が析出しているのがよくわかります

以上のように中身を取り出す検証実験から、食塩の水溶液には塩という物質が目に見えない粒子として、存在していることが実感できます。
A区分 エネルギー(エネルギーの変換と保存)

実践の続き

続きははなまるサポート本サイトでご覧下さい。
http://www.djn.co.jp/support/special/point/docs/2013/1/3/4.php

7 実践者紹介

初等教育研究所
太田 由紀夫 プロフィール

元東京都小学校理科教育研究会副会長、現全国構造学習研究会常任講師。
小学校のときから理科大好き人間。部活は中高大と生物部で蝶を追いかけていました。それがきっかけで山登りも好きになりました。

理科教育の楽しさを子供たちや先生方に知ってもらいたくて、この仕事をさせていただいています。また、地域のボランティアとして鮎も遡上するきれいに復活した多摩川で地域の方々と共に「多摩川で泳ぐ会・探鳥会」を続け、子供たちに自然の中で遊ぶ楽しさを味わわせてています。

8 サービス紹介

同社の「はなまるサポート」では、若い先生のための授業ヒント集として、毎月の学習指導ポイントを細かく解説をしたり、不明点や疑問点などを無料で相談できたりします。
http://www.djn.co.jp/support/

(編集・文責:EDUPEDIA編集部 水島淳)

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