「楽しい小学校理科授業」の400のポイント

小学校理科の授業にすぐに役立つ情報が満載です。 「楽しい授業づくり」は、ブログ「新人教師と教育実習生の参考書」に移行、リニューアルしました。

    「楽しい理科」を模索しているあなたに、筆者の経験と実践を基に具体的に紹介します。教材の選び方、子どもたちが生き生きとする学習環境、とっておきの授業のネタ、そして授業づくりの基礎をカテゴリーごと分類し、見やすく分かりやすくまとめました。

    カテゴリ:5年生の授業のマル秘ヒント! > 単元「電磁石のはたらき」

    いよいよ単元のまとめの振り返りです。

    もちろん電磁石のはたらきの学習を振り返ります。これまでは、授業の終わりに学習内容を理科用語を使って振り返りましたが、今回は単元を振り返ります。

    指示はずばり・・・

    ①「5分、5行以上で電磁石の学習を振り返りましょう」
    ②「準備はいいですか?」(この時、質問を挙手で受け付ける)
    ③「タイマーをセットして、ようい、はじめ!」
    ④途中「5行以上書いてもいいですか?」という質問があったときには「すばらしい!!」の一言。
    ⑤最後に3人の人に振り返りを発表をさせて授業が終了です。


    メリハリ、思いを文章に、最後に代表者に発表。たったこれだけで、印象に残るまとめの授業となります。
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    「電磁石の働き」の授業のまとめでは、コイルモータを作り、その動きを体験しながら、仕組みについて説明しました。

    最後に、実際のモーターを分解して、モーターには、コイル、磁石などから作られていることを学習し単元を締めくくります。
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    単元のまとめには、コイルモーターを作ることにしました。これは、銅線を数回まいてコイルを作ります。そのコイルに電流が流れるようにして、磁石の力との関係でコイルが回転するというものです。

    (本単元で使用した教材キットに付属しているもので、ほとんどの教材キットに同封されていると思います。)

    この活動は電流を流したコイルが磁石の性質を持っことを利用したもので、磁石のエネルギーが運動エネルギーへと変換されることがわかる授業です。

    子どもたちは、回転するコイルの動きに大喜び、そして驚きます。6年生の授業につなげる上でも大好評の授業となりました。
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    「電磁石のはたらき」の授業のまとめでは、次のような課題を提示してみましょう。

    学習課題「これまでの実験から、最強に鉄を引きつける電磁石にするためにはどうしたらよいだろうか?」と子どもたちに投げかけてみましょう。

    これまでの学習で、子どもたちは次の2つのことを学んでいます。
    ①コイルの巻き数を50回から100回にすると、鉄を引き付ける力は強くなる。
    ②電池を1個から2個にして、直列つなぎにすると鉄を引き付ける力は強くなる。

    これらの学習を基に、子どもたちは①と②を条件として考えます。

    そこで、①と②の実験で引きつけられたくぎの数を確認した上で、100回巻のコイルに2個の電池を直列につなげて、引きつけられるくぎの数を調べます。

    今回の実験では、①②では、10個の釘が引きつけられましたが、100回巻のコイルに2個の電池を直列につなげると20個強のくぎが引きつけられるようになります。

    この実験により、子どもたちはその力のすごさを実感し、コイルの巻き数と電池の数と電磁石の力の関係について再確認することができます。
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    ポイント281では、乾電池の数を変えて、検流計で流れる電流の大きさを調べました。
    次は、コイルの巻き数を変えて流れる電流の大きさを調べる実験です。この実験の前に、乾電池の数を増やすと流れる電流は多くなることを学習しています。合わせて、コイルの巻き数を多くすると引き付ける鉄くぎの数は増えるということを学習している子どもたちは、コイルの巻き数を増やすと電流の大きさも増えると予想します。

    この授業では、既習知識を生かしつつ、コイルの巻き数での電流の大きさを調べるという点で、ある意味「研究授業向き」の授業と言えます。

    実験では、コイルの巻き数を増やしても流れる電流の大きさに変化はありません。子どもたちはこの結果に驚き、乾電池の数を増やさなくても、コイルの巻き数を増やせば電磁石の鉄を引き付ける力が大きくなることにすごさを実感するようになります。

    最後に工事現場で使われている電磁石の写真を提示して、電磁石を一般化して授業を終了します。
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    Q 「電磁石の鉄を引き付ける力をしらべてみよう」では、どのような方法で調べたらよいでしょうか?

    A 電磁石の鉄を引き付けるための力を強くするためには、乾電池の数を多くすることとコイルの巻き数を多くすればよいことはすでに学習しました。電気の強さを調べる器具として、子どもたちは簡易電流計を知っています。
    そこで、乾電池を増やした時とコイルを増やした時の回路に簡易電流計を使って、流れている電流の大きさを調べましょう。この授業の流れは、自然と子どもたちから出てきます。

    ここで押さえたいことは、「条件制御」の考え方です。
    つまり、

    ①「乾電池の数を変えてそこに流れる電流の大きさを比べる実験」では、コイルの巻き数は50回巻に揃え、変えるのは直列つなぎにする乾電池の数だけであること
    ②「コイルの巻き数を変えてそこに流れる電流の大きさを比べる実験」では、乾電池の数は1個に揃え、変えるのはコイルの巻き数だけであること


    この点を、実験方法を確認する際に、「板書」をしてしっかり確認をしましょう。

    実験結果は、乾電池1個の場合は1,8 2個の場合には2.8とはっきりと結果が導き出されます。
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    Q 「電磁石の鉄を引きつける力を強くするためにはどうしたらいいだろうか?」の授業はどのように展開したらよいでしょうか?

    A 前回は、乾電池の数を増やせばいいという予想を基に実験を行いました。この授業では学習キットを使っていること、最初に電磁石を自作する時に50回巻のコイルを制作していることを受け、次は100回巻の付属のコイルを使えばよいという予想が出されると思います。
    この流れは、自然と生まれてきます。


    では、この実験では教師は何を意識すればよいでしょうか?

    実験方法は、電池を2つにした時と同様で、コイルを100回巻と変更すればよいです。
    具体的には、条件制御の大切さを改めて指導するようにしましょう。
    ・変えるのは、コイルの巻き数のみ(50回巻コイルと100回巻コイル)
    ・乾電池の数は一個
    ・比べるのは、コイルに引きつけられる鉄くぎの数

    実験結果は、引きつけられる50回巻コイルでは3個に対し、100回巻コイルでは平均9個をコイルの巻き数を増やすことで電磁石の鉄を引き付ける力が強くなることが分かります。

    このように実験の目的をしっかり押さえて各段階の実験を進めることが大切です。教師が意識することで子どもへの指導につながります。是非、参考にしてください。
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    Q 「電磁石の鉄を引きつける力を強くするためにはどうしたらいいだろうか?」の授業はどのように展開したらよいでしょうか?

    A 子どもたちにとって電磁石の鉄を引きつける力を強くすることへの学習意欲は高く、この課題を提示するとまずは、磁石を増やせばいいという予想が出されます。

    この時、導入で「磁石」と「電気」の学習を整理したことが生きてきます。つまり、電池を増やした時の直列つなぎと並列つなぎの違いです。すでに、直列つなぎでは流れる電流の大きさを増やし、並列つなぎは電流の大きさは同じだが長持ちすることを確認しています。

    そこで、電池一つの回路と電池を二つの直列つなぎの時の、鉄くぎを引き付ける数を比較する実験方法へとつながっていきましょう。

    5年生では、「条件制御」を基に科学的思考を高めていきますが、このような流れで授業を進めていくことで、子どもたちの思考を整理することができます。

    実験では、乾電池一個では引きつけられる釘の数は平均3つに対し、直列つなぎの乾電池二個では、平均9つと、乾電池の数を増やすことで電磁石の鉄を引きつける力が強くなることが明らかになりました。
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    次は、「電磁石の力を強くするためにはどうしたらよいだろうか」の学習に入ります。

    教科書では、この学習課題を提示して「電池の数を増やす」「コイルの巻き数を増やす」という条件の下、学習が進みます。

    しかし、実際にはこれまでコイル50巻、電池一つを使い電磁石が磁石としての力を持つことを学んできました。この段階で、一気に比較するのは作業的、思考の流れ的に難しい部分があります。

    そこで、「50巻のコイルと電池一つの電磁石の引き付ける釘の数で調べよう」という学習を位置付けました。

    ここで押さえたいことは、次の3つです。
    ①実験は3回行い、くっつく釘の数の平均を求める。→誤差の解消
    ②一人一実験で、実感を伴った学習につなげる。
    ③予想と結果を表で記録させることで、実験を視覚化します。


    この学習を受けて、次の、「電磁石の力を強くするためにはどうしたらよいだろうか」につなげるとよいでしょう。
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    学習課題「電磁石の電池の向きを変えたら、どうなるだろうか?」

    コイル、電池、スイッチをつなげると磁石になることはすでに学習しました。次は、電池の向きを変えた時の、電磁石について考えます。

    子どもたちからは、電池の向きを変えると磁石の極が変わるという予想は容易に出されることが想定されます。

    ここで特に確認したいことは、確かめる方法です。磁石になることを確かめる方法は前時までに学習しています。その中で、方位磁針を使えば極を確かめることができることを生かし、極が逆になるのならば、コイルの両端に方位磁針を近づけた時どのように方位磁針が動くかをしっかり予想させましょう。

    この予想は、子どもたちにとって難しく、次の2つの手だてを取ることをお勧めします。
    ①実験図を、回路図でしっかり板書する。
    ②予想と結果を表にして、個別→全体の流れでしっかりおさえる。


    この2つの手だてで子どもたちの思考を整理することができ、結果から結論へとスムーズに導くことができます。
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