441.通
常授業 (実験以外)に
つ いて通常の授業 においては、巻末掲載 の授業 プ リン トを用 いて授 業 を行 つた。また、パ ワーポ イ ン トを用いて授 業 を進 めてい くことに よ り授 業 の進行 をスムー ズに した り、物質 や反応 の様子 を画像や動画で提示す る等 、視覚的 に学習 内容 を分か りやす くす る工夫 を行 った。
442
実験 につ いて●
第 1時「電池の基本原理」
(MC)
1人
1つの実験器具 を用 いた個人実験 の形式 で実験 を行 つた。実験 に際 しては、ビーカー の代 わ りにセルプ レー ト、試薬びんの代わ りに点眼びんを用いた。また、開発実習での実践 と同様 、目を保護す るた めに安全 メガネ を着用 した。また、セル プ レー トの どの穴に どの試 薬 を入れ るか を分か りやす くす るため、 ラ ミネー ト加 工の ワー クシー トを用 いた。日17 点眼びん
実験 では、既 習事項 の復習 も兼 ねて電池 には、「異な る種類 の金属板」、「電解質水溶液」
が必要 であるこ とを理解 させ るこ とを 目標 とした。まず 、同種類 の極板 と異種類 の極板 を用 いて電流が流れ るかを確認す る実験 を行 つた。次 に電解質水溶液
(Cus04水
溶液 、H2S04
水溶 液)、 非電解質水溶 液 (グル コー ス水溶液 、デ ンプ ン水溶液
)で
それぞれ電流が流れ る か を確認す る実験 を行 つた。最後 に、お楽 しみ実験 として、レモ ン果汁 とミニ トマ トを用い て電 池 を組み立 て電流 が流れ る こ とを確認す る実験 を行 つた。 電流が流れ てい るこ との確 認 にはICメ ロデ ィー を用いた。図18 セル プ レー ト
実験時 はスケール が小 さいためか、なかなか思 うよ うに電流が流れ ない場面があつた。また、
ICメ ロデ ィーの種類 に よつて、同 じ条件 で も音が鳴 るもの とな らない もの も現れた。 この ため、最終的 に ど うして く
)ICメ
ロデ ィーの音が鳴 らず電流の有無の確認ができなかつた生 徒 には音が鳴 ったICメ ロデ ィー を用いて電流の有無 を確認 させ た。●
第
4時
「ダニエル電池・鈴蓄電池」(MC)
1人 1つの実験器 具 を用いた個 人実験 の形式 で実施 した
cダ
ニエル電池の実験では、セル プ レー トを用いて実験 を行 つた。1つの穴に硫酸銅 (Ⅱ)水
溶液(CuS04水
溶液)、 その隣 の穴に硫酸鉛水溶液(ZnSo4水
溶液)を
入れ 、それぞれ に銅板 と亜鉛板 を差 し込 んだ。 ま た、塩橋 として、ろ紙 に硫酸ナ トリウム水溶液 (Na2S04水溶液)を
しみ こませた ものを用 いた。(図)授
業 の際 は、点1艮びんに入れ た、10 mo1/L CuS04水
溶液 (青キャ ップ)1.0 m01/L ZnS04水
溶液 (赤キャ ップ)、 1.O mo1/L Na2S04水溶液 (ピンクキ ャ ップ)、 亜鉛(Zn)板
、銅(Cu)板 、導線 (赤・黒)、 ICメ ロデ ィーを配布 したのまた、電圧計で起電力の 測 定 も行 つた。図
22
事前説明の様子②実際 に実験 を行 った結果 、電圧 計はほ とん どの生徒 が反応 したので、起電 力の確認 はでき た。
しか し、
ICメ
ロデ ィーの音は鳴 らない生徒が多かつた。これ は、実験 スケールが小 さ いた めに金属極 板 と水 溶液が接す る面積 が小 さかつたため、 また使 用 した鋼板や 亜鉛板 が
占く、酸化 していたため、電流が流れ に くかつた と考 え られ る。
図20 事前説明の様子① 図21 ダニエル電池組み立て
38
鉛 蓄電池 の実験 には、 ビーカーの代わ りにパ ックテス ト容器 (図
21)を
使用 した。 この 中に希硫酸 (H2S04水溶液)を
入れ、電極 として鉛板 を用いた。また、充電 を行 う際 の電源 装置 にはUSB電
源装置 (図)を
用いた。USB電
源装置 はに掲載 され た作 り方に基づき作 製 した。実験 の際 は、点眼びんに入れ た希硫酸
(H2S04水
溶液)(白
キャ ップ)、 鉛 (Pb) 板 、導線 (赤・黒)、 ICメ ロデ ィーを1人 1つずつ配布 した。 また、USB電
源装置 は3人
で1つのUSBハ
ブ (4か所接続 可能)を
使用 した。図24 セル用ベー ス
図
25
スイ ッチ付 きUSBハブ 田26 uSB電源装置導線日
28
船書電池の充電 (USB電 源装置よ り)図27 鉛蓄電池の放電IC 図
23
パ ックテス ト容器実際 に実験 を行 つた結果、電圧計 はほぼすべての生徒 が反応 した。ICメ ロデ ィーの音は 鳴 った生徒 と鳴 らなか った生徒 がいた。音が鳴 らなか つた生徒 に対 しては、充電時間 を多
くす ること、鉛板 どうしが触れ合 わない よ うにす るこ とを再度 注意 喚起 し、再実験 を何度 か繰 り返す と全員 の生徒 がICメ ロデ ィーの音が鳴 り、電流の流れ を確認す ることができ た。
この時間においては、パ ックテ ス ト容器や
USB電
源 装置 の使 用が初 めてであつたた め、 これ らの名称 の確認 や使用上 の注意等 を念入 りに行 つた。 また、電池 を組み立てた も のの写真 をパ ワーポイ ン トで示 し、実験器 具の組み立て方 をイ メー ジ しやす くした。●
第
9時
「様 々な電気分解」(MC)
1人 1つの実験器具 を用い る個 人実験 の形式 で実施 した。
まず 、ムラサ キキャベ ツ水 の電気分解 を行 つた。ビー カーの代 わ りにパ ックテス ト容器 、 試薬びんの代 わ りに点眼びん、
USB電
源 装置 、電極 と してホル ダー芯 (図)を
用 いた。 ム ラサ キキャベ ツ水 はム ラサ キキャベ ツを千切 りに して沸騰 したお湯 で5分
程度煮 た後、煮 汁のみ を回収 して作つた。ホル ダー芯 は、直径2mmの
シャープペ ンシルの芯 を3cmの
長さに切断 して作製 した。
図
29
ホルダー芯実験 ではパ ックテス ト容器 にム ラサキキャベ ツを入れ 、穴 を開 けたパ ックテ ス ト容器 の 蓋 にホル ダー芯 を
2本
差 し込み、USB電
源 を装着 し、電流 を流 した (図)。 まず、個人で陽 極・陰極 での反応や ム ラサ キキャベ ツ水 の色の変化等 を予想 した後、実験 を行 い、観 察・記 録 を した。その後 、班 の人 と結果 を見比べ、 ワー クシー トに記録 した。実際 に実験 を行 った結果 、ほぼ全員の生徒 において、想 定通 りの結果 が出た。また 、陽極 、 陰極 において色の変化 が はつき り見えたため、生徒 の反応 も良かつた印象 を受 けた。
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次 に、各種電解質水溶液 の電気 分解 を行 った。
CuS04水
溶液 、AgN03水
溶液、KI水
溶液 の3種
類の うち、時間の関係上1種
類 の割 り当て られ た水溶液 につ いて電気分解 を行い、陽極 と陰極での変化や反応 を観察 した。
実験 の際は、点眼びん に
CuS04水
溶液 (青キャップ)、AgN03水
溶液 (白キャ ップ)、KI
水溶液 (黄色 キャ ップ)を
入れ 、パ ックテス ト容器 、セル用ベー ス、ホル ダー芯 、導線 (赤・ 黒)、とともに配布 した。
この実験 では、全員 の生徒が想 定通 りの結果 を得 ることがで きた。
443
生徒 の様子今 回 は、開発実習時 に
MCを
経験 していたた め、点眼びんやセル プ レー トの取 り扱いに 関 しての トラブル はなか つた。また、作業 もスムーズに進んでいた印 象を受 けた。しか し、電池 の基本原理 とダニエル電池 の実験 を中心になか なか思 うよ うに電流が流れ ない場面が 多か ったため、実験結果 に もどか しさを感 じる、実験へのモチベー シ ョンが下が る生徒 の様
子が伺 えた。
日
30
実験の様子①̀LL… 1
図31 実験の様子②
日32 3人班での実験の様子