1鋤
E． 目時：平成11年2月22β（月）3，4限胃（10：45〜12：35）
資料2．中学校指導案
1．対象：八尾市立中学校3年2組34名（男子17名、女子17名）
の間には、約50mV〜400rnVの範囲では、 Vニal＋bの関係式が成立し、この範囲
で測定する必要がある。
：「操作」
（a）光電池部分を外し、テスターに接続して後、光の強さ（蛍光灯・窓から の距離・遮光物の濃さ等）を調整して起電圧を測定する。この操作により、
光の強さと起電圧の闘の関係に気付く。
（b）光電池部分をBの部分に挿入し、テスターに接続する。豆電球と電源（単 1乾電池2個直列）を接続して点灯させ、蒸留水10cm3を入れた試験管 をセットする。濁度1000度（カオリン）をもとに、10倍、5倍、・
・・2倍、に希釈したもの（濁度100度，200度、… δ00度）
を試験管に入れ濁度と光電池の起電圧の関係をグラフ用紙にプロットする。
（c）蒸留水、塩化カルシウム溶液（20ppm、40ppm）10cm3
に過剰のラウリン酸ナトリウム水溶液α5cm3を加えて沈殿を生成させ、
カルシウム量と光電池の起電圧の関係をグラフ用紙にプロットし、検量線 とする。
手持ちの試料水について同様の操作で得られた光電池の起電圧値を、上記 の検量線より、カルシウム量に換算する。
（d）（c）と同様の操作で硝酸銀を用いて水溶液中の塩化物イオン量を測
定する。
手持ちの試料水について同様の操作で得られた光電池の起電圧値：を、上記 の検量線より、塩化物イオン量に換算する。
：「原理」
測定原理は、Lambert−Beerの法則により
と、
AニkCl＝ln（Io／1） ・
、吸光度をA、濃度をC、セル長さを1とする
・・・・・・・…@ （1）
ただし、kは定数、1。は入射光（または蒸留水を入れた時の光の強さ）、
1は試料の時の光の強さを示す。また、V＝aI＋bの関係式より、（1）
の式は、（2）式と変形することができる。
A篇ln（Vo−b／a）（V−b／a）≒kl C 1 … （2）
∴ V−b／a≒（V。一b／a）exp（一kC1）
≒（Vo−b／a）（1−kC1十k212C2／2！・・。）
kC1《1の時は、
V−Vo≒（Vo−b／a）kC1 ・・・・… 。（3）
とすることができる。
一6。
簡易比色計を比濁計として使用する場合（上記（a）〜（d））には白色灯を使用す ることが出来るが、可視領域に吸収がある物質に比色計として用いる場合には、光源に 発光ダイオードを用いるか、着色セロファン等をフィルターとして用いる等、単色光を 光源としなければならない。
V．支援：「授業者」松浦毅司 「支援者」兵庫教育大学大学院生
W．指導案：「第1次」光電池の起電圧と光の強さ（濁度との関係）
愚・
1．課題をつかむ。
2．実験方法について 確かめる。
3．濁度と起電圧の実験 実験方法
◎各濁度の起電圧の測定
4．実験結果のまとめ
5．次の時間の内容説明
の 蔽
○実験に必要な基本事項の確認
○光電池の既習内容について復習し、光エネ ルギーを光電池で電気エネルギーに変換で きることを再確認する。
○簡易比色計とテスターを各人に渡す。
○部会の説明と使用方法を説明する。
○光の強さが変化すれば、起電圧が変化する ことの確認する。
○濁度1000度（カオリン）の標準液を希釈 して、濁度100度〜500度の液を作る。
○グラフ用紙にプロット。
○濁度の変化が、起電圧の変化として現れるこ とを知る。（比例関係）
○沈殿反応の概略と測定原理を想像させる。
「第1次」光電池の起電圧と沈殿濃度 学習 活動
1．課題をつかむ。
2．実験方法について
教師の支援
○光電池の起電圧が試験管内の濁りに関係し、
高濃度の場合には起電圧が小さいことを再
確認する。
○各濃度の塩化カルシウムを提示し、過剰の 石けん（ラウリン酸ナトリウム）水溶液を 滴下すると生じることを確認する。
○沈殿量と濃度との関係、沈殿：量と起電圧の
一7一
3．実験
3・1．カルシウムの定量
3−2．実験結果のまとめ
3−3塩素の定量
3−4実験結果のまとめ
◎個人のデータの比較
4．今日の授業の結果
6．旧常生活への応用
関係に気付かせる。
○蒸留水に石けん水溶液（05cm3）を加えた系 の起電圧測定。
020ppmの塩化カルシウム水溶液に石けん
水溶液（0．5cm3＞を加えた系の起電圧測定。
040ppmの：塩化カルシウム水溶液に石けん
水溶液（0．5cm3）を加えた系の起電圧測定。
○手持ちの試料に石けん水溶液（0．5cm3）を加 えた系の起電圧測定。
○実験結果（起電圧の値と濃度）をグラフ用紙 にプロットし、手持ち試料のカルシウム値を
読みとる。
0蒸留水に硝酸銀水溶液（2cm3）を加えた系 の起電圧測定。
010PPInの塩化カルシウム水溶液に硝酸銀
水溶液（2cm3）を加えた系の起電圧測定。
020ppmの塩化カルシウム水溶液に硝酸銀
水溶液（2cm3）を加えた系の起電圧測定。
○手持ちの試料に硝酸銀水溶液（2cm3）を加 えた系の起電圧測定。
○実験結果（起電圧の値と濃度）をグラフ用紙 にプロットし、手持ち試料の塩素濃度を読み
とる。
○光の強さと光電池の起電圧には一定の決まり がある。
○試験管中の濁りが大きくなると光は通りにく くなり、光電池の起電圧は小さくなる。起電 圧を測定することにより、濁度を量ることが
出来る。
○水中に存在する物質と反応して濁りを生じる 物質を加えることにより、水中に存在する物 質の量を測定出来る。
○本教材の応用の可能性を示す。
一8一
V護。授業の評価
【情意的側面】
○個別実験による効果「達成感・充実感・満足感・責任感」
○グループへの関わり
○表現の能力の向上、多様化等
【認知的側面】
○光の強さを光り電池の起電力に置き換えることが出来る。「原理の理解」
○光の強さは遮光物量：に関係する。「原理の理解」
○検量線の理解「応用能力」
○予想能力
○他分野との関係「応用能力」
○他教科への応用
○日常生活への発展「応用能力」
【技能的側面】
○実験教材を操作出来る。「操作能力」
○定量的な測定「器具の基本的操作と理由」
○測定装置の改良・改善への意欲・工夫
○自分で考えたデータのまとめ及び発表
一9一
資料3．授業後アンケート（小学校）
授業を終えて…
年 組 番氏名 1．理科は、好きですか
①大好き ②好き ③ふつう ④きらい ⑤大きらい
だくど
2．この実験装置でなぜ、にごり水の濃さや濁度がはかれるのか分かりましたか。
（原理・仕組み）
①よく分かった②だい油分かった③少し分鰐にくかった ④分からなかった
3．実験装置は、使いやすかったですか。使ってみて思うことを書いて下さい。
けんりょうせん だくど
4． 検：量線（濁度や水に含まれるカルシウムを調べるために書いた線）の意味は、分 かりましたか。
①よく分かった ②だいたい分かった③少し分醐こくかった④分からなかった
5．なぜ、検量線から濁度や水に含まれるカルシウムの量がわかるのですか
一10一
6．一人が一つの装置を使ってする実験（個別実験）は、どう思いましたか また、グループでする実験とくらべてどう思いますか
7．この装置を使って調べてみたいと思うものがあれば書いてください
8．今目の授業を通して思ったこと、分かったこと、新たに知ったこと、等を書いてく ださい。
一11一
資料4．授業後のアンケート（中学校）
授業を終えて…
年 組 番氏名 1．理科は、好きですか
①大好き ②好き ③ふつう ④きらい ⑤大きらい
そ
2．この実験装置でなぜ、にごり水の濃さや濁度がはかれるのですか。
（原理・仕組み）
3．実験装置は、使いやすかったですか。使ってみて思うことを書いて下さい。
けんりょうせん
4． 検量線（濁度や水に含まれるカルシウムを調べるために書いた線）の意味は、分 かりましたか。
①よく分かった ②だいたい分かった③少し分醐こくかった④分からなかった
5．なぜ、検量線から濁度や水に含まれるカルシウムの量がわかるのですか
一12一
6．一人が一つの装置を使ってする実験（個別実験）は、どう思いましたか また、グループでする実験とくらべてどう思いますか
7．この装置を使って調べてみたいと思うものがあれば書いてください
8．今日の授業を通して思ったこと、分かったこと、新たに知ったこと、等を書いてく
ださい。
一13一
資料5．授業用プリント 「水」 P飢1
参考資料
水質基準… 水について国は、人の健康を守るために、いくつかの水質の基準を決め ているもの、各項目ごとにこれ以上含むと健康に害を生じるという基準 値です。行政や事業者はその基準値を守るように水質検査をしたり、処 理場をつくらせたりする。私たちが水の検査をした値も、その基準値と 比較することによって、その水の汚れ具合を判断したり、汚れの原因を 推測したりすることが出来ます。
水道水の基準・1992年12，月、厚生省生活環境審議会は、水道水の水質基準をこれ までの26項目から85項目にふやし、基準値もみなおす答申を厚相に
提出しました。これまでの基準は伝染病予防にねらいをおいて、195 8年に制定されたものです。34年忌りの大改定です。その間に川や湖 の窟栄養化が進み、ハイチク工場、クリーニング工場が出す有機塩素系 溶剤による地下水の汚染、ゴルフ場、スキー場等リゾート開発による森 林の伐採、農薬の散布のために、水源は汚染され、地下水も水道水も汚 れてしまいました。カビ臭がしたり、有害物質が検出されたりして、多 くの人々が飲料水に不安を持つようになりました。厚生省も重い腰をあ げざるをえなくなったのでしょう。項目数においてはこれまでの3倍以 上に拡大、前進しました。
水質環境基準・正しくは「水質汚濁に係る環境基蜘といい、二つに分かれます。その 1つは「人の健康の保護に関する環境基準」、その2は「生活環境の保
全に環境基準」です。この水質環境基準は、水道水基準の大改定に合わ せて、1993年1月、中央公害審議会がこれまでの9項目に新たに1 δ項目をくわえ、一部規制値も強化する施策をまとめ環境庁長官に答申 しました。1971年忌水質環境基準が設けられたころは、重金属中心 でよかったのですが、その後塵業構造の変化でハイチク工場等から出る 有機化学系のトリクロロエチレン、テトラクロロエチレン等による土壌 や水の汚染が深刻になってきたからです。
排水基準… 「水質汚濁防止法」で排水基準が定められました（1971年）。これも 二つに分かれていて、その1は「有害物質に係る排水基準」、その2は 「生活環境に係る排水基準」です。工場等から排出される水を規制するた めのもので、事業者はこの基準を守らなければならない義務があります。
放流水基準・・人間は誰でもし尿を出しながら生きていますが、家庭からの生活雑排水 や下水処理場の放流水基準があります。BOD（生物化学的酸素要求量）
についてあげれば、次の表のようになります。
放流基準（BOD）
し尿処理場
下水処理場
30ppm以下 20ppm以下
単独浄化槽
合併浄化槽
90ppm以下 20ppm以下
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