化学変化と電池

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第３学年Ａ組理科学習指導案指導者飯髙浩太郎展開場所第２理科室１単元名化学変化と電池２単元について（１）単元観本単元では，化学変化についての観察，実験を通して，水溶液の電気伝導性や中和反応について理解させるとともに，これらの事物・現象をイオンのモデルと関連付ける見方や考え方を養うことがねらいである。これまで生徒は，小学校の第６学年や，中学校で「水溶液の性質」，「身のまわりの物質」，「電流とその利用」，「化学変化と原子・分子」を学習している。本単元は，水溶液の電気的な性質や電気分解，化学電池などを取り上げ，水溶液の性質や化学変化を，実験や観察を通して理解できるようにし，また，実験における化学変化をイオンのモデルと関連付けて考え，イオン式やイオン反応式で理解できるようにする単元である。これにより，目に見えないイオンという概念をモデル化し，説明することで科学の基礎的な考え方を養うことができる。また，塩化銅水溶液の電気分解や化学電池の実験を通して，化学変化を単なる物質の変化と捉えるだけでなく，化学エネルギーから電気エネルギーへの変換という化学変化の利用という見方や考え方に広げる。これにより日常生活の中で，化学変化を利用して生活が支えられていることを実感させたい。（２）生徒の実態本学級は，男子１１名，女子１９名，計３０名で構成されている。本学級の生徒は，落ち着いた態度で授業に取り組むことができ，活動を伴う観察・実験にはたいへん意欲的に取り組むことができる。しかし，授業中の発表や話し合い活動においては，積極的な生徒とそうでない生徒との二極化が顕著に見られる。また，実験・観察の考察を書く際に，結果からわかることをうまく文章で表現できない生徒もおり，仲間に助言してもらいながら学習している。生徒の実態を調べるために，以下のような項目で実態調査を実施した。調査日平成２８年１０月５日（男子１１名，女子１９名，欠席５名，計２５名） ①理科の授業は好きですか。はい：２１名いいえ：４名 ②実験・観察は好きですか。はい：２４名いいえ：１名 ③実験結果から言えることを自分自身で考えて，言葉で書くことができますか。はい：２４名いいえ：１名 ④授業中，自分からすすんで発表することができますか。はい：１０名いいえ：１５名 ⑤授業中，班での実験や話し合い活動のとき，積極的に作業や話し合いに参加できていますか。はい：２２名いいえ：３名 ⑥次のア～エのうち，電流が流れそうなものをすべて選んで○をつけましょう。ア精製水（純粋な水）イ食塩水ウ砂糖水エレモンの果汁ア：２０名イ：１０名ウ：８名エ：１９名（正答はイ，エ） ⑦電池のしくみについて正しく述べた文章を，次のア～ウのうちから１つ選んで○をつけましょう。ア電池には電気が溜められており，導線をつなぐことによって電流が流れるようになる。イ電池には化学エネルギーがあり，導線でつなぐことによって化学エネルギーが電気エネルギーに変換されて，電流が流れるようになる。ウ電池は非常に抵抗の小さい金属でできており，導線でつなぐことによって生じた微弱な静電気が大きい電流に変わり，電流が流れるようになる。ア：１２名イ：９名ウ：４名（正答はイ） 1 【研究主題】仲間と共に伸び伸びと主体的に学習に取り組む生徒の育成～言語活動を充実させる学習形態の工夫を通して～【教科努力点】・導入の工夫や提示の工夫で、本時の学習課題や目標を明確にすることで生徒の思考を整理・援助し、課題解決の達成感を実感させる。・実験の方法や考察に、言語活動を意図的に取り入れることで学習内容の深まり・定着を図る。

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⑧「イオン」と聞いて思いつくことや用語を思いつくだけ書いてください。 ●マイナスイオン：１０名 ●＋と－がある：６名 ●イオン水：４名 ●電気：４名 ●電気分解：４名 ●プラズマイオン：３名 ●ナノイオン：２名 ●エアコンから出る：２名 ●中性子：２名 ●ドライヤーから出る：１名 ●原子核：１名 ●電解質：１名 ●電離：１名 ●原子：１名 ●イオン化：１名 ●電子：１名 ●陽子：１名 ●水素：１名 ●空気中に存在する：１名 ●小さい：１名ほとんどの生徒が理科の学習及び実験を好きと回答しており，理科の学習に対する意欲が高いことがうかがえる。特に，実験・観察への意欲は極めて高く，話し合い活動にも積極的に取り組んでいる。しかし，自分自身の考えに自信がなく，発表では消極的になる生徒も多い。アンケートの項目③にあるように，考察を自分自身の言葉で書くことができると感じている生徒は多いが，実際に机間指導をしていると，友人の文章を写してしまい，友人に教えてもらった通りに考察欄に記入する生徒もいるのが現状である。項目⑥については，小学校で果物電池の学習をしているからか，エと答えた生徒は多かった。しかし，テレビアニメ等の影響からなのか，アと誤答をする生徒が多かったのも大きな特徴であった。項目⑦では，電池は電気を溜めるためにあると勘違いしている生徒が多く，直前に学習したエネルギー変換の考え方が十分に身についていない傾向も見られた。しかし，イオンと聞いて電気的なイメージを連想するなど，学習が身についている生徒もいた。（３）指導観実態調査の結果や学習活動の現状から，本単元では，実験・観察を有効に使い，生徒の興味・関心を高めたい。また，生徒の持っている知識の不確かさを揺さぶり多くの疑問を抱かせることによって，自らが課題を持ち，解決し，思考力を高めるとともに，実験結果から導いた考察を，小グループや学級全体に自らの言葉で説明できる表現力を育てていきたい。実態調査において，電池のしくみを理解できていない生徒が多いので，化学電池の実験を通して，化学エネルギーが変換されて電気エネルギーを生み出しているという電池の原理，発見について気づかせたい。また，あらゆる事象について「なぜだろう」と，さまざまな疑問を持てるような，理科好きの生徒を育てるために，興味・関心を持たせるような導入や演示実験を行っていきたい。（４）研究主題との関連研究主題を受けて，教科としては，教材・教具を利用して，生徒を惹きつけるような導入を行い，実験をやる前にできるだけ「予想」を取り入れることによって，実験の目的を明確に持たせている。また，考えを発表する際には，全体の前に班などの小グループで必ず１人１回は自らの意見を発表させ，全体での共有へと移るように心がけている。そして，考察には机間指導を行い，３段階の評価がある丸付けをして，意欲を高めるほか，考察が不十分な生徒に関してはアドバイスを行うことを心がけている。３単元の目標（１）身のまわりの現象についての観察・実験を通して，興味・関心を持って学習に取り組もうとする。（自然現象への関心・意欲・態度）（２）身のまわりの現象に関する観察・実験を行い，結果を整理し，自分の考えを表現できる。（科学的な思考・表現）（３）身のまわりの現象に関する観察・実験を行い，器具の操作方法を習得するともに，安全面に十分配慮して実験を行うことができる。（観察・実験の技能）（４）身のまわりの現象について理解し，知識を身に付けることができる。（自然現象についての知識・理解） 2

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４指導計画（５時間）時配主な学習内容と活動評価規準（方法）２本時 (１／２) ○ 電池の発見・どのような水溶液と金属板の組み合わせで電流がとり出せるのかを調べる。・異種金属と電解質水溶液を組み合わせて行う電池の実験に興味を示し，化学変化に注目しながら電気エネルギーをとり出すしくみについて進んで調べようとしている。（関心・意欲・態度）【観察】・どのような水溶液と金属板の組み合わせで電流が生じるかを調べ，その組み合わせによって電流を発生させる条件をまとめ，自らの言葉で表現している。（思考・表現）【観察，授業プリント】・様々な金属と水溶液で電流を取り出す実験の計画的な実施，結果の記録や整理の仕方を身につけている。（技能）【観察・授業プリント】・どのような水溶液と金属を使ったときに電流が流れるのかを説明している。・化学電池の極性は，用いた金属板の組み合わせにより変わることが説明している。（知識・理解）【発表・授業プリント】２ ○ 電極の化学変化・電池の金属板で起こっている化学変化について理解する。・化学変化と電池に関する事物・現象に進んで関わり，それらを科学的に探求しようとするとともに，事象を日常生活との関わりでみようとしている。（関心・意欲・態度）【観察】・化学変化と電池に関する事物・現象の中に問題を見いだし，化学変化による電流の取り出しについて自らの考えを導き，まとめて表現している。（思考・表現）【観察，授業プリント】・電池に関する実験の基本操作を習得するとともに，実験の計画的な実施，結果の記録や整理などの仕方を身につけている。（技能）【観察，授業プリント】・電池の金属板で起こっている現象をイオンの生成と関連付けて理解し，電池は化学エネルギーが電気エネルギーに変換されているという知識を身につけている。（知識・理解）【発表，授業プリント】１ ○ いろいろな電池・日常生活でいろいろな電池が使われていることに触れ，既習事項と関連付けて理解する。・燃料電池について学習し，新しいエネルギーの形についても知る。・様々な電池のしくみについて，既習事項をもとに考えようとする。（関心・意欲・態度）【観察】・様々な電池の構造やしくみについて，自らの考えを導いたり，まとめたりして表現している。（思考・表現）【観察，授業プリント】・電池は，化学エネルギーが電気エネルギーに変換されていることについて基本的な概念を理解し，知識を身につけている。（知識・理解）【発表，授業プリント】５本時の指導（１）目標・どのような水溶液と金属板の組み合わせで電流が生じるかを調べ，その組み合わせによって電流を発生させる条件をまとめ，自らの言葉で表現することができる。【思考・表現】・様々な金属と水溶液で電流を取り出す実験の計画的な実施，結果の記録や整理の仕方を身につけている。【技能】 3 どんな金属と水溶液の組み合わせで、電池ができるのだろうか。

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（２）展開時配学習内容と学習活動指導・支援 ○評価資料５分３０分１５分１導入を見る。・演示実験から，液体と金属板から電流が取り出せることを知る。２本時の学習課題を確認する。３予想を立てる。・自分自身の率直な予想を授業プリントに記入する。４実験方法，諸注意を聞く。・実験ごとに金属板を蒸留水で洗う。・金属板どうしを触れさせない。・廃液は決められた場所に集める。・実験をする度に記録をとる。５実験を行う。・いろいろな水溶液と金属板の組み合わせを試し，電子メロディーが鳴るかどうか，またその鳴り方についても注意深く観察する。６結果の整理をする。・各自が授業プリントに結果を記入する。・結果を全体で共有するために，掲示用の別紙に記入し，黒板に貼る。７実験結果から，どんなときに電流が発生するかを考察し，各自が自分の言葉で表現する。８考察をグループで共有する。・各グループで，必ず全員が考察を発表し，意見の交換をする。９考察を全体で共有する。・挙手または指名により，全体に考察を発表する。１０次時の学習予定を確認する。１１授業の自己評価を行う。・生徒を集合させ，導入実験に注目させる。（レモンの果物電池を見せる）・実験で用いる電子メロディーについても紹介する。・全員が実験器具に触れ，実験操作を行うように指示する。・実験で気づいたことは，些細なことであっても授業プリントに記入するように指示する。・安全に実験に取り組めるように，保護めがねを必ず着用させ，薬品の取り扱いにも注意させる。 ○実験器具を安全に取り扱い，実験に取り組んでいる。（技能）【観察】・机間指導を行い，文章で表現できない生徒に対して，ヒントを提示する。・考察の記入が終わった生徒に挙手をさせ，不十分なときは，助言する。 ○どの条件で電流が生じるかを，自分の言葉で表現することができている。（思考・表現）【観察，授業プリント】・各グループ司会者に，必ず全員が考察を言えるようにさせる。・自主的な挙手を促す助言をする。・電池の金属板付近での変化について詳しく学習することを予告する。レモン銅板亜鉛板電子メロディー導線授業プリント蒸留水食塩水砂糖水エタノール水溶液うすい塩酸亜鉛板銅板マグネシウム板プリン容器×４ビーカー保護めがね電子メロディー授業プリント結果記入用紙ヒントカード授業プリント授業プリント（３）板書計画 4 学習課題実験方法実験結果予想考察図示して説明するいろいろな水溶液と金属板を用いて，電流ができる条件を調べよう。どんな金属と水溶液の組み合わせで、電池ができるのだろうか。