第２学年 理科学習指導案 １ 単元名 電流と回路 ２ 指導観 〇 生活において電気は必要不可欠であり、私たちはたくさんの電気製品に囲まれ生活をしている。 電気は人々の生活を豊かにし、電気自動車の開発、スマートフォンの普及、IT 機器の開発により、 さまざまな分野で生活が変化してきている。また、発電方法も近年、太陽光、風力、波力などクリ ーンエネルギーでの発電方法も開発されており、現代社会に生きる生徒にとって、電気は生活と切 り離せない存在となっている。複雑な構造を持つ電気器具も、基本はオームの法則、フレミングの 法則、などの単純な規則性の上に成り立っている。本単元は、電気回路についての観察、実験を通 して電流と電圧の関係、及び電流の働きについて理解させ、日常生活や社会と関連付けて電流の働 きについての初歩的な見方や考え方を養うことをねらいとしており、学習内容は、回路における電 流と電圧のきまり、電流・電圧の関係と抵抗、電流を流したときに発生する熱などがある。本単元 の学習を通して、電気に対する量的な関係を見いださせることで、科学的な見方や考え方を養わせ ることができる。また、現代社会に欠かせない電気について探求することは、科学技術への興味関 心を高めることにもつながる。 このような点から、本単元を学習することは、現代社会に生きる生徒にとって大変有意義である と考える。 〇 本学級の生徒（女子○人、男子○人、計〇人）はこれまで小学校３年生で「磁石の性質」、４年生 で「電流の働き」、５年生で「電流がつくる磁力」、６年生で「電気の利用」など、電流の働きや磁 石の性質ついて、また前期に技術で電気について学習している。電気に関する学習を〇人は好き、 〇人はどちらでもない、嫌いと答えた生徒は〇人だった。実習を伴う学習だったので、好きだと答 えた生徒が多かったようだ。多くの生徒は電流とは電気の流れ、電圧は電気の圧力、または電気の 強さであるとイメージしている。回路をつなぐことに自信を持っている生徒は〇人で、〇人は自信 がないと答えている。また計算に苦手意識を持っている生徒は〇人いる。全体的に観察や実験が好 きで、学習に対してまじめに取り組む。しかし段階を追って実験の結果を整理したり、実験の結果 から規則性を導いたりすることを苦手としている生徒も多く見られる。指示薬の色の変化など目に 見える現象については興味を持ち積極的に取り組むが、原子・分子など目に見えにくい現象につい て理論的に考えることには消極的になってしまう傾向が見られる。また班学習をすると、積極的に 教え合ったり、話し合ったりする生徒が多いが、人任せにしてしまう生徒もいる。 〇 そこで本単元では、電気回路についての観察、実験を通して電流と電圧の関係、及び電流の働き について理解させ、日常生活や社会と関連付けて電流の働きについての初歩的な見方や考え方を養 うことができるようにするために、次のような手立てを講じる。 ・目に見えない電流、電圧を理解することができるように、電流を水の流れに、電圧を高さの違い に例えるなどして、電圧によって電流が生じることなどを実感させる。 ・回路のつなぎ方や実験器具の基本操作など、基礎的基本的な技能を定着させるために、一人で回 路をつなぐ練習時間を設定し、時間のかかる生徒には、班で教え合うよう指導する。 ・直列回路、並列回路の基本的な性質を理解させるために、回路を作成し、回路内の電流や電圧を 測定する活動を設定する。 ・規則性を見いださせるために、実験結果をグラフにまとめ、考察する場面を設定する。 ・抵抗のつなぎ方によって合成抵抗が変わることを実験で確認し、電気器具全体の抵抗の大きさを 考える場面を設定する。 ・エネルギーとしての電気を認識させるために電力や電力量について調べる活動を設定する。 ・学習した内容の理解を深めるために、それぞれの活動で学習したことを身の回りの生活に振り返 る活動を設定する。 ・実験で測定した値を使って計算できるように、班で教え合い協力する活動を設定する。
３ 単元目標 〇 直列・並列回路の特性や電気の持つエネルギーに関心を持ち、それらを調べようとする。 （自然事象への関心・意欲・態度） 〇 簡単な回路を作って実験を行い、結果を基に、回路の持つ特性や電流と熱の関係について、その 規則性を見いだす。 （科学的な思考・表現） 〇 電流・電圧の大きさを、実験器具を適切に操作して測定し、記録できる。（観察・実験の技能） 〇 直列・並列回路に関する電流・電圧と電気抵抗の関係、電流のエネルギーに関する身近な事象を 説明できる。 （自然事象についての知識・理解） ４ 単元計画（２２時間） （１）回路の電流・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・４時間 （２）回路の電圧・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・８時間 （３）電流・電圧の関係と抵抗・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・５時間（３／５本時） ①オームの法則（実験４）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ １時間 ②オームの法則（計算練習）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ １時間 ❸抵抗の接続（直列つなぎと並列つなぎの合成抵抗）・・・・・・・・ １時間（本時） ④合成抵抗の求め方・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・１時間 ⑤物質の種類と抵抗の大きさ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・１時間 （４）電流の働き・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・５時間 ５ 本時 平成〇〇年〇月〇日（〇） 〇時間目 第２理科室 ６ 本時の指導観 生徒は前時までに、直列回路と並列回路の電流と電圧のきまり、オームの法則と電気抵抗について学 習している。本時では前時までの学習に続き、仮説を立てて実験を行うことで電気抵抗のつなぎ方と 合成抵抗の大きさの関係を見いださせる。正しい操作で回路をつなぎ、それぞれの電流を測定し、そ の測定値から全体の抵抗を求め、数値に注目させてグループごとに交流し、同じ抵抗を使った場合、 合成抵抗は、直列回路では元の抵抗の２倍になり、並列回路では、半分になることを見いだすことが できるようにするために、次のような手立てを講じる。 ・既習事項を元に、３種類のつなぎ方で電流が流れやすい順番を予想させ、その理由を班で交流し、人 の意見と自分の意見を対比しながら考えを深めさせる活動を設定する。 ・実験をスムーズに進めるため、３つの回路を図で示した下敷きを用意し、電流計電圧計の位置に注意 させる。 ・測定結果から、合成抵抗を求めさせて交流させ、1 本の抵抗値を基準にして対比することによって直 列・並列回路の合成抵抗の関係を見いださせる。 ７ 本時の主眼 正しい操作で、回路を組み立て、それぞれの電流を測定し合成抵抗を求めてグループごとに交流する ことで、同じ抵抗を使ったとき、全体の抵抗は、直列回路では1 本の抵抗値の２倍となり、並列回路で は半分になることを見いださせる。 ８ 準備物 学習プリント、セメント抵抗、導線、電源装置、電流計・電圧計など
９ 学習過程 学習活動・内容 主な手立て 形態 配時 導 入 展 開 ま と め １．3 種類の回路で扇風機の回る速さ が変わるのを見て、なぜ変わるか考 える。 ・速く回るときは電流が大きい。 ・箱の中の抵抗のつなぎ方と関係があ る。 ２．示された3 つの回路が何色の箱に 入っているか予想し、理由も考え る。 ・どの回路の電流が大きな電流が流れ るか考え、速く回った時の箱の色に 対応する。 ３. 班で交流し意見を発表し合う。 ４．それぞれの回路に流れる電流・電圧 を調べる。 ・注意点（電圧は一定・・・電圧計が ２Ｖになるようにして実験） ・測定結果を前の黒板に記入 ５．結果を考察する。 ・流れやすい順位の確認 ６. それぞれのつなぎ方の全体の抵抗 を計算して関係を見いだす。 ・オームの法則の復習 ・結果に注目して交流 ・つなぎ方と回路全体の抵抗の関係 ・班の考えの発表 ７．本時の振り返りをし、次時の内容 を確認する。 ・異なる大きさの抵抗や３個以上の抵 抗で実験を行ったときの合成抵抗 ・生徒に興味を持たせるためにブラッ クボックスを使って見た目は同じ3 種 類の回路を示し、扇風機の回る速さが 違う理由を考えさせる。 ・自分の考えを持たせるために、既習 事項を基に３つの回路が何色か、理 由も考えさせる。 ・自分の考えと人の考えを対比させて 結論を導かせる。 ・抵抗のつなぎ方による電流の大きさ を調べるためには電圧を一定にしな ければならないことに気づかせる。 ・実験をスムーズに進めるため、３つ の回路を図で示した下敷きを用 意 し、電流計や電圧計の位置に注意さ せる。 ・測定値から、電流の流れやすい順位 を確認し箱の色と対応させる。 ・抵抗のつなぎ方と全体の抵抗の関係 を調べるために測定値から全体の抵 抗を計算させる。 ・つなぎ方と合成抵抗の関係を見いだ させるために 1 本の抵抗値を基準に して対比させ、考えさせる。 ・学習内容を定着させ、次時の授業へ の関心を高めるために本時から発展 させた課題を提示する場面を設定す る。 一斉 個 小集団 一斉 小集団 一斉 個 小集団 一斉 個 ５ ８ ２ １５ １５ ５ 【めあて】抵抗のつなぎ方による電流の大きさの違いを調べ、つなぎ方と 全体の抵抗にはどのような関係があるか調べよう。 【まとめ】同じ抵抗を使ったとき全体の抵抗は、直列回路では１本の時 の２倍になり、並列回路では１本の時の半分になっている、 並列回路では、全体の抵抗は、抵抗が２個のときは半分になる。
