てこのはたらき

第６学年 理科学習指導案

１ 単元 「てこのはたらき」 ２ 指導観 本単元は、力を加える位置や力の大きさに着目して、てこの働きを調べる活動を通して、その規則性 について理解を図り、観察・実験などの技能を身に付けるとともに、てこの規則性についての考えをも つことをねらいとしている。本内容は、第５学年「振り子の運動」の学習を踏まえて、「エネルギー」 についての基本的な見方や概念を柱とした内容のうちの「エネルギーの見方」にかかわるものであり、 中学校１学年第１分野「力学的エネルギー」の学習につながるものである。実際に自分の力でおもりを 持ち上げたり、てこを使って持ち上げたりしてその手応えを感じることで、実感を伴った理解を図る ことができると共に、体感したことを基にてこの規則性について考えをもつことができる。また、てこ を傾ける手応えをペットボトルの重さで表したり、てこのつり合いをおもりの重さと目盛りの積で表 したりし、数量的、関係的な見方でてこの規則性について考えることができる。てこには、支点、力点、 作用点の三つがあり、それらの関係性を捉えていく。三つの要素の関係性を捉えるためには、支点、力 点、作用点を一つだけ変えるという５年生において重点的に育む条件制御の考え方を生かすことがで きる。また、実験用のてこのおもりの重さと支点からの距離の関係性について推論し、表や図で整理す ることでその規則性を導き出すことができる。さらに、てこを使うことで、重い物を持ち上げたり、ピ ンセットのように一点に力を集中させたりすることができる。これらのてこのはたらきを利用して、 生活に役立つ道具が身の回りに多く存在している。それらの道具の有用性に気付くと共に、てこの規 則性を生かしてさおばかりやモビールなどのものづくりを体験できるという利点がある。以上のこと から、本単元は、数量的、関係的な見方と条件制御や推論という考え方を養い、てこの働きや規則性に ついて理解を図ると共に、問題解決の能力や態度を育てる上で意義深い。 本学年の児童は、第５学年「ふりこの動き」の学習でブランコで遊ぶ経験から予想や仮説を立て、振 り子の運動の規則性について考える学習を行っている。また、５学年の学習において、条件制御の考え 方を使って、実験を計画したり、結果を整理したりすることはできている。実態調査において、生活経 験となるシーソー遊びをする児童は減っているが、体重と座る位置との関係によって傾き方が変わる ことを感覚として捉えている児童は多い。また、てこを利用した道具であるはさみや穴開けパンチな どは日常的に利用しているが、目的に応じた道具という意識しかなく、てこの仕組みに疑問をもった り探ろうとしたりする意識が低い。そして、釘抜き、ペンチ、空き缶つぶしなどを使ったり、天秤を使 って重さを量ったりする経験が少ない。以上のことから、高学年としての考え方を働かせながら、てこ の規則性や身の回りにある便利な道具であるてこについて追究する児童を育てることは意義深い。 本単元の指導にあたっては、重い物を持ち上げる便利なてこに興味・関心をもち、てこの傾きについ ての規則性、てこのつり合いについての規則性、様々なてこの規則性を利用した道具の仕組みについ て追究させる。そこで、単元を三つに分け、第一次をてこに興味・関心をもち、重い物を小さな力で持 ち上げ、てこの傾きについて追究する段階、第二次をてこがつり合うときの規則性について追究する 段階、第三次をてこの規則性を利用した道具の仕組みを追究し、ものづくりをする段階とする。各段階 におけるてこの規則性を追究する学習過程で、ねらいに沿った視点（量的・関係的視点）を明確にして 事象を比較したり、明らかになったことから仕組みや性質を考えたりさせる。具体的には、第一次で は、シーソーで遊ぶ体験を想起させ、重さの違いや座る位置の違いによって傾き方が変わったりつり 合ったりすることをつかませる。そして、シーソーと同じような仕組みである棒を使ったてこで重い 物を持ち上げる体験をさせ、てこに興味・関心をもたせるとともに、児童が重い物をできるだけ小さな 力で持ち上げたいという意識をもたせたい。そして、重い物を小さな力で持ち上げるときの支点から 力点、作用点までの距離（量的視点）に着目して調べさせ、「重い物を持ち上げるときの手応えは支点 から力点までの距離と支点から作用点までの距離で変わる」というてこを傾ける規則性を捉えさせる。 そして、支点の位置を変えて重い物を持ち上げる方法を考えさせ、きまりを適用させる。第二次では、 棒を使ったてこでつり合えば、物を持ち上げることができることを理解させ、支点からの距離とおも りの関係（関係的視点）に着目して調べさせ、「てこがつり合うときは支点からおもりまでの距離と重 さの積が等しい」というてこがつり合うときの規則性を捉えさせる。そして、実験用てこでおもりを目 盛りの間につるしたときの規則性を考えさせ、きまりを適用させる。第三次では、支点、力点、作用点 の位置（関係的視点）に着目して身の回りの道具を調べさせ、「てこを利用した道具は目的によって支 点、力点、作用点の位置が異なり、加えた力を大きくしたり、小さくしたりする」というてこの仕組み を捉えさせる。そして、身の回りのてこを利用した道具の支点、力点、作用点の位置を確かめたり、目 的を考えさせたりさせ、きまりを適用させる。さらに、てこの規則性を利用したおもちゃや道具を作 り、これまで学習したことを生かすことの有用性を感じさせる。

３ 単元の目標 ○ てこやてこのはたらきと利用した道具に興味・関心をもち、てこの仕組みやてこの傾くときや つり合うときの規則性を調べようとすることができる。 【関心・意欲・態度】 ○ てこの規則性について、経験したことを基に予想を立てたり、実験結果を基に推論してきまり を導き出したり、きまりを基に他の現象を説明したりすることができる。【科学的な思考・表現】 ○ てこのはたらきの規則性やてこのつり合いの規則性を調べてその過程や結果を記録したり、実 験用てこを安全で計画的に操作して実験を行ったりすることができる。 【観察・実験の技能】 ○ てこが傾くときとつり合うときは、支点から力点までの距離、支点から作用点までの距離で変 わること、てこのはたらきを利用した道具があることを理解することができる。 【自然事象についての知識・理解】 ４ 単元計画 次 時 学習内容 手立て 評価 一 １ ・ ２ シーソー遊びを想起 したり、棒を使ったて こで重い物を持ち上げ る体験をしたりする。 シーソーと棒を使っ たてこを比べたり、物 を持ち上げるときの手 応えの変化を感じさせ たりする。 【関】重い物を進んで持ち上げようと 試行錯誤したり、重い物を持ち上げる ことのできるてこに興味をもったりし ている。 〈発言・観察〉 ３ ・ ４ （ 本 時 １ ） 重い物を持ち上げる ときの手応えは支点か ら力点までの距離と支 点から作用点までの距 離で変わることを捉え る。 てこの傾くときの規 則性について追究する ために、支点から力点、 支点から作用点までの 距離（量的視点）に着目 させて、手応えを調べ させる。 【思】支点から力点、作用点までの長さ （量的視点）に着目して、シーソー遊び の体験を根拠に予想を書いている。 〈ノート・発言〉 【思・理】支点から力点、作用点まで の距離と手応えを関係づけて考察し、 実験の結果を基にきまりを書いてい る。 〈ノート・発言〉 【思】きまりを使って支点を移動させ てさらに小さい力で重い物を持ち上げ る方法を説明している。〈ノート・発言〉 二 ５ ・ ６ （ 本 時 ２ ） てこがつり合うとき は支点からおもりまで の距離と重さの積が等 しいことを捉える。 てこがつり合うとき の規則性について追究 するために、支点から の 距 離 と 重 さ の 関 係 （関係的視点）に着目 させて、左右の腕がつ り合うきまりを調べさ せる。 【思】左右の支点からの距離と重さの 関係（関係的視点）に着目して問題を立 て、前時の学習や教師の演示実験を根 拠に予想を書いている。〈ノート・発言〉 【思・理】てこがつり合うときの規則性 を推論して考察し、実験結果を基にき まりを書いている。〈ノート・発言〉 【思】きまりを使って、めもりの間にお もりをつるしたときのつり合いについ て説明している。〈ノート・発言〉 三 ７ ・ ８ （ 本 時 ３ ） てこの規則性を利用 した身の回りの道具を 見直し、支点、力点、作 用点の関係を捉える。 てこを利用した様々 な道具の仕組みについ て追究するために、支 点、力点、作用点の関係 （関係的視点）に着目 させて、加える力に対 するはたらく力の大き さを調べさせる。 【思】支点、力点、作用点の位置関係 （関係的視点）に着目して問題を立て、 前時学習や生活経験を根拠にして予想 を書いている。 〈ノート・発言〉 【思・理】支点、力点、作用点の関係と 道具の目的を推論して考察し、実験結 果を基にきまりを書いている。 〈ノート・発言〉 【思】きまりを使って身の回りのてこ の仕組みについて説明できている。 〈ノート・発言〉 ９ ・ 10 これまで学習したこと を生かして、てこを利 用したものづくりをす る。 ・さおばかり ・モビール ・クレーンゲーム 等 学習した有用感を感 じさせるために、設計 図 を 書 か せ て 作 ら せ る。 【関】これまで学習したことを生かし て進んで設計図をかいたり、意欲的に おもちゃや道具を作ったりしている。 〈発言・観察〉 【思・知】てこがつり合うときや傾くと きの規則性を理解して、問題と関係付 けて説明することができている。 〈ノート・発言・観察〉

５ 本時（１） ○ 主眼 てこを使って物を持ち上げるときは、支点から力点までの距離が長いほど、支点から作用点までの 距離が短いほど、小さな力で持ち上げることができるというてこの規則性を追究することができる。 ○ 学習過程 時 段階 学習活動 ◯内容 ・児童の反応 手立て 評価 第 ３ 時 導 入 １．シーソー遊びの体験と教師の提示 した事象の体験から、本時学習のめ あてをもつ。 〈生活経験事象〉シーソー遊び体験 〈問題事象〉棒を使ったてこ 小さい力で重い物を持ち上げるには 共通点 ・小さい力で重い物を持ち上げることができる 差異点 ・力の加え方 ◯ 事象の要因 ・支点から力点、作用点までの距離を変 えれば重い物も持ち上げられそうだ。 ２．根拠を基に予想や仮説を立てる。 ◯ 支点から力点、作用点をどのよう にすると手応えはどうなるか ・支点から力点を長くし、支点から作用点を短 くするといい。理由は、シーソー遊びで前の 方に重い人が前、軽い人が後ろに座ると重い 人を持ち上げられたから。前の学習で、棒の 端を持ったら軽く感じたから。 ◯ てこに興味・関心をもた せるために、棒を使ったて この支点と力点の部分を ブラックボックスにして 提示する。 ○ 支点からの距離（量的視 点）に着目させるために、 第一次のシーソー遊びの 体験や棒を使ったてこの 体験を写真で想起させる。 ◯ 生活経験事象と比較し て、問題事象の要因を考え ることができるように、図 にイメージをかき込ませ る。 ◯ 全児童が視点に気付く ように、全体交流で視点を 共有する。 ○ 根拠を明確に記述でき るように、つなぎ言葉（理 由は、なぜなら、～だから） を提示する。 【思・表】 Ｂ 自 分 な り の 根 拠 を 基 に 予 想 立 て る こ と が できる。 〈ノート・発言〉 めあて 支点から力点までの距離、支点から作用点までの距離をどのようにすれば、 重い物を小さな力で持ち上げることができるか調べよう。 ・棒の端の方をもったら軽く感じた。 ・おもりは支点に近い方がいい。 ・重い人が前に座って軽い人が後ろに座 ると、重い人が上がった。

第 ３ 時 展 開 ３．実験方法を話し合い、実験する。 ◯ 棒を使ったてこのおもりを持ち上 げる手応えはペットボトル何本分か ４．実験結果を表や図に表して考察し、 きまりを導き出す。 差異点 ・支点から力点が長いと手応えが小さく、支点 から作用点が短いと手応えが小さかった。 共通点 ・どのグループも同じ結果である。 ◯きまりの導出 ・予想と同じで小さな力で重い物を持ち上げるには 支点から力点までの距離を長く、支点から作用点 までの距離を短くするとよい。 ◯ 手応えを数量で捉えさ せるために、手応えには個 人差があること気付かせ る。 ◯ 条件制御の考え方を身 につけるために、目盛りを 打つこと、支点から力点・ 支点から作用点までの距 離の調べたい条件を一方 だけ変えて調べることを 確認する。 ○ 支点からの距離と手応 えの関係を捉えさせるた めに、表と図にまとめ変化 をかき込ませる。 ◯ 複数の結果を基にきま りを導き出すために、グル ープで交流し、きまりを一 つにまとめさせる。 【思・表】 Ｂ 結 果 を 基 に き ま り を 導 き 出 す こ と が で き る。 〈ノート・発言〉 第 ４ 時 終 末 ５．支点の位置を変えたてこについて 考え、きまりを適用させる。 〈実験事象〉 〈他の事象〉 支点の位置を変えて、さらに小さな力 で重い物を持ち上げる 共通点 ・支点から作用点、力点までの距離を変える ことができる。 ◯ きまりの適用 ・支点を作用点の方に移動させると、支点 から作用点までが短くなり、支点から 力点までが長くなるから、小さな力で 重い物を持ち上げることができる。 ○ 導き出したきまりを適 用させるために、支点の位 置を自由に変えてさらに 重い物を小さい力で持ち 上げる方法を考えて説明 させる。 ○ 実験事象と他の事象の 共通点を捉えさせるため に、支点からの作用点まで の距離と支点から力点ま での距離を図に色分けし て示させる。 ◯ 考えたことが正しいか どうか確かめるために、グ ループで交流したり、体験 させたりする。 【思・表】 Ｂ 支 点 を 作 用 点 の 方 に 移 動 す る こ と を 説 明 できる。 〈ノート・発言〉 まとめ てこを使って物を持ち上げるときは、支点から力点までの距離が長いほど、 支点から作用点までの距離が短いほど小さな力で持ち上げることができる。

６ 本時（２） ◯ 主眼 支点からの距離とおもりの重さの積が左右等しいときにつり合うというてこの規則性を追究するこ とができる。 ◯ 学習の過程 時 段階 学習活動 ◯内容 ・児童の反応 手立て 評価 第 ５ 時 導 入 １．教師の提示実験を見て、本時学習の めあてをもつ。 〈学習経験事象〉前時学習のてこ 〈問題事象〉実験用てこ 共通点 ・支点が中心、左右におもり 差異点 ・前時：重い物を持ち上げるてこ おもりの重さがあいまい ・本時：つり合いを調べるてこ おもりの重さが明確 ◯ 事象の要因 ・両方の支点からの距離が変わると おもりの重さが違ってもつり合う はずだ ２．根拠を基に予想を立てる。 ◯ つり合うには支点からの距離とお もりの重さにどんな関係があるか ・片方の腕の目盛りが大きいところにお もりを多く、もう片方の腕の目盛りが小 さいところにおもりを少なくすればつ り合う。理由は、前の学習で支点から力 点までが長く、支点から作用点までが短 いと持ち上がったから。 ○ 支点からの距離とおも りの重さの関係（関係的 視点）に着目させるため に、前時学習した棒を使 ったてこと片方の腕をブ ラックボックスにした実 験用てこを提示する。 ◯ てこの傾きからつり合 いについて追究の意識が 向くように、てこは同じ 重さでなくてもつり合う ことを演示する。 ◯ 学習経験事象と比較し て問題事象の要因を考え ることができるように、 二つの図にイメージをか き込ませる。 ◯ 全児童が視点に気付く ように、全体交流で視点 を共有する。 ○ 根拠を明確に記述でき るように、つなぎ言葉（理 由は、なぜなら、～だか ら）を提示する。 【思・表】 Ｂ 自分なりの根拠 を基に予想を立 てることができ る。 〈ノート・発言〉 ・ペットボトルをつるすと水平になるときが あった めあて てこがつり合うときにはおもりの重さと支点からの距離にどんなきまりがあ るか調べよう。 ・右の腕には３０ｇより小さい重りがつるされ ているようだ。

第 ５ 時 展 開 ３．実験方法を話し合い、実験する。 ◯ 実験用てこがつり合うときの左右 の目盛りと重さ ①左腕の目盛り２に 30ｇおもりをつる したときにつり合う右腕の目盛りと 重さ ②左腕を自由に設定したときにつり合 う右腕の目盛りと重さ ４．実験結果を表や図に表して考察し、 きまりを導き出す。 共通点 ・どれも右腕と左腕の目盛りと重さの 積が等しい。 ◯ きまりの導出 ・予想と同じで目盛りが大きいほど、小さ い重さでつり合うようになった。目盛 りと重さの積が左右で等しいときに、 てこはつり合う。 ○ 条件制御の考え方を身 に付けるために、片方の 腕を固定して、片方のお もりの位置を変えながら つり合うときを調べさせ る。 ◯ 複数の実験データから き ま り を 導 き 出 す た め に、児童が自由に条件を 設定して実験する時間を 設ける。 ○ 左右の支点からの距離 と重さの関係を捉えさせ るために、結果を表にま とめて変化や規則性をか き込ませる。 ◯ 複数の結果を基にきま りを導き出すために、グ ループで交流し、きまり を一つにまとめさせる。 【思・表】 Ｂ 結果を基にきま りを導き出すこ とができる。 〈ノート・発言〉 第 ６ 時 終 末 ５．めもりの間におもりをつるしたつり 合いについて考えて、きまりを適用さ せる。 〈実験事象〉 〈他の事象〉 左腕が目盛り５に 20ｇ 右腕を 40ｇでつり合うには 共通点 ・左右の目盛りと重さの積が等しくな る ◯ きまりの適用 ・左腕の目盛りと重さの積が 100 にな るので、右腕を 40ｇでつり合うに は目盛りは 2.5 ○ きまりを適用させるた めに、計算式から目盛り の間でもつり合うことを 考えさせる。 ◯ 他の事象でのつり合う 条件を図にかき込ませ、 考えをまとめさせる。 ◯ 考えたことが正しいか どうか確かめるために、 どのように目盛りを決め たのか友達と交流し、実 際におもりをつるして実 験する。 【思・表】 Ｂ 40ｇをつるす目 盛りを説明でき る。 〈ノート・発言〉 まとめ てこがつり合うときは左右のうでで次のような関係が成り立つ。 （左腕のおもりの重さ）×（左腕の支点からの距離）＝（右腕のおもりの重さ）×（右腕の支点からの距離）

７ 本時（３） ○ 主眼 支点、力点、作用点の位置によって、小さい力を大きくしたり、大きい力を小さくしたりするてこ の規則性を利用した道具の仕組みを追究することができる。 ○ 学習過程 時 段階 学習活動 ◯内容 ・児童の反応 手立て 評価 第 ７ 時 導 入 １．教師の提示した道具を見て、本時学 習のめあてをもつ。 〈学習経験事象〉 棒を使ったてこ はさみ 〈問題事象〉 他のてこを利用した道具の仕組み 押し切りカッター 糸切りばさみ 共通点 ・全て物を切る道具 差異点 ・支点、力点、作用点の位置が異なる ・堅い物や柔らかい物を切る ◯ 事象の要因 ・支点から作用点、支点から力点までの距 離の関係が変わるからではないか ２．根拠を基に予想を立てる。 ◯ 支点、力点、作用点の位置が変わる と加えた力がどのようにはたらくの か ・押し切りカッターは、加えた力より大きな力 がはたらく。糸切りばさみは加えた力より小 さな力がはたらく。理由は、棒を使ったてこ で支点から作用点より力点の方が長い方が 重い物も持ち上げられたから。 ○ 支点、力点、作用点の位 置関係（関係的視点）に着 目させるために、同じ切 る道具であるはさみや裁 断機や糸切りばさみを提 示し、図に支点、力点、作 用点のシールを貼って確 認させる。 ◯ 加えた力がどのように はたらくのかということ に追究の意識が向くよう に、どのようなものを切 るのかを考えさせる。 ◯ 全児童が視点に気付く ように、全体交流で視点 を共有する。 ○ 根拠を明確に記述でき るように、つなぎ言葉（理 由は、なぜなら、～だか ら）を提示する。 【思・表】 Ｂ 自分なりの根拠 を基に予想を立 てることができ る。 〈ノート・発言〉 めあて てこのはたらきを利用した道具は、支点、力点、作用点の位置によってはたら く力がどうなるのか調べよう。

第 ７ 時 展 開 ３．実験方法を話し合い、実験する。 ◯ 第１種、第２種、第３種の加えた力 とはたらく力の関係 ４．実験結果を図に表して考察し、きま りを導き出す。 第１種のてこ 第２種のてこ 第３種のてこ 差異点 ・支点、力点、作用点の位置が変わることで、 はたらく力の大きさが変わる。 共通点 ・どのグループも同じ結果である。 ◯ きまりの導出 ・作用点が力点と支点の間にあるてこは、支点 から作用点までの距離より力点までの距離 が長いので、加えた力よりも大きい力がはた らく。力点が作用点と支点の間にあるてこ は、支点から力点までの距離より作用点まで の距離が長いので、加えた力より小さい力が はたらく。 ○ はたらく力と手応えの 関係がわかるように、粘 土をつぶして手応えを確 かめる実験をする。 ○ 支点、力点、作用点の位 置とはたらく力の関係を 捉えさせるために、図に 矢印をかき込んでまとめ させる。 ◯ 複数の結果からきまり を導き出すために、グル ープで交流し、きまりを ひとつにまとめさせる。 【思・表】 Ｂ 結果を基にきま りを導き出すこ とができる。 〈ノート・発言〉 第 ８ 時 終 末 ５．身の回りのてこの道具について考 え、きまりを適用させる。 第１種･･･くぎぬき、ペンチ 第２種･･･缶つぶし、穴開けパンチ 栓抜き、ホッチキス 第３種･･･ピンセット、毛抜き 共通点 ・それぞれのてこの種類の仕組み ◯ きまりの適用 ・てこを利用した道具は、支点、力点、作 用点の位置によってはたらく力が大き くなったり小さくなったりするので、 その目的に応じた仕組みになっている る。 ○ きまりを適用させるた めに、てこを利用した道 具を様々提示し、実際に 使ってみることで考えさ せる。 ◯ 考えたことが正しいか どうか確かめるために、 その道具の目的と支点、 力点、作用点との位置を 友達と交流する。 【思・表】 Ｂ 身の回りの道具 の仕組みについ て説明できる。 〈ノート・発言〉 まとめ 作用点が力点と支点の間にあるてこは、はたらく力が大きくなり、力点が作 用点と支点の間にあるてこは、はたらく力が小さくなる。