M男君らしい追究で磁力にせまる
− 6年3組『電磁石の力にせまれ！』の実践から−
松 下 浩 身
1．子どもたちと教材
6年3組の子どもたちを見ていると、実験で不思議さやおもしろさ．を感じると、はっきりした知識 の裏づけはないものの、感じたことや思いっきをもとに、自由に考えを膨らませている子がいる。そ んな考えを確かめるための実験を存分に行い、再現性のある確かな事実を見出す喜びを感じることが できたら、追究に対する自信につながり、自分の追究の可能性を広げることになる。もとが思いっさ から生まれた考えであったとしても、確かめることができたならば、それは価値のあることだ。子ど もたちと過ごす中で、「自由な発想をもとに、どうしたら確かめられるのかと方法を探っていく授業」
ができたらと私は考えるようになっていた。
そこで、私は電磁石の磁力を変える方法を調べる教材を構想した。電磁石の力は、目に見えず、し かも、電磁石の作り方次第で磁力が弱かったり、強かったりする。子どもたちは、そんな電磁石に不 思議さを感じる。電磁石を調べる活動を通して、電磁石の磁力のきまり（性質）を、明らかにしてい くことは、子どもたちにとっておもしろいことだろう。電磁石の磁力を調べる要素は、フィルの巻き 数、電池の数、コイルに用いる導線の長さ、心（しん）にする素材、など条件が限られるため、整理 して考えやすい。見えない力を自分の手で、明らかにしていく実験は、こんな結果になるだろうと期 待しながら取り組むので、わくわくするだろう。見えない力の存在は、子どもたちの想像をふくらま
せていく。「コイルに多く導線が巻いてあるから、磁力は強くなっている」「心が太ければ磁力は強い」
など思いっいたことや感じたことをもとに事象についての自分の考え（仮説）をはっきりした形でも っに違いない。電磁石の実験では、こうした仮説を、短時間にしかも何度も確かめることができる。
考えたことを確かめると、思い通りの結果を得たり得られなかったりする。そこでは、自分の仮説を 見つめたり、見直したり、仮説への自信を強めたりしていくにちが、いない。
電磁石の磁力を子どもたちが自分なりの仮説をもって調べていくことで、明らかにしたいことを自 分自身ではっきりさせ、実験計画を立てて調べることのよさにふれる。つまり追究方法についての可 能性を広げていくのである。また、電磁石の磁力はどんな時、強くなったり弱くなったりするのかと いう事実と、自分のもつ仮説とを実験を通して整理することによって、電磁石の磁力が導線に電流を 流すことで発生しているという事実と、磁力の強さを結びっけた見方や考えにまで高めていってほし い。そんな願いをもって、追究に臨んだ。
2．M男君のとらえと願い
M男君は理科が大好きな少年である。化石や地層には特に興味をもち自分から進んで本を読んだり、
化石を買い集めたりしてきて、知識を蓄えてきた。「そういえば」と私も思った。自分も理科は大好 きだった。彼の話を聞きながら、そんな彼に自分を重ねていることに気づいていた。特に、彼の言葉 の端々に感じられる自分の得意なものがあるということの喜びは、私も同じように感じてきたことだ○
他の人の知らない知識をもっていることが、誇りなのだ。そんな彼をすてきだと思いながら、ふと、
彼の理科的な事象へののめり込みが、多くの知識を蓄えていることからきているのかもしれないと思っ た。
これまで私は、知識をもとにした追究が彼の特徴だと感じてきた。しかし、その一方で彼は理科の 授業で思いっきをよく発表する姿も見られる。彼のもっ豊富な知識からくるものではない。「振り子 の糸を太くしたら、振り子の動きは遅くなるんじゃないかなあと思う」というような、素朴なもので ある。そんな素朴な発想を大切にす■ることはできないかと私は考えた。
彼は、追究の途中でも、自分の興味が広がっていき、もとの計画にないことも調べてみたいと家で
調べることがあった。私は、そんな思いっきをもとにした追究が続いていくという体験をさせてあげ たい。そこから、彼に自分自身のできることの広がりを感じてほしいと思った。
M男君は電磁石の磁力のおもしろさに惹かれ、仮説をもたないまま手当たり次第に実験してみるか もしれない。仮説がすぐにうまれなくてもいい。電磁石にふれているうちに、彼はきっと化石を見て いる時のように、電磁石とはどのようなものなのかという想像の世界を膨らめていく。そこから、電 磁石の磁力についての彼なりの仮説のもとがうまれてくると思った。性急に関わらないようじっくり と電磁石にふれられるように関わっていこう。きっと、彼なら自分の思った通りの結果が得られた時 はもちろん、思い通りの結果を得られない時も、どうしたらよいのかという考えをもち、確かめてい くだろう。自分が確かめることができたことに力を得て、見出したものをもとにしても、不思議さに 立ち向かえる自分に自信をもってほしいと思った。
3．M男君の追究
私は鉄釘を入れたストローに100回導線を巻いた電磁石を授業の始めに見せ、電流を流すと鉄製の クリップが電磁石につくのを確認させた。それをもとにして作ったはずなのに、彼の電磁石はほとん ど磁力がないように見えた。クリップがっかないのである。。
私が示した巻き数は、電磁石としてクリップ1個がやっとっくかつかないかという弱い磁力を示す 巻き数だった。彼の電磁石は、巻き数が100回よりずっと少なかった。電磁石は磁力を発生させてい たが、クリップを持ち上げるほどではなかった。彼はもっと強い磁力を期待していたのに、つかない ことを妙だと感じていた。電池の両極を磨いたり、クリップのついている友達の電磁石を見て、電池 ボックスを確かめたりしていた。彼はまず接触不良を疑っていたのである。「電流がうまく流れれば 磁力は生まれるだろう」これは、彼が親しむ電気を使ったおもちゃからの発想だと感じた。私は、彼 の電磁石が温かくなってきたこ・とを指摘し、電流は流れていることを確認させた。
彼の席の前に、彼と同じように電磁石にならないと頭をひねっていたし男君がいた。2人は相談し て、2人の電池を使い電池2個を直列にしてみた。きっと電流が流れているのに、磁力がないのなら、
もっと電流を強くすればいいと考えたのだろう。様子から4年生の時の豆電球の経験が生きていると いうよりは、生活経験からの発想だろうと私は感じた。彼の思い通り、今度はクリップを1個っける
ことができた。彼はやっぱりというように笑顔を見せた。
教室の中のあちこちで、電池を直列っなぎにして増やしてみたいという子たちが出始めた。私は、
電池をもう1個配布した。M男君はとみると、彼は今度は電池ではなく、コイルの巻き方にも問題が あるのではないかと考え、釘の片方の端にコイルの巻いたところを寄せることで、さらに強くしよう
としていた。電池が2個になれば、磁力が強くなるのは当たり前、ほかのことも試したいと考えてい るように思った。コイルを端に寄せることで、磁力はさらに強くなった。彼は強くしたいという思い をもちすでに電池を増やすという方法を兄い出しているにもかかわらず、それ以外の方法にも、発想 を広げ確かめていった。豊富な知識が自慢のいっもの彼とはちがった、もうひとっの彼らしい姿が見 え始めたのだと私は感じていた。
M男君は、次に友達の電池と合わせ、4個にしてみた。電池が増えればざらにクリップをっけるこ とができると考えたのである。4個にするとさらにクリップの個数が増えたことで、彼は友達のもの と併せて9個の電池をつなぎ合わせ、40個のクリップをっけることができた。電池を増やせば、磁力 は強くなると期待したようだ。電池を増やせば増やすほど磁力は強くなると考えたのである。
「もっと磁力を強くしたい」彼はその思いを強くしていた。
彼は仮説として①「電池を増やせばいい（磁力が強くなる）」と書き込んでいた。しかし、それだ けではなかった。②「コイルの巻き数を多くすれば、磁力は強くなる」と①の仮説を確かめる中で、
書き加えていた。これは、彼自身は確かめていないことだった。コイルの巻き数にも、磁力を強くす
る秘訣があるのではないかと、考え始めたのは、電池の数を増やさなくても、クリップを5個6個と
つけた子どもたちの影響だろう。自分の弱い電磁石と友達の強い電磁石では、巻き数が違うのではな
いかと考えたのである。彼は、巻き数を増やしていくことで、電池を増やさなくても、多くのクリッ プがっくのではないかと考え始めた。
彼の周りには、彼とL男君よりも多くの電池をっなげて、磁力を強くしようと考えていた子どもた ちがいた。そんな中で彼はもう電池を増やす実験を続けようとはしなかった。それには理由が2つあっ た。1つは、乾電池がさわれないほどに熱くなってしまうことがある。2つ目には、電池を4個から
9個に増やしても、、つくクリップの数がわずか6個しか増ネていないことに気づいていたからだ。つ まり、M男君は、もうこれ以上の電池を増やしても、きっとそれほど磁力は強くならないだろうと考 えて、巻き数に着目したのである。
彼は、もとの100回巻きのコイルにさらに導線を巻き、344回も巻いてみた。すると、電池2個で何 回か調べると、45〜49個となり電池9個の時より多くついてしまった。彼は、そこで巻き数を増やす 方法に加えて、電池の数を増やす方法と組み合わせれば、電磁石はさらに強くなっていくと思った。
彼は「コイルをしっかり巻けば100個はつくと思う」と述べていた。
もっと磁力を強／くしたい。それには、コイルを多く巻き、電池を増やせばいいと自信をもっていた。
私は、彼のこのような姿は、もっと先のものだと予想していた。彼に願っていた不思議さに立ち向か える自分に自信をもってくれたらという願いなどちっぽけなものであるかのように、彼は目の前の電 磁石の見せる現象から事実を得て、自分の考えをうみだし、それを確かめることを楽しんでいた。知
らないことでも臆することなく、思いっさを生かして追究している姿だった。
4．電磁石の不思議さを見つめ始めたM男君
彼はどんどん巻いていった。巻き数さえわからないほどに調子よく巻いていく。巻けば強い電磁石 になる。彼の作業の速さは、期待が大きいからこその表れだと思われた。しかし、導線を多く巻いて も、クリップのつく数が増えていかなくなってきた。
自分より巻き数が少なくても、回路の短いコイルの磁力はむしろ強いという友達の電磁石にも出会っ た。彼は、「導線の巻き数が多すぎると、磁力が弱くなる」と考え始めた。電池を増やした時と同様 に、「増えすぎても、だめ」という考えが彼の中にはっきりとし始めた。彼は、導線の巻き数を増や
していくと次第に、増え方が減っていくことを検証できた。
私は、周りの子どもたちの検証もかなり進んできたことから、検証した結果を近くの子どもたちと 話し合わせた。彼は、実際に多く巻いた彼の電磁石があまり強くないことを示すことで、「巻けば巻 くほど強くなる」と考えていたG子さんやF子さんを説得することに成功した。取り組みに対する自 信が、友達を説得する上で役立っていると私は感じた。G子さんやF子さんには、電池も巻き数も増 やせば増やすほどいいと考えていただけに、大きな考えの転換であった。M男君が、自分で調べてき た具体的な数値と、巻くことでソーセージのようになった電磁石で現象をみせたことで説得すること ができた。私は、彼にはもっと多くを望むことができると感じ始めていた。
その話し合いの中で、彼はG子さんから、思いもよらない現象を知らされた。心がなくても、磁力 は、あるというのである。彼は、それまで電磁石の心として、釘を最初から使い続けていた。彼は、
心なしで磁力があるという仮説をほんとかな／と疑っていた。G子さんの仮説については、「釘がなく ても、導線には少しっく？確実ではない」と記している。G子さんの「少し」というのは、＿クリップ が少しだけ動くという程度の力である。グループの他の子どもたちは、心がなかったら磁力はないの ではな早かと考えていた。磁力を強くしようと考えてきただけに、G子さんのような見方をしていな かったことも、確実でないと考える理由であったのだろう。同様に、「心をアルミにした時はつかな い」というF子さんの仮説もおかしいと考え始めていた。G子さんの仮説が正しければ、アルミでも なんでもかまわないはずだからであり、、そうなるとF子さんの仮説もおかしいと考え始めていたから である。
私は、方位磁針を使うと微弱な磁力の存在がわかることを彼に伝えた。彼は、心を抜いた状態でも、
方位磁針の針が動くことを確かめたが、その事実を見ても、磁力と結びっけて納得はしていない様子
だった。電磁石を強くしたいという一心だった彼が、次第に電磁石の不思議さを見っめるようになっ てきた。私は、彼の見っめ始めたこの不思議さにどう立ち向かっていくのか是非見てみたいと思い始
めた。
5．M男君の納得
彼が納得しなかった最大の理由は、心がある状態の磁 力の大きさと、ない場合の磁力の大きさがあまりに違う
ことだったのかもしれない。子どもたちの話し合いの中 ででてきた「心が鉄なら磁力がある」「導線を巻けば巻 くほど、磁力は強くなる」という意見をもとに、「心が 鉄以外でも、磁力はあるのか、導線の巻き数を減らした
ら、磁力はどうなるのか」と投げかけた。
彼がまず、確かめたことはアルミ釘に導線を巻いて磁 覧 力を確かめることであった。彼は、心が鉄のものであれ ば磁力が発生すると考えていた。だから、アルミではど うなのだろうということが、彼にとって確かめてみたい ことだった。心がなくても、磁力が発生するとは思って いなかったのだろう。それまで見せていた自信たっぷり な様子とは違い、一緒に実験する友達の反応をよく見な
がら方位磁針が動くことを確認した。 く弱い磁力を調べる子どもたち〉
その中で、M男君は、近くの席にいたし子さんの「鉄
粉が電流を流した導線につく」という場に遭遇した。L子さんが何度となく実験を繰り返すのを見て
「導線だけでも、磁力が発生するんだ」と声を上げた。それは、鉄粉を使うこと以外は、以前見たG 子さんの実験とほぼ同じ実験だった。私は、なぜ声を上げるほどの反応をしたのか、すぐにはわから なかった。
後から考えると、彼には導線が磁力を発生させているという現象を再発見できたことが、驚きだっ たのだろう。心につくのではなく、導線につくという事実を、以前体験したアルミの心そのものには つかないという事実と結びっけることができたのだ。
ところが、わずかな磁力であるため鉄粉が偶然くっついているようにも見えないことはない。彼は、
鉄粉の実験を行っても尚、心がなくても磁力が発生するのか確信がもてなかった。私は、はかの子ど もたちの多くも、同じように心がないと磁力は発生しないと考えているように感じた。
話し合いの中で、導線が磁力で鉄粉をつけるのなら、さらに電流を増やせばもっと多くの鉄粉がっ くのではないかという意見があった。そこで、全員で電池を増やすことで、確かに鉄粉が導線につく ことを確認した。確かに、導線に磁力が発生しているのだ。
M男君は、導線に磁力が発生するという事実をもとに、導線を巻けば巻くほど磁力は強くなる理由 を導線に発生する磁力が合わさっていくという考えで発表することができた。また、導線が長くなる と電流が流れにくくなることを教師が示すことで、導線を多く巻いても、電流が少なければ磁力が発 生しにくいと考えるようになった。
彼は、電磁石をできるだけ強くしようという思いから、強くする工夫を検証していく中で、強くす るにはという方法だけでなく、自分が不思議に感じた心がない時の磁力について追究を行い、電磁石 の磁力がどのような時発生するのかにまで、見方を広げた。それは、不思議な現象について十分に調 べるだけの時間があったこと、そして何よりその時間中、同じ実験を幾度となく行うなど行きつ戻り つしながらも、自分の納得を求めていったことが、大きかっただろう。M男君は、自分の出会った導 線だけでも磁力が発生するという事実と電磁石の磁力を強める方法を結びっけ、電磁石についての考
えを深めることができた。
6年3組 『電磁石の力にせまれ．′』 追究のあらまし
【全体の追究】
ノ（9 ＜100回コイルを巻いて電磁石を作ってみよう＞
C 全然クリップがつかないよ。
C やっとっいた。でも1個しかつ かないよ
C N男 僕のはたくさんついたよ
・※たくさんついたという子に刺激 され、もっとたくさんつけてみ たいと工夫を始めたム
・電池を2個直列につないでみよう
■■
−
・2個だともっとたくさんついたから、3個にしてみよう C N男 電池1個でも、僕のはたくさん付いたよ
【M男君の追究】
・全然っかない
電池を2個にしてみよう 4個までついた
L男君の電池と合わせてやって みよう
電池9個で40個っいた
②③④⑤ ＜電磁石の力を強くしたり、弱くしたりする方法を仮説を立て検証していこう＞
みんなの仮説
M男君のⅠⅡについ七は同様のもの が多く出た
Ⅶエナメル線をきれいに巻いたら強 くなる
Ⅷエナメル線の巻き数を減らしたら 弱くなる
Ⅸエナメル線の電池にふれるところ をきれいに磨いたら、強くなる
Ⅹ鉄釘を太いものにする 鉄釘を長いものにする
そのはか意識せずにやっているもの
・エナメル線の余った部分をとり除 いてみる
・別のエナメル線に変えてみる
⑥
M男君の仮説
Ⅰ電池をいっぱいっければ、いい（磁力が強くなる）
電池1個だと2個、4個で34。電池9個とあまり変化しな い電池3個で18個 電池を1個減らしただけで減った
Ⅱコイルの巻き数を多くすれば、磁力は強くなる エナメル線344回巻いて電池2個で49〜45個
・もっと巻いて、4個の電池でやってみる・
コイルをしっかり巻けば100個はつくと思う M男君が検証できたもの
Ⅰ電池を多くして磁力を強くする
Ⅱコイルの巻き数を多くすれば、磁力は強くなる
Ⅲコイルが大きくても、巻き方や巻き数が少ないと磁力は強 くならない
Ⅳコイルの巻き数が多すぎると、磁力が弱くなる。
Ⅴ釘がなくても、エナメル線には少しつく？確実ではない
Ⅵアルミの釘にはつかない。確実ではない
※ここで、釘がなくてもつくという現象を確かめているが 信じない。アルミ釘については自信をもってはいない
＜検証した仮説について、（生活班で）話し合ってみよう＞
釘を錆のないものにする 錆がなければ、いいのか疑問 巻き数を増やす
検証したと言える 電池を増やす 検証したと言える
M男君のグループ
接点を磨いたら、磁力は強くなる（検証済みとして認める）
コイルの巻き数を増やしても、磁力は増えないことがある
☆このM男君の意見は、班内から検証の疑問が出され検証 されたと認められなかった。これは本人も認めている
＜検証できなかったこと、調べきれなかったことについて検証しよう＞
C 同じ電池1個なのに、たくさんつく人とそうでない人がいる C 同じ巻き数で、電池も同じ数なのにクリップの個数が異なる
⑧⑨ ＜どうやったら電磁石の磁力が強くなったり、弱くなったりするのか＞
○強くなノる時
C 電池4個の時（T 4個までは、増えていくんだね）
C コイルの巻き数を増やせば、強くなる ていねいに巻くと強くなる
G 強い電池を使えば磁力は強い、逆は弱い
○弱くなる時 I
C 電池を減らすと磁力は弱くなる
C ぐちゃぐちゃに巻くと磁力は弱くなるのだと思う
C アルミの釘を使うと磁力は0になる
C きれいに巻いた方が、釘に密着する面積が多くなるので強い のではないかな
C 回路を短くすると強くなる。回路の線を短くする C 余分なエナメル線をっけたままだと1個か2個だっ
たのが、余分な部分をとると30個くらいっいた
I
T 巻きすぎて増えなくなる人はいる？ M男君だけだね。
F
T コイルは、不思議なものだね。なぜ、巻けば巻くほど磁力は 増え、電池を増やすほど磁力は増すのだろう。
C L男 コイルで磁力が生まれるからだよ
C N男 巻いたところに、鉄が当たっていないと磁力は発生し ない
C Q男 鉄釘があっても、ちょっとしか巻いていなければ発生 しない
T では、コイルを数回巻いたものでも磁力は発生する？
C ちょぴっとは、発生すると思う L男など数人が賛成
C H子 釘に巻いてないと磁力は発生しないと思うよ C でも、発生しいても、わからないと思う
T ものすごく弱い磁力を調べることのできるものがあります 方位磁針です。これを使って磁力が発生しているのかどうか 確かめていきましょう
C 巻きすぎると弱くなる。
※弱くなるのではなく、増えてい かないことを言いたかった
C 発生する（賛成）
※コイルが巻いていれば、磁力は 発生するという考えを強めてい
コイルが巻いていない時、釘が鉄以外のものの時、電磁石の力は、弱くなっても発生してい るのか。それともいないのか。コイルをまいてないと磁力は発生しないか
C 鉄のものなら発生する
C エナメル線を巻いていないと発生しないのではないか C 鉄のものがくっついていれば発生する
C M子 電流を流したエナメル線 だけでも鉄粉がっくよ CJL、がアルミでも鉄粉がっいた。
C 鉄だと発生するけれど、アル ミは発生しない
アルミ釘にエナメル線を巻いて方 位磁針を近づけ発生するか調べた
C エナメル線だけでも、磁力が 発生するんだ
しかも、エナメル線の方についた
C アルミにしたら、全然磁力がない。つかなかった
⑨⑩ ＜全く巻かないままで、磁力は発生するのかしないのか＞
C 発生するけど弱い C 方位磁針が動いた。
C エナメル線だけでも、磁力が生まれる。でも、とても弱くて とてもクリップはつける力がない。
C 電池を増やすと、エナメル線だけでも磁力は強く
＜鉄の心は、どんな役目をしている C 磁力を強める働きがある
だ＞
︐つ I︹ ノ
