第５学年３組 理科学習指導案
指導者 １単元名 電流のはたらき
２ 授業づくりの視点
３ 単元の問題
電磁石を使って，電流の働きについて調べよう。 ○ 導線に電流を流したときにおこる変化や働きを調べよう。 ○ 導線を丸めたコイルの中に鉄を入れて，電流を流したときにおこる変化や働きを調べよう。 ○ 流れる電流の向きと電磁石の磁極との関係を調べよう。 ○ 流れる電流の強さと，電磁石の強さとの関係を調べよう。 ○ コイルの巻き数と，電磁石の強さとの関係を調べよう。 ○ 電流の働きを利用したモーターを作ったり，道具を調べたりしよう。 ○ 子どもの興味・関心の実態 昼休み，教室では，子どもたちが，黒板に付け ている磁石を使って，同極同士を反発させて磁石 を動かしたり，引き付け合っている磁石の間にど のくらい物が挟めるか試したりして遊んでいる姿 がよく見られる。目には見えない磁石の力への関 心は高い。また，３年生「豆電球にあかりをつけ よう」，４年生「電池のはたらき」の学習において， モーターを使って実験に取り組んできたため，「中 はどんな仕組みになっているのだろう。」と，モー ターの仕組みに対する関心が高い。子どもたちの 中には，「中には，導線をぐるぐる巻いたものが入 ってるよ。」と，コイルの存在に気付いている子ど もも見られる。また，教室に置いていた壊れた扇 風機を分解していた子どもたちからは，「扇風機の 中に，磁石があるよ。扇風機が回るのに関係があ るのかなあ。」というつぶやきが聞かれる等，電流 と磁力の関係に関心をもち始めている。 ○ 子どもの能力の実態 本学年の子どもたちは，日常生活において， おもちゃのモーターカーや扇風機など，電流の 磁化作用を利用した道具にふれている。ところ が，電気の力で動いているという現象は見えて いるものの，そのような働きがどのように引き 起こされるか，という仕組みについては知らな い子どもがほとんどである。 問題解決の学び方については，ほとんどの子 どもたちが理解し，観察，実験から事実を捉え， 事実と考察を分けて考えたり，めあてと結んで まとめを考えたりすることができるようになっ てきた。しかし，自然の事物・現象を，それら にかかわる条件に着目したり，制御して調べた りすることについては，条件を変えていること が結果につながるという，仮説と考察の結びつ きについて理解できていない子どもが半数近く いる。 ○ 教材の分析 本単元のねらいは，電磁石の導線に電流を流し，電磁 石の強さの変化について興味・関心をもって追究する活 動を通して，電流の働きについて条件を制御して調べる 能力を育てるとともに，それらについての理解を図り， 電流の働きについての見方や考え方をもつことができる ようにすることである。 私たちの生活の多くの部分を支えている電気エネルギ ーは，電流の周りには磁界が発生するという発見によっ て導き出されたものである。今までは別物だと思ってい た電流と磁石に，深いつながりがあることを学ぶ本単元 は，エネルギーの変換という見方を養うことができ大変 意義深い。さらに，実生活の中で電磁石の働きを利用し たものは数多く存在する現在，その仕組みを知ることは， 学習内容と生活の関わりを意識でき，理科を学ぶことの 意義や有用性を実感できる上でも意義深いものである。 ○ 本単元の系統 子どもたちは，これまでに，第３学年で身の回りの物に引 き付けられる物や引き付けられない物があること，磁石には Ｎ極・Ｓ極があることを学習している。また，電気を通すつ なぎ方・通さないつなぎ方や電気を通す物・通さない物を， それぞれの共通点や差異点をもとに比較しながら調べ，電気 の通り道（回路）や電気の働き（発光作用）について学習し ている。第４学年では，豆電球の明るさやモーターの回り方 を電流の強さや向きと関係付けながら調べ，乾電池の数やつ なぎ方，光の当て方によって電流の強さや向きが変わり，豆 電球の明るさやモーターの回り方が変わること，光電池を使 ってモーターを回すことができることなど，電気の働きにつ いて学習している。 そこで，本単元では，電流の大きさを変えたり，電磁石の 導線の巻き数を変えたりして磁力が変化することや，電流の 向きによって極が変化することを条件を制御しながら調べ る活動を通して，電流の新たな働き（磁化作用）について学 習する。 これらのことは，６年生での「電気の利用」で，電流の働 きや，その利用について調べ，日常生活と関係付けながら磁 化作用による発電やコンデンサを利用した蓄電など，電気の 性質や働きをとらえる学習へと発展する。また，導線の周り に発生する磁石のような力（磁界）を方位磁針や砂鉄の動き によってとらえた経験は，中学校での「電流と磁界」の学習 へとつながっていく。４ 単元の目標
〈自然事象への関心・意欲・態度〉 ○ 電磁石の導線に電流を流したときに起こる現象に興味・関心をもち，自ら電流の働きを調べようとする。 ○ 電磁石の性質や働きを使ってものづくりをしたり，その性質や働きを利用したものの工夫を見直したりす る。 〈科学的な思考・表現〉 ○ 電磁石に電流を流したときの電流の働きの変化とその要因について予想や仮説をもち，条件に着目して実験 を計画し，表現することができる。 ○ 電磁石の強さと電流の強さや導線の巻き数，電磁石の極の変化と電流の向きを関係付けて考察し，自分の考 えを表現することができる。 〈観察・実験の技能〉 ○ 電磁石の強さの変化を調べる工夫をし，導線などを適切に使って，安全で計画的に実験やものづくりをする ことができる。 ○ 電磁石の強さの変化を調べ，その過程や結果を定量的に記録することができる。 〈自然事象についての知識・理解〉 ○ 電流の流れているコイルは，鉄心を磁化する働きがあり，電流の向きが変わると電磁石の極が変わることを 理解する。 ○ 電磁石の強さは，電流の強さや導線の巻き数によって変わることを理解する。５ 展開計画と評価規準 （総時数１０時間）
主な学習活動 評価規準 問 題 把 握 一 次 電 流 の 働 き ＜第１時＞ 導線に電流を流して磁石を近 付けて導線を動かしたり，導線 の周りに置いた方位磁針の針の 動きを観察したりする。 ＜第２・３時＞ 自作の電磁石を用いて自由に 試行活動をする中で，気付いた ことや疑問を出し合い，学習問 題をつくる。 ○ 導線に電流を流すと導線ブランコが動くことに興味をもち，電流 が流れた時の変化に着目して，乾電池，導線をつないで何度も磁力 を発生させたり，友達と考えを交流したりしながら，電流と磁力と の関係を見付けようとしている。 （関・意・態） ○ 電磁石に電流を流すと磁力をもつことに関心をもち，電流が流れ た時の電磁石の働きの変化に着目して，乾電池に電磁石をつないで 何度も磁力の存在を確かめたり，友達と考えを交流したりしながら 電流と磁力との関係についての問題を見付けようとしている。 （関・意・態） 問 題 追 究 二 次 電 磁 石 の 性 質 ＜第１時＞ 電磁石の極について調べる。 ＜第２時＞ 電磁石を強くする方法を考え る。 ＜第３時＞ 流れる電流の強さを変えて電 磁石の強さの変化を調べる。 ＜第４時＞ コイルの巻き数を変えて，電 磁石の強さの変化を調べる。 ○ 電磁石の極の変化と電流の向きを関係付けて考察し，考えを表現 している。 （思・表） ○ 電流の向きが変わると電磁石の極が変わることを理解している。 （知・理） ○ 電磁石に電流を流したときの電流の働きの変化とその要因につい て予想や仮説をもち，条件に着目して実験を計画し，表現すること ができる。 （技） ○ 簡易検流計などを適切に操作し，電磁石の電流の強さと電磁石 の強さの関係を調べ，その過程や結果を定量的に記録している。 （技） ○ 電磁石の強さは電流の強さによって変わることを理解している。 （知・理） ○ 電磁石の強さを導線の巻き数と関係付けて考察し，考えを表現 している。 （思・表） ○ 電磁石の強さは導線の巻き数によって変わることを理解してい る。 （知・理）総 合 ・ 生 活 化 三 次 も の づ く り ＜第１時＞ 簡易モーターを見て，作るた めの準備をする。 ＜第２時＞ これまでの学習を活用して簡 易モーターを作る。【本時】 ＜第３時＞ 生活の中にある電磁石を利用 した道具を調べる。 ○ 簡易モーターつくりのための部品づくりに意欲的に取り組んで いる。 （関・意・態） ○ 導線などを適切に使って，安全に簡易モーターづくりをするこ とができる。 （技） ○ 電磁石がものを動かすこと（モーターなど）や音を出すこと（ス ピーカー）などに役立っていることを理解している。 （知・理）
６ 本単元における具体的手立て
（１）知的好奇心を喚起し，見方や考え方を深める単元構成や事象提示の工夫 子どもが，電流の働きについての見方や考え方を深めることができるように，「電流には磁石のような働き がある」という新たに見付けた電流の働きへの驚きとその働きを調べたいという思いを核とし，目に見える方 位磁針の針の動きや引きつけられるくぎの本数の変化から，電流と磁力の関係へと追究が深まるように学習を 展開する。 具体的には，下の図に示すように展開を図る。問題把握の段階では，電流が流れる導線の下に磁石を置くと ブランコのように揺れる導線ブランコの事象提示をしたり，導線の周りに方位磁針や砂鉄を置いたりして，電 流が流れる１本の導線の周りに発生する磁力を，実感としてとらえることができるようにする。問題追究の段 階では，子どもの問題意識の流れに沿って，「電磁石の極」「電磁石の強さと電流の強さの関係」「電磁石の 強さと巻き数の関係」を調べるという順で学習する。総合・生活化の段階では，電流と磁石の２つの働きで動 くもの「簡易モーター」を作り，電流の働きの理解を深めることができるようにする。さらに，モーターや電 磁石を使った道具調べとしては，北九州工業高等専門学校の先生をＧＴとして招き，最新技術への利用につい て話していただくことにより， 電流の磁石のような働きへの興味・関心の更なる高揚を図る。 電流のはたらき（磁化作用）についての見方や考え方第５学年
理科
単元「電流のはたらき」
電流の働き（磁 化作用）は，身近 なものに利用され ている。 学 習 問 題 電磁石の強 さは，電流の 大きさによっ て変化する。 巻き数→一定 電流大→変化 電流が大きい 磁力が強い 乾電池１個 １００回巻 き電磁石 乾電池１個 乾電池２個 電磁石の強 さは，巻き数 によって変化 する。 巻き数→変化 電流大→一定 巻き数が多い 磁力が強い 乾電池１個 １００回巻 き電磁石 ２００回巻 き １００回巻 き 電磁石の極 は，電流の向 きによって変 化する。 電流の向きが 反対 磁極が反対 巻き数→一定 電流大→一定 電流向き→変化 １００回巻き 電磁石 Ｎ極 Ｓ極 Ｎ極 Ｓ極 乾電池１個 磁力の存在 携帯電話 リニア モーターカー 磁極の変化 電気自動車 磁力の変化 クレーン うで時計 簡易モーター 電流の流れて いるコイルは， 鉄心を磁化する 働きがある。 乾電池１個 コイル 鉄くぎ 磁力 発生 電 流 電流が流れる導 線の周りには磁石 のような力が発生 するのかな。 磁力 発生？ 電 流 ネオジウム磁石 乾電池 事 物 ・ 現 象 変 化 や 働 き 条 件 制 御 見 方 や 考 え 方 導線ブランコ がゆれる 磁 石 強力電磁石 電 流（２）言語活動モデルを活用した段階的な指導 エナメルのはぎ方について，試行錯誤しながら調べたり，話し合ったりする場面において，子どもが友だち との対話を通して，エナメルを半分は剥がすとコイルが回るということをとらえることができるように，言語 活動モデルに基づき，以下のように言語活動プランを作成し活用する。 （３）子どもの思考の深まりを見取る判断の基準と個に応じた指導の手立て 個に応じた適切な支援を行うために，本時に行う技能の評価については，評価規準を基に，学習活動に即 した具体的な判断の基準を設定する。判断の基準については，子どもの記述例を想定して，評価を行う。 評価の場面＜技能＞ 判断の基準及び方法 おおむね満足（Ｂ） 十分満足（Ａ） コイルのエナメル をはいで，モーター を回す場面 話し合うことで，コイルのエナメル を半分はがすことに気づき，簡易モー ターを作り，コイルを回すことができ る。 （発言分析，行動観察） コイルのエナメルを半分はぐことで，コイ ルが磁化したりしなかったりすることを，電 磁石の性質と関係付けて簡易モーターを作 り，コイルを回すことができる。 （発言分析，行動観察） 評 価 事 例 ■Ｂと評価した例 【評価のポイント：Ｂ】 コイルのエナメルを半分はいで簡易 モーターを回すことができる。 【評価のポイント：Ａ】 自分の予想と実験結果を照らし合わ せながら，エナメルのはがし方を考え， 半分だけエナメルをはがすことによっ て，簡易モーターのコイルを回すことが できている。 ■Ａと評価した例 予想では，コイルに磁力 を発生させるためにエナメ ルを全部はぐといいと考え たけど，実験すると磁石と 引き付け合って動かなかっ たので，エナメルを半分は ぐといいということが分か った。 コイルに磁力を発生させた り磁力をなくしたりするため に，半分エナメルをはぐと，電 流が流れて磁力が発生したり 電流が流れないと磁力が発生 しなかったりして，コイルが引 き付けられたり離れたりして， モーターが回った。
