電流と磁界

第２学年

理科学習指導案

１ 単 元 「電気とその利用」（電流と電圧の関係） ２ 指導観 ○ 電気は私たちの日常生活の多くの場面で利用されている。特に電化製品の利用は、我々の生活 と切り離すことができないくらい浸透している。電球や発熱機などの発明は私たちの生活を一変 させ，その発明の成果は夜の地球を撮す衛星写真を見ても明らかである。さらに現在ではＬＥＤ を用いた消費電力の少ない新たな照明器具も発明され、大型液晶ビジョンへの応用も実用化され ている。本単元では電流と電圧の性質を理解させるとともに、電流と電圧の関係について観察、 実験を行い、日常生活と関連づけてそれらの規則性を見いださせることが主なねらいである。学 習内容としては、電流や電圧の規則性とオームの法則、電流回路の作成、電流計、電圧計、電源 装置等の使用等である。これらを日常生活との関連を意識させながら，身近な実験材料を使った 観察・実験を通して学習することは，電流に対する興味・関心を高め，電流、電圧の科学的な見 方・考え方を養う上でも大変意義深い。 ○ 本学級の生徒は男子○○名，女子○○名で，全体的に活発で自分の意見を表現できる生徒が多 い。また実験に対しても積極的で，熱心に取り組んでいる様子がうかがえる。 生徒は，小学校で電池と豆電球で回路ができることや，電池には＋極と－極があり，正しい電 池と豆電球のつなぎ方について学習している。事前アンケートによると、電気の学習が日常生活 で役立つと考えている生徒は７４％であった。しかしオームの法則の計算を苦手としている生徒 は５０％おり生徒の苦手意識を生んでいる。これらのことから、電気の学習は日常生活との結び つきから興味をもっているが計算が苦手で、つまづきの原因になっていることがうかがえる。ま た、実験や考察の際には図やグラフを用いた方がわかりやすいと考えている生徒が８２％おり、 その学習方法としての有効性を示していると考える。 ○ 指導にあたっては，身近な事物を使って実験を行い，日常生活との関連を意識させる題材にふ れながら，電流、電圧や抵抗の関係について学習を進めたい。そこで、まず回路のつくりや電流 の向きなど、電流と回路に関する基本的な事項について調べさせる。ここでは、豆電球のつくり から回路の考えを見いださせ、モーターの回転から電流の向きについて考えさせる。その際、身 近な現象と結びつけさせ、学習の意義を理解させる。次に回路の電流や電圧の大きさを測定し、 その規則性を調べさせる。ここでは、実際に回路を組み立て、電流や電圧の大きさを測定し、デ ータを基にその規則性に気づかせる。さらに身のまわりの事物を取り上げ、電流や電圧の大きさ を測定させる。ここでは、電気機器に流れる電流や人体を流れる電流を測定し、抵抗値を計算さ せる。その際、誤差を含むデータを適切に処理し、測定結果のグラフを基に抵抗値を求めさせる。 最後に、抵抗の大きさと消費電力の関係を調べる。ここでは、電気機器に表示されている消費電 力と抵抗値の関係をグラフを基に調べさせる。その際、消費電力と抵抗値の関係をつかませると もに、抵抗値と消費電力の関係をグラフを基に科学的につかませる。 ３ 目 標 ○ 回路の各部に流れる電流や各部にかかる電圧の規則性について意欲的に調べようとする。 ○ 実験で得られた電流や電圧の測定結果をグラフや表にまとめ，規則性を考察できる。 ○ 回路に関する実験の結果から電流と電圧の関係や抵抗の関係を見いだす。 ○ 回路の各部に流れる電流や各部にかかる電圧の様々な関係を説明することができる。

４ 計 画（１１時間） 関：関心・意欲・態度 思：科学的な思考 表：技能・表現 知：知識・理解 時 学習活動・内容 指導上の留意点 評価規準 一 ３ １ 電流と回路に関する基本的 ○回路がひと回りの電気の道すじ 関 ：豆電球のつくりに関心 な事項について調べる。 であることを確認するために、 をもち，その性質につい （1）豆電球のつくりから電流の 豆電球の内部のつくりを考えさ て考えをまとめる。 流れる道すじについて考え せる。 （Ｔ１，Ｔ２） 【様相観察】 を出しあう。 ・回路、導線 ○電流の流れには向きがあること 思 ：モーターの回転方向か （2）モーターの回転から電流に を調べるためにモーターの回転 ら電流の道筋や向きにつ ついての考えを出しあう。 する方向を考えさせる。 いて自分の考えをまとめ ・電流の流れる道すじ （Ｔ１，Ｔ２） ることができる。 ・電流の流れる向き ○身近な現象と結びつけさせ、学 【プリント】 ・直列回路と並列回路 習の意義を理解させる。 （Ｔ１，Ｔ２） 二 ６ ２ 回路の電流や電圧の大きさ 技 ：正しく回路を作成し、 を測定する。 回路に流れる電流を測定 （1）回路に流れる電流の大きさ ○実験データを適切に処理できる することができる。 の規則性を調べる。 ように援助・指導を行い、各回 【様相観察】 ・直列回路の電流の大きさ 路を流れる電流の規則性に気づ 技 ：正しく回路を作成し、 ・並列回路の電流の大きさ かせる。 （Ｔ１，Ｔ２） 回路の各部にかかる電圧 （2）回路にかかる電圧の大きさ ○実験データを適切に処理できる を測定することができる。 の規則性を調べる。 ように援助・指導を行い、回路 【様相観察】 ・直列回路の電圧の大きさ の各部にかかる電圧の規則性に 知 ：電流、電圧と抵抗の関 ・並列回路の電圧の大きさ 気づかせる。 （Ｔ１，Ｔ２） 係を説明するための知識 を身につけている。 ３ 電流と電圧の大きさの規則 ○オームの法則の計算については、 【プリント】 性を調べる。 その関係に気づかせることに重 思 ：モーターの回転方向か ・オームの法則 点を置かせる。 （Ｔ１，Ｔ２） ら電流の道筋や向きにつ ・直列、並列の全体抵抗 いて自分の考えをまとめ ることができる。 ４ 身のまわりの電流や電圧を 【プリント】 測定し、抵抗値を求める。 本 （１）電気機器に流れる電流を ○誤差を含むデータを適切に処理 思 ：電気機器の電流、電圧 時 測定し、抵抗値を計算する。 し、測定結果のグラフを基に抵 の関係を示すグラフを作 5 ・グラフに表れる抵抗値 抗値を求めさせる。 成し、その結果から抵抗 ／ ・抵抗値と消費電力の関係 （Ｔ１，Ｔ２、Ｔ３） 値を求めることができる。 6 【プリント】 （２）人体に流れる電流を測定 ○電流、電圧や抵抗に関する自分 技 ：正しく回路を作成し、 し、抵抗を計算する。 の考えを活用させるために、人 人体を流れる電流を測定 ・人体の抵抗値 体の抵抗を測定させる。 し、抵抗を計算すること ・抵抗値の計算 （Ｔ１，Ｔ２、Ｔ３） ができる。 【プリント】 三 ２ ５ 抵抗の大きさと消費電力の 関係を調べる。 思 ：消費電力と抵抗値の量 （1）消費電力と抵抗値の関係を ○演示実験を通して、消費電力と 関係について自分の考え 予測する。 抵抗値の量関係を感覚的につか をまとめることができる。 ・電流と電圧、抵抗の関係 ませる。 （Ｔ１，Ｔ２） 【プリント】 ・抵抗と電力の関係 ○抵抗値と消費電力のグラフを作 知 ：抵抗値と消費電力の関 （2）グラフを作成し、抵抗値と 成させ、その量関係を科学的に 係を説明するための知識 消費電力の関係を調べる。 つかませる。 （Ｔ１，Ｔ２） を身につけている。 ・Ｐ＝ＩＥ 【プリント】

５ 本 時 計画 二次の４（１） 第２理科室にて (1) 本時の指導観 本時までに、生徒は電流と電圧の関係（オームの法則）や電気抵抗の概念について学習をしてい る。本時はオームの法則や抵抗の考えを発展させ、身のまわりの物質の抵抗を測定し、電流や電圧、 抵抗に関する考えを深めることをねらいとする。 そこでまず，電池を用いて電気機器に電流が流れることを確認させる。その際、電気ドリルを乾 電池で動かす演示実験を行い、生徒の関心を高めるとともに実験の見通しをもたせる。次に電気機 器と電池を用いた回路を作成し、電流、電圧を測定させる。ここでは、測定値を基に電気機の抵抗 を計算させる。その際、電流計や電圧計の読み方を確認し、正確な測定値が得られるように配慮す る。さらに、測定結果とオームの法則の考えを比較し、より正しい抵抗値を求めさせる。ここでは、 測定結果を基に抵抗値を求めるのに適切なグラフを作成させる。その際、Ｔ２、Ｔ３の意見を対立 させ、適切なグラフになる条件を考えさせる。最後に、電気機器の電流、電圧から電気機器の抵抗 を測定する方法を振り返らせる。ここでは、本時の学習を振り返り、次時の人体の抵抗を測定する 実験につなげさせる。 (2) 主眼 ○ 身のまわりの物質に流れる電流のグラフを作成し、抵抗の求め方を見いだすことができる。 (3) 準備 ①学習プリント ②電気機器 ③電池 ④電流計 ⑤電圧計 (4) 過程 学習活動・内容 準備 手だて(○)と評価（◇） 形態 配時 １ 電池を用いて電気機器に電流が流れる ①② ○生徒の関心を高め、実験の見通しをも 一斉 １０ ことを確認する。 たせるために電池を用いて電気機器に ・電気機器を流れる電流 電流を流す演示実験を行う。（Ｔ２） ・電気機器の抵抗 めあて 電流、電圧を正しく測定し、電気機器の抵抗の求め方を見つけよう ２ 回路を作成し、電流、電圧を測定する。 ③④ 小集 １５ （１）回路を作成し、電流、電圧を測定す ⑤ ○既習知識を確認し、正しく回路を作成 団 る。 させる。（Ｔ１） ・電流計、電圧計の接続 ○正確な測定値を得るために、電流計や （２）測定結果から抵抗値を計算する。 電圧計の読み方を確認する。（Ｔ２） ・データ表の作成 ○数値の計算は電卓を用いて行わせ、そ ・オームの法則の計算 の方法について補足を行う。（Ｔ３） ３ 測定結果とオームの法則の考えを比較 ◎測定値のグラフについて数学的な見方 ２０ し、より正しい抵抗値を求める。 と理科的な見方で、Ｔ２，Ｔ３の意見 個 （１）測定値の矛盾についてグラフを基に を対立させる ↓ 考えを出しあう。 ○実験結果を基に抵抗値を表すグラフを 小集 （２）グラフを作成する意味について考え 作成する方法について考えさせる。 団 を出しあう。 （Ｔ２） ・グラフの書き方 ○グラフ上の２点からグラフを作成する 方法を提示する。 （Ｔ３） ○任意の点から抵抗を求め、グラフを作 ４ 電気機器の電流、電圧から電気機器の 成する意味を考えさせる。 （Ｔ３） ５ 抵抗を測定する方法を振り返る。 ・電流、電圧の測定方法 ◇実験結果を基に、電気機器の抵抗を正 一斉 ・グラフの作成と抵抗値の計算 しく求める方法を見つけられたか。 【学習プリント】 （Ｔ１）授業全体の進行、実験概要の説明 （Ｔ２）演示実験の実施、生徒の考えを引き出すための発問の工夫 （Ｔ３）実験結果の数値処理、グラフ処理および計算方法の工夫 授業観察シート 記録者（所属 名前 ）