120206g003

学習指導案１

第５学年○組 理科学習指導案

１ 単元名 電磁石の性質

２ 本単元の考え方

○ 電磁石を使った電気製品は，日常生活の中に溢れている。例えば，携帯電話，掃除機，洗濯機などである。

さらに，電磁石を活用したクリーンエネルギーとして，風力発電システムや手回し発電機の開発・利用も進

んでいる。しかし，そうした電磁石は，子どもにとっては身近なものでありながら，外部から見ることはで

きず，その仕組みや働きについては認知していない傾向にある。また，本単元は，第４学年「電気の働き」

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

変換と保存」にかかわるものであり，第６学年「電気の利用」の学習につながるものである。そこで本単元

においては，電磁石に電流を流し，電磁石の強さの変化を調べる活動を通して，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，また，電磁石の強さは，電流

の強さや導線の巻数によって変わることをとらえるようにすることがねらいである。

○ 本学級の子どもの「電磁石の性質」に関する実態としては，既習内容である「直列つなぎ」の回路図を正

確にかけた子どもは 62％（23 名）で，

「並列つなぎ」の回路図を正確にかけた子どもは 43%（16 名）であっ

た。また，

「モーターの回転数を増やすためには，乾電池２個を直列つなぎにする」という内容については，

70%（26 名）の子どもが理解できている。そして，電磁石についてのある程度の知識をもっている子どもは，

２名であった。以上のような実態から，

「電流」についての系統性を大切にし，前学年で学習したことを関

連させながら，本単元における授業づくりを行っていく必要があると考えた。

○ 本単元の指導に当たっては，電磁石の強さについて，導線の巻数を一定にして電流の強さを変えるなど，

変える条件と変えない条件を制御して実験を行うことによって，実験の結果を的確に処理し，考察すること

ができるようにする。そして，実生活の中で利用されている電磁石を取り上げたり，電磁石の性質を利用し

たものづくりを行ったりすることで，実感を伴った理解を促し，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。そのために，まず，

「であう」段階では，永久磁石と電磁石を用いた魚釣りゲーム

を通して，二つの磁石を比較することで永久磁石と電磁石の共通点や相違点に気付かせ，電磁石をつくって

調べてみたいという単元全体を通した追究意欲を高めるようにする。次に，

「さぐる」段階では，第３学年「磁

石の性質」や第４学年「電気の働き」の学習を想起させ，永久磁石の性質と比較しながら「電流の向きが変

わると，電磁石の極が変わること」をとらえることができるようにする。また，乾電池を直列につないで電

流の強さを変えると電磁石の強さが変わることや，導線の長さを同じにして，巻数の異なる二つの電磁石を

つくって一定の電流を流すと，電磁石の強さに違いがでることから，電磁石の強さは，電流の強さや導線の

巻数によって変わることをとらえることができるようにする。最後に，

「いかす」段階では，様々な電磁石が

利用されていることを生活と関連させて取り上げたり，電流の働きや電磁石の性質を利用したものづくりを

行ったりすることで，

電流の働きや電磁石の性質を活かすことができたという価値を実感できるようにする。

３ 単元の目標

○ 電磁石に電流を流したときに起こる現象に興味・関心をもち，電流の働きについて進んで調べようとする

ことができる。 【自然事象への関心・意欲・態度】

○ 電磁石の強さと電流の強さや導線の巻数，及び，電磁石の極の変化と電流の向きと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。 【科学的な思考・表現】

○ 電磁石の強さの変化について条件を整えながら調べ，その過程や結果を定量的に記録することができる。

【観察・実験の技能】

○ 電磁石の強さは，電流の大きさや導線の巻数によって変わること，及び，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ことができる。 【自然事象についての知識・理解】

学習指導案２

４ 単元の系統性

第３学年 「磁石の性質」 ・物には，磁石に引き付けられる物と引き付けられない物があること。 ・磁石に引き付けられる物には，磁石に付けると磁石になる物があること。 ・磁石の異極は引き合い，同極は退け合うこと。 第３学年 「電気の通り道」 ・電気を通すつなぎ方と通さないつなぎ方があること。 ・電気を通す物と通さない物があること。 第４学年 「電気の働き」 ・乾電池の数やつなぎ方を変えると，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などができること。 第５学年 「電流の働き」 ・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。 ・電磁石の強さは，電流の強さや導線の巻数によって変わること。 第６学年 「電気の利用」 ・電気は，つくりだしたり蓄えたりすることができること。 ・電気は，光，音，熱などに変えることができること。 ・電熱線の発熱は，その太さによって変わること。 ・身の回りには，電気の性質や働きを利用した道具があること。

５ 単元指導計画（１０時間）

段階

主 な 学 習 活 動

配時

教師の支援・指導上の留意点

評価規準及び評価方法

で

あ

う

１ 魚釣りゲームを通して電磁石の性質につ いて気付き，電磁石をつくる。 （１）永久磁石を用いて魚釣りゲームを行う。 （２）教師が電磁石を用いて魚釣りをする様 子から疑問をもち，学習問題を設定する。 【学習問題】 どうして手を触れずに魚を外せるの だろう？ （３）100 回巻の電磁石を一人一個つくる。 ２ ○ 魚釣りゲームの時間を十分に確 保することで，磁石の性質を想起さ せる。 ○ 電磁石を用いた釣竿で釣り上げ た魚を，手を触れずに外す様子を観 察させ，学習問題を見い出させる。 ○ 「コイル」や「電磁石」といった 理科の用語について説明する。 ○ 導線の扱い方など安全に留意し ながら電磁石を作る活動を行う。 ◇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 ようとしている。 【関心・意欲・態度】 ［行動観察・記述分析］ ＜見方や考え方＞ 電磁石は，電流を流したときだけ鉄心が磁石になる。

さ

ぐ

る

２ 電磁石と永久磁石の共通点や相違点を想 起し，電磁石の極について調べる。 （１）電磁石と永久磁石の共通点や相違点に ついて話し合う。 【学習問題】 電磁石にも，磁石と同じように極が あるのだろう？ （２）実験方法を考え，実験する。 （３）結果をもとに考察し，まとめる。 １ ○ 第３学年「磁石の性質」の学習を 想起させ，極の調べ方を確認する。 ○ 極の有無を調べる際に友達の回 路と比較させることで，電流の向き を変えると極がどうなるかという 新たな問題に気付かせる。 ○ 第４学年「電気の働き」の学習を 想起させ，乾電池の向きを反対にす るとモーターの回転も反対になっ たことに気付かせる。 ◇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 現している。 【思考・表現】［記述分析］ ◇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。 【知識・理解】［記述分析］ ＜見方や考え方＞ 電磁石にも，Ｎ極とＳ極がある。 電流の向きが変わると，極が反対になる。

学習指導案３ 段階

主 な 学 習 活 動

配時

教師の支援・指導上の留意点

評価規準及び評価方法

さ

ぐ

る

３ 電磁石を強くする方法について調べる。 〔本時（１／２）〕 （１）自分たちがつくった電磁石と教師が提 示する電磁石の強さの比較を通して，学 習問題を設定する。 【学習問題】 電磁石を強くするには，どうしたら よいだろう？ （２）電流の強さを変えて電磁石の強さを調 べる。 （３）実験結果から，電流の強さと電磁石の 強さの関係について考察する。 ２ ① ○ 仮説を立てる際に，第４学年「電 気の働き」で学習したモーターの回 転数を増やすための方法を想起さ せる。 ○ つり上げる釘の数など，電磁石の 強さを調べる方法を確認する。 ○ 調べる条件以外は，条件を同じに する条件制御の考え方を確認する。 ○ 実験結果を複数回調べて平均で 比べるなど定量的に処理させる。 ○ 繰り返し実験を行うと，コイルが 熱くなるので，安全に留意する。 ◇電磁石の強さと電流の 強さや導線の巻数と関 係付けて考察し，自分の 考えを表現している。 【思考・表現】［記述分析］ ◇電磁石の強さの変化を 調べ，その過程や結果を 定量的に記録している。 【技能】 ［行動観察・記述分析］ ◇電磁石の強さは，電流の 強 さ や 導 線 の 巻 数 に よって変わることを理 解している。 【知識・理解】［記述分析］ （４）導線の巻数を変えて電磁石の強さを調 べる。 （５）実験結果から，導線の巻数と電磁石の 強さの関係について考察する。 ① ○ 導線の巻数を変えて調べる実験 では，導線の長さを変えないように 巻かない分の導線を束にしておく。 ＜見方や考え方＞ 電流を大きくしたり，導線の巻数を増やしたりすると，電磁石は強くなる。

い

か

す

４ 生活の中に利用されている様々な電磁石 について調べる。 ５ 電磁石の性質を利用した道具やおもちゃ をつくる。 ６ 単元の振り返りを行う。 ２ ２ １ ○ 身の回りの電気製品を実際に見 たり，資料などで調べたりさせる。 ○ モーターの仕組みについて，電磁 石の働きと関係付けて考えさせる。 ○ 電磁石を使った道具やおもちゃ をつくることで，電磁石の性質につ いて実感を伴った理解を得ること ができるようにする。 ◇電磁石の性質や働きを 使ってものづくりをし たり，性質や働きを利用 した物の工夫を見直し たりしようとしている。 【関・意・態】［行動観察］ ◇安全で計画的にものづ くりをしている。 【技能】［行動観察］

６ 本時の目標

○ 電磁石の強さの変化について条件を制御しながら定量的に調べ，実験結果から電磁石の強さと電流の強さ

を関係付けながら考察し，自分の考えを表現することができる。

○ 電磁石の強さは，電流の強さによって変わることを理解することができる。

７ 準 備

【教 師】提示用電磁石（２００回巻・電池２個をブラックボックス化したもの）

，検流計，鉄釘

既習事項を振り返るためのフリップ，ホワイトボード

【児 童】理科ノート，１００回巻の電磁石（一人一個）

，乾電池２個，電池ボックス，スイッチ

学習指導案４

８ 本時の展開

学 習 活 動 と 内 容 ・ 子 ど も の 意 識

教 師 の 支 援

評価規準及び評価方法

１ 自分たちがつくった電磁石と教師が提示する電磁石の強 さを比較し，本時学習で追究する学習問題を設定する。 （１）自分たちがつくった電磁石と教師が提示する電磁石の 強さを比較する。 （２）学習問題をつかみ，本時学習の見通しをもつ。 ○ 子どものつくった電磁石よりも 強い電磁石（電流と巻数を増やした もの）を提示し，強さの違いから学 習問題につながる疑問や追究意欲 をもたせる。 ○ 電磁石の強さの違いを引き付け た鉄釘の数で視覚化する。 ○ それぞれの疑問を出し合い，共通 の学習問題へと設定していく。 ◇電磁石を強くするこ とに興味・関心をも ち，電磁石を強くす る要因について自ら 調 べ よ う と し て い る。 【関心・意欲・態度】 ［行動観察］

電磁石を強くするには，どうしたらよいだろう？

２ 電流の強さを変えて，電磁石の強さを調べる。 （１）既習事項をもとに，自分なりに仮説を立てる。 （２）それぞれの仮説を交流し合い，実験方法を確かめて実 験を行う。 ＜かん電池１個＞ ＜かん電池２個＞ （３）実験結果を出し合い，考察する。 ○ 多様な仮説が出る中で，まずは電 流の強さとの関係について調べる ように焦点化する。 ○ 仮説を立てる際に，第４学年「電 気の働き」で学習したモーターの回 転数を増やすための方法を想起さ せる。 ○ 調べる条件以外は，条件を同じに する条件制御の考え方を確認する。 ○ 繰り返し実験を行うと，コイルが 熱くなるので，安全に留意する。 ○ 実験を複数回行い，平均を出して 比べられるように表やグラフにま とめさせる。 ○ 「理科のノートモデル」を意識し ながら考察することができるよう 助言する。 ◇電磁石の強さの変化 を調べ，過程や結果 を定量的に記録して いる。 【技能】 ［行動観察・記述分析］ ◇電磁石の強さと電流 の強さを関係付けて 考察し，自分の考え を表現している。 【思考・表現】 ［記述分析］

電流を大きくすると，電磁石は強くなる。

３ 電源装置を使って，もっと電流を大きくするとどうなる か確認する。 ・電流を大きくしたら，電磁石はもっと強くなるはずだ。 ４ 本時の学習の振り返りを行い，次時の学習へとつなげる。 ・乾電池の数を増やして電流を大きくすると，電磁石が強 くなるということが分かった。次は，導線の巻数を増や したら電磁石が強くなるのか調べたい。 ○ 本時の学習内容をより確かなも のにするために，教師による演示実 験を行う。 ○ 次時の学習では，電磁石を強くす るための他の仮説（導線の巻数との 関係）について調べることを確認す る。 ◇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。 【知識・理解】 ［記述分析］ 学習問題 電磁石につく釘の数が違う のはなぜ？ もっと強い電磁石をつくりたい まとめ 電池の数を増やせばよいと思う。 理由は，４年生の時，２個のかん電池を直列 につないだら，豆電球が明るくなったから。 かん電池２個を直列につないだ方が釘を 多くつけたという結果から，電流が大きくな ると電磁石は強くなるといえる。