第４学年１組　理科学習指導案

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第４学年１組理科学習指導案

指導者１

単元名電池のはたらき

２授業づくりの視点

３単元の問題

モーターを回したり，明かりをつけたりする電池のはたらきは，電流の向きや大きさとどのような関係があるのか調べよう。 ○ 乾電池や光電池をつないで，モーターを動かしてみよう。 ○ モーターの回る向きと電気の流れる向きは，どのような関係があるのか調べよう。 ○ 乾電池２個をモーターにつなぐと，どんなつなぎ方でも回る速さが速くなるのか調べよう。 ○ 直列つなぎと並列つなぎでは，流れる電流の大きさがちがうのか調べよう。 ○ 光電池に当てる光の強さによって働きが変わるのか調べよう。 ○ 乾電池や光電池を利用したおもちゃを作ろう。 ○ 子どもの興味・関心の実態社会見学で資源循環型社会の構築を目指して取り組まれている，北九州エコタウンを見学した。実際に 1000ｋW のメガソーラー発電や１０基の風力発電を見学した子どもたちは，その大きさに圧倒されるとともに，次世代エネルギーに興味をもった。学校にある太陽光発電設備を見て「これ，社会見学のときに見たパネルだよね」という発言や，エコ係による発電量の，お知らせの際に「今日は，天気がよかったからたくさん発電したはずだよ」という予想をする子どもの姿も見られた。また，教室に置いた乾電池やモーターを見て，「モーターを電池につないだら回るよ」「乾電池を増やして，たてにつなぐと速く回るんだよ」と話す子どもの姿が見られた。このように，豆電球の明るさやモーターの回り方など，そのはたらきが変化する現象と光電池の光の当て方や光の強さとの要因との関係，太陽光発電について子どもたちの関心が高まっている。 ○ 子どもの能力の実態本学級の子どもたちは，日常生活において，ポケットゲーム機やラジコン，リモコンなどで乾電池や充電池などを使用している。そして，それらの機器を使用する中で，電池の中にある電気によって働いていることや，電気の量が十分でないとうまく働かないことを理解している。しかし，それらの電気機器の働きを電流の向きや大きさと関係付けて考えることはできていない。学び方については，問題解決の方法を身に付けつつあり，実験・観察から事実をとらえ，結果を言葉に表したり，結果と考察を分けて考えたりすることができるようになってきている。しかし，変化を引き起こす目に見えない要因を目に見えるものに置き換えて追究したり，見出した変化（働き）と，それを引き起こした要因を関係付けながら考察し，結論を導いたりする力は十分ではない。 ○ 教材の分析本単元のねらいは，乾電池のつなぎ方や光電池に当てる光の強さを変えて，豆電球を点灯したり，モーターを回したりするなど，豆電球の明るさやモーターの回り方の変化を興味・関心をもって追究する活動を通して，乾電池のつなぎ方や光電池に当てる光の強さと回路を流れる電流の強さとを関係付け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気の働きについての見方や考え方をもつようにすることである。様々な電化製品に囲まれている子どもたちにとって，電気を使って物を動かすことは，何気なく行っているあたりまえのことである。そのような中で，乾電池のつなぎ方によって働きが変わったり，光が電気に変わって物を動かしたり，光の強さによって，流れる電流の大きさが変わったりすることを学ぶ本単元は，エネルギー資源の有効活用や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。 ○ 本単元の系統子どもたちは第３学年までに，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，それらの共通点や差異点をもとに比較しながら調べ，電気の働き（発光作用）や電気の通り道（回路）について学習してきた。そこで本単元では，乾電池の数やつなぎ方，光電池に当てる光の強さを変えたときの豆電球の明るさやモーターの回り方の変化を，回路を流れる電流の強さや向きと関係付けながら調べ，電気の働きについて学習する。これらのことは，第５学年で電磁石の強さの変化にかかわる条件を制御しながら，電流の働き（磁化作用）を追究する学習へ発展する。さらに，第６学年で手まわし発電機や畜電器などを使い，電気の利用の仕方を推論しながら，電気の性質や働き（発電・蓄電・変換・発熱作用）を追究する学習へと発展し，エネルギーに対する見方や考え方を拡充・深化することとなる。

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４単元の目標

〈自然事象への関心・意欲・態度〉 ○ 乾電池や光電池に豆電球やモーターなどをつないだときの明るさや回り方に興味・関心をもち，進んで電気の働きを調べようとする。 ○ 電気の働きを使ってものづくりをしたり，その働きを利用したものを見つけたりしようとする。〈科学的な思考・表現〉 ○ 乾電池や光電池に豆電球やモーターなどをつないだときの明るさや回り方を関係付けて，それらについて予想をもち，表現することができる。 ○ 乾電池の数やつなぎ方，光電池に当てる光の強さを変えて，回路を流れる電流の大きさとその働きの違い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〉 ○ 簡易検流計などを適切に操作し，乾電池と光電池の性質を調べる実験やものづくりをすることができる。 ○ 豆電球の明るさやモーターの回り方の変化などを調べ，その過程や結果を記録することができる。〈自然事象についての知識・理解〉 ○ 乾電池の数やつなぎ方を変えると，豆電球の明るさや回り方が変わることを理解する。 ○ 光電池を使ってモーターを回すことができることを理解する。

５展開計画と評価規準（総時数９時間）

次主な学習活動評価規準問題把握＜第１時＞乾電池を使ってモーターを回して気付いたことや疑問をもとに，本単元の学習問題を設定する。 ○ 乾電池にモーターをつないで回路をつくり，モーターの回り方に興味・関心をもち，その変化を進んで調べようとしている。（関・意・態） ○ モーターと乾電池をつないで回路を作ったり，モーターの回り方の変化を調べたりしている。（技）問題追究＜第１時＞乾電池の向きを変えたときのモーターの回る向きと電流の向きの関係を調べる。 ○ 乾電池とモーターで回路を作り，乾電池の向きを変えて，モーターの回る向きの違いを調べ，結果を記録している。（技）＜第１・２時＞乾電池２個をつなぎ，モーターがより速く回ったり，豆電球がより明るく光ったりするつなぎ方やあまり変わらない回り方を調べる。 ○ 乾電池，モーター，導線，スイッチを適切に使って，いろいろなつなぎ方を試したり，調べたつなぎ方を絵図で表したりしている。（技）＜第３・４時＞乾電池２個を直列つなぎや並列つなぎにしたときのモーターの回る速さと電流の大きさの関係を調べる。 ○ 乾電池２個のつなぎ方によって豆電球の明るさやモーターの回り方が変わることを，回路を流れる電流の大きさと関係付けて考え，表現している。（思・表）問題把握＜第１時＞光電池を使ってモーターを回して気付いたことや疑問をもとに，学習問題を設定する。 ○ 光電池にモーターをつないで回路をつくり，何度も太陽光を当てたり角度を変えたり，友だちと考えを交流したりしながら，光電池が電流を流すのはどのようなときか見出そうとしている。（関・意・態） ○ モーターと光電池をつないで回路を作ったり，モーターの回り方の変化を調べたりしている。（技）問題追究＜第２時＞光電池を使って回路を作り，光電池に当たる光の強 ○ 光の強さによってモーターの回り方が変わることを，回路を流れる電流の大きさと関係付けて考え，表現している。（思・表）一次モーターを回そう二次電流の向きと回り方三次電流の大きさと回り方四次光電池の働き追究過程

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さと電流の大きさの関係を調べる。 【本時】 総合・生活化＜第１時＞乾電池や光電池を利用したおもちゃを作る。 ○ 乾電池や光電池，モーター等でおもちゃを作ることに関心をもち，自分の考えた用途に合わせて，電池の種類を選んだり，電流の大きさや向きに着目して回路を工夫したりしながら，おもちゃ作りをしようとしている。（関・意・態） ○ 乾電池，光電池，モーター，豆電球，導線，スイッチ等を正しくつなぎ自分の作りたいおもちゃの用途に応じた回路を作っている。(技）＜第２時＞乾電池や光電池のつなぎ方やその働きについて学習のまとめをする。 ○ 電流には向きがあり，その向きによって働きが変わることや，乾電池の数やつなぎ方を変えると，回路に流れる電流の大きさが変わること，光電池に光を当てると電流が流れ，光の強さによって流れる電流の大きさが変わることを理解している。（知）

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目に見える働きの変化と目に見えない電気の存在や流れとの関係を実感して知的好奇心を喚起しながら，電気の働きについての見方や考え方を広げ，深めることができるように，「働きを変えたのは電気の流れ方だ」という子どもたちの要因追究の意欲を核とし，目に見えるモーターや豆電球の働きの変化から，要因である目に見えない電流の向きや大きさへと追究が深まるように学習展開を工夫する。具体的には単元の導入として，次世代エネルギーパークに見学に行ったことや学校の太陽光発電設備を想起させることにより生活経験と結びつけ，子ども達の関心意欲を高める。問題把握の段階では，乾電池にモーターをつないで回路をつくり，モーターを回して気付いたことや疑問をもとに第 1 の学習問題を設定する。また，光電池にモーターをつないで回路をつくり，太陽光を当てたり角度を変えたりしながら気付いたことや疑問をもとに第 2 の学習問題を設定する。問題追究の段階では，モーターの回る速さや向き，豆電球の明るさの変化などの目に見える電池の働き（現象）を，乾電池のつなぎ方や光電池に当てる光の強さなどの目に見える要因と関係付ける。次に，その目に見える要因と回路を流れる電流の大きさや向き（目に見えない要因）を関係付けることにより問題の解決を図り思考を深めていく。総合・生活化の段階では，電流には向きがあるとともに回路に流れる電流の大きさが変わること，光電池に光を当てると電流が流れ，光の強さによって流れる電流の大きさが変わることの理解を深めることができるようなおもちゃ作りをする。五次おもちゃ作り働きの変化電気のはたらきについての見方や考え方見方や考え方第４学年理科単元「電池のはたらき」要因関係付け乾電池の数が同じでも，つなぎ方が違うと，働きが変わる。電流の大きさ光で電気をつくることができる。光電池に当たる光の強さや当て方よって電流の大きさが変わるので，働きが変わる。電気は，制御することができ，それによって働きを変えることができる。数向き光の当て方発電量回る速さ回る速さ向きつなぎ方回る速さ１個より速い１個と同じ直列つなぎ並列つなぎ速く回る速さは変わらない速い遅い電流の大きさ・向き速さ向き時間ソーラーカーソーラープロペラカーソーラーメリーゴーランドソーラーオルゴール変化制御電流には流れる向きがある。向きが変わると働きが変わる。速く回る光が強い電流が大遅く回る光が弱い電流が小電流の向き回る向き右回り左回り電流の向き電流の向き右回り左回りＡＡ学習問題乾電池の数や向きが変わると，働きが変わる。光の強さ晴れの日くもりの日朝・昼・夜回る速さＡ半透明シート光を垂直に当てる

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（２）言語活動モデルを活用した段階的な指導「働きを変えたのは何だろう」という子どもたちの要因追究の意欲を核とし，子どもの素朴概念や既習経験による予想を，目に見えない流れる電流の大きさが要因であるという科学的な見方や考え方に変容させることができるように，学習過程に即して段階的な指導を行う。モーターの回る速さ（目に見える電池の働き）と光電池に当てる光の強さや光の当て方（目に見える要因）との関係付け → その目に見える要因と回路を流れる電流の大きさや向き（目に見えない要因）の関係付け，というように段階的に思考を深められるようにする。本時においては，まず，光を強くあてた時と弱くあてた時，光の方に傾けた時と傾けなかった時のモーターの回る速さと，電流の大きさを一覧表示することで，流れる電流の大きさの違いを確かめることができるようにする。そして，自分たちの実験結果に納得した子どもたちから，書く・描く活動①に取り組むようにする。ここでは，事実を言葉にして表わす。その後，事実確認の対話を行う。次に，光の強さや光の当て方（目に見える要因）と電流の大きさ（目に見えない要因）との関係付けを問う発問を行い，書く・描く活動②を設定して，自分の予想と関係付けて，実験から考えたこと（考察）を書くようにし，思考の深まりをねらう。それぞれで高まった考えを対話する中で，「モーターの回る速さ（電気の働き）は当たる光の強さや光の当て方」によって変わる（目に見える要因）」と「電流の大きさ（（目に見えない要因））の関係付けを行う。最後に，「光の強さ」「電流の大きさ」の言葉を提示し，書く・描く活動③を設定して，一般化を図る。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，本時に行う科学的な思考・表現の評価については，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＜思考・表現＞判断の基準及び方法おおむね満足（Ｂ）十分満足（Ａ）書く・描く活動②において学習ノートに考察を記述する場面光電池を使って回路を作り，光電池に当たる光の強さと電流の大きさの関係を表現している。（発言分析，記述分析）自分の予想と実験結果を比較しながら考察したり，これまでの学習や生活経験と関係付けて実験結果を考察したりして，表現している。（発言分析，記述分析）

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果

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ま

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（考え）（考え）思考のステップ表グラフ絵図結果の吟味事実確認関係付けこれまでの学習や生活と結んで意味付け言葉（生活言語）言葉（科学言語）言葉（科学言語）学習過程結果と結果結果と既有の概念結果と予想や仮説書く・描く活動③ （めあてと結んで、まとめを書く）手立て・「光の強さ」「光の当て方」「電流の強さ」「回る速さ」の関係を構造的に板書・モーターの回る速と電流の大きさを一覧掲示【光の強さ】強い光…電流1.2A ・モーター速い弱い光…電流0.6A・モーター遅い・「事実」と「考察」を分けて書くようにした学習ノート・「光の強さ」「光の当て方」「「電流の強さ」をカードで提示当たる光が強いときの方が，弱いときよりも大きな電流が流れるので，モーターは速く回る。書く・描く活動② （キーワードを使って書く・予想や仮説と結んで自分の考えを書く） T 光の強さや当て方と，電流の大きさはどのような関係がありますか。【光の強さ】強い光を当てたときは，電流が強い。弱い光を当てたときは，電流が弱い。書く・描く活動① （事実の記録（表・グラフ・絵図）・結果を言葉で表す） T 光の強さや当て方を変えたとき，モーターの回る速さや電流の大きさはどうなりましたか。【光の当て方】向ける…電流1.2A・モーター速い向けない…電流0.8A・モーター遅い T 「光の強さ」「電流の大きさ」「回る速さ」の３つをまとめることができるかな。【光の当て方】光に向けたときは，電流が強い。光に向けないときは，電流が弱い。【本時の学習ノート】

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評価事例光電池を使って回路を作り，光電池に当たる光の強さと電流の大きさの関係を説明する場面 ■Ｂと判断した例 ■Ａと判断した例

７本時の学習

平成２４年１１月１６日（金）５校時於図工室（１）主眼光電池に当たる光の強さや当たり方を変えたときの，モーターの回り方と電流の大きさを調べる活動を通して，当たる光が強いときは電流が大きくなるので回転が速く，当たる光が弱いときは電流が小さくなるので回転が遅くなることをとらえることができるようにする。（２）準備モーター，光電池，導線，検流計（３）展開学習活動と子どもの意識教師の関わり（○）と評価（◆） 1 前時学習を想起し，本時のめあてを確かめ，予想を話し合う。２実験方法の確認をする。（１）光の当て方を変えたとき・電灯に向ける・電灯に向けない ○ 前時学習で，次世代エネルギーパークに見学に行ったことや光電池にモーターをつないで回路をつくり，何度も太陽光を当てたり角度を変えたり，友だちと考えを交流したりしながら，光電池が大きな電流を流すのはどのようなときか話し合ったことを想起させ，本時のめあてを確かめることができるようにする。 ○ 前時で考えていた自分の予想（結果とその根拠）を想起させ，見通しを持って実験に取り組むことができるようにする。 ○ 光電池を電灯に向けたときと向けないとき(１)，電灯の光を直接当てたときと半透明なシートで光を弱めたとき(２)，それぞれのモーターの回り方と電流の大きさを記録することができるように，記録用紙を準備する。 ○ 記録の取り方や結果の表し方などを確認するとともに，光源に触らない等の安全面について指導する。 ○ グループで実験の結果を話し合い，中間値を取って黒板に【判断のポイント：Ｂ】「光が強くなるほど，電流は強くなる」の記述のように，光電池に当たる光の強さと電流の強さの関係を表現している。【判断のポイント：Ａ】「学校にある太陽光発電池は，光をたくさん取り入れるために斜めになっている」の記述のようにこれまでの生活経験の中にある太陽光発電設備と関係付けて実験結果を考察し表現している。 ◆ 【指導の手だて：Ｃ】＜結果を言葉で表そう＞の欄に，「光の強さによって，電流の強さが変わる」と記述している子どもには，強い光と弱い光を当てたときの電流の大きさについて記述するように助言する。＜考察＞の欄に，「予想と同じところは，どこだったかな。予想とちがうところは，どこだったかな。」と問い，自分の予想と結んで考察するように助言する。また，キーワードに目を向けさせ，「光の強さ」「光の当て方」「電流の強さ」「回る速さ」を関連付けて考察するように助言する。＜考察＞光が強くなるほど，電流は強くなるので，モーターが速く回る。＜考察＞光が強くなるほど，電流は大きくなるので，モーターが速く回る。学校にある太陽光発電池は，光をたくさん取り入れるために斜めになっていると予想したように，光電池を光のあるほうに傾けることによって光が強くなり電流が大きくなった。（めあて）光の当て方や強さによって，電流の大きさがどのように変わるのか調べよう。光電池に当てる光の強さをかえると，モーターの回る速さもかわるのかなあ。光電池が電流を流すのは，太陽の光をあてたときだから，たくさん当たるようにすると速く回るはずだよ。【見るところ】・モーターの回り方・電流計の目盛り

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（２）光の強さを変えたとき・強い光量・弱い光量３電流の大きさを調べ，結果を数値と言葉で表す。４調べた結果から，分かったことについて話し合う。【結果の一覧表示】 …モーターが速く回る（１） …モーターが遅く回る（２）５本時のまとめをする。６本時の学習を振り返り，次時の学習について話し合う。掲示するようにする。 ○ 実験の仕方や記録の取り方など，本時の見取りをもとに，適切に個別指導を行う。 ○ 言語活動プランを活用することにより，子どもが段階的に思考を深め，子どもの光が強くなったらモーターが速く回るという予想を，目に見えない流れる電流の大きさが要因であるという科学的な見方や考え方に変容させることができるようにする。具体的には以下のような言語活動を仕組む。 ○ 自分の考えの変容や学び方を価値付けている児童の振り返りをモデルとして全体の場で発表する場を設け，賞賛することで，一人一人が本時の学習の価値を具体的に振り返ることができるようにする。 ○ 作品例として，ソーラーカーやメリーゴーランド等を提示し，電池の働きを生かしたおもちゃ作りをするという，次時の学習の見通しをもつことができるようにする。（まとめ）光に向けたときや光に向けなかったとき、大きな電流が流れる。だから，モーターが速く回転するやっぱり，光を強くすると，大きな電流が流れるから，モーターが速く回ったんだね。電流の大きさと，モータ－がまわる速さの関係は，乾電池といっしょだね。乾電池みたいに使い捨てじゃないから，すごいよね。やっぱり，光が当たっているときは，電流が流れているよ。やっぱり，光電池を光のある方に傾けると，電流が大きくなったよ。青赤・電池に当てる光の強さを変えたときのモーターの回る速さと電流の強さ（事実の確認）・光の強さや当て方と電流の強さの関係付け（関係付けの対話）・モーターの回る速さと電流の強さの関係付け（書く・描く活動② → 対話）・光の強さや当て方」「電流の強さ」「回る速さ」の関係付け（科学言語を用いて書く・描く活動③ → 対話） ◆ 光の強さによってモーターの回り方が変わることを，回路を流れる電流の強さと関係付けて考え，表現している。（思・表）【見るところ】・モーターの回り方・電流計の目盛り班１２３４５６１A 0.5A 光に向けたとき電流の大きさモーターの回る速さ班１２３４５６１A 0.5A 光に向けなかったとき電流の大きさモーターの回る速さ班１２３４５６１A 0.5A 強い光を当てたとき電流の大きさモーターの回る速さ班１２３４５６１A 0.5A 弱い光を当てたとき電流の大きさモーターの回る速さ

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