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第２学年 理科学習指導案

１ 単元名 電流とその利用 「電流と磁界」 ２ 指導観 ○ 私たちの生活において、電気は必要不可欠で、たくさんの電気製品に囲まれた生活をしている。電気の利用は、 人々の生活を豊かにし、さらに様々な分野で開発が進んでいる。非常に複雑な構造をもつ電気器具も、基本は単 純な規則性と知恵の産物である。現代社会に必要不可欠な電気について探究することは、将来に向けて世界観を 広げることにつながり、科学技術への興味関心を高める教材である。 生徒は、小学校第３学年で磁石の性質、第４学年で簡単な回路学習、第５学年で電磁石について、第６学年で は電気の利用の仕方や性質とはたらきについて学習してきている。 ここでは、観察、実験を通して電流と磁界によって生じる力について理解し、電流の利用についての科学的な 見方や考え方を養うことがねらいである。また、同時に身近な現象を探究することで発見する喜びや課題解決す る達成感を感じ、そのスキルを身に付けさせ、知識や技術が日常生活の利便性や社会への貢献につながっている ことを伝えることで、勤労観や職業観につながるキャリア発達を促すこともねらう。 ○ 本学級は、男子○名、女子○名、計○名から構成されている。観察や実験が好きと答える生徒が多く○（４段 階評定尺度法）、学習に対しても意欲的である。しかし、段階を追って思考を整理して仮説を立てたり、実験の 分析から規則性に気付くなどの考察を苦手としている生徒も多く見られる。「実験結果を整理して、自分の考え をきちんとできている」は○と低く、興味を持ち思考はするものの、整理して自分の考えを主張できるまで至っ ていない。また、その傾向は指示薬の変化など目に見える現象については、興味をもち積極的に取り組むが、電 流などの目には見えにくい現象については、消極的な面として見受けられる。 電磁石やモーターについては、小学校で学習しているが、身近にあるモーターやスピーカーなどを実際に分解 した経験は少ない。そのため、内部の構造を観察した経験をもたない生徒が多い。 ○ 本単元では、電流と磁界の関係から生じる力の３つの要素の規則性と発電の仕組みを理解することがねらいで ある。そのため、器具の操作方法を確実に習得させた上で、観察・実験を行わせ、理解を助けるために可能な限 り実物やモデルを利用して分析し、科学的な方法を活用して学習内容の理解を深めさせたい。実体験に乏しい生 徒も多くいるため、電気器具を分解する作業を通して、回路のようすと磁石の存在に気付かせたい。また、身近 なものの中から課題を見いださせ、課題解決のための仮説を立て検証し、説明活動を通して自分の考えを整理し 主張できるようにして、科学や工業技術に興味・関心をもたせたい。 一次では、磁石と電流の関係を探るために、磁石のまわりにはたらいている磁力が磁界として存在し、磁界に は向きがあることや決まった法則に基づいて磁界が形成されていることを認識させる。また、磁石の磁界を探る 手段を応用して、電流によって磁界が生じていることに気付かせる。 二次では、磁界中を電流が流れるとどんなことが起きるのか探究するために、導線を加工したブランコを準備 し実験を行い、磁石と電流の磁界のはたらきで生じる力について考えさせる。また、生じる力を利用して、回転 という運動に変換するモーターのしくみに結びつける。 三次では、二次の学習を基に、逆に力を加えて磁石の磁界でコイルの磁界を変化させれば電流が発生すること に考えを至らせ、電磁誘導における発電のしくみを認識させる。また、地域おこしや再生可能エネルギーの利用 開発に取り組まれている「小水力発電を進める会」をゲストティチャーとして招聘し、活動の紹介やをワークシ ョップを行う。社会に貢献し活動してある方たちとふれあうことでキャリア発達を促したい。 ３ 単元の評価規準 自然事象への 科学的な思考・表現 観察実験の技能 自然事象についての 関心・意欲・態度 知識・理解 ・電気器具の構造に興味関 ・電流と磁界に関する事象 ・電流と磁界に関する事象 ・電流と磁界に関する事象 心をもち、意欲的に解明 から、課題を見いだすこ について観察・実験を行 を理解し、知識を身に付 しようとする。 とができる。 う装置を組み立てること けている。 ・磁界の中の電流が受ける ・電流と磁界が関わる事象 ができる。 力に関心をもち、変化の が生じる要因や仕組みを ・観察・実験上の注意事項 条件を調べようとする｡ 考察することができる。 を理解し、基本操作を行 ・電気に関わる事象を日常 ・見いだした課題を解決す うことができる。 の生活と関連付けて考え る過程を整理して説明す ようとする。 ることができる。

４ 単元指導・評価計画(総時間数８時間) ○磁界と電流との関係に関心をもち、生じる力や発電について探究しようとする。 関：【関心・意欲・態度】 ○磁界のようすや電流、磁界、力の関係について規則性を見出し、自らの考えをまとめ表現することができる。 思：【科学的な思考・表現】 目 ○観察・実験の条件を把握し、目的としていることを調べることができる。 技：【観察・実験の技能】 ○磁界の性質や電流と磁界の関係を理解し、発電の仕組みを知識として身につけている。 知：【知識・理解】 標 ◇班で協力して実験・観察を行い、話し合って自分の考えをもつことができる〔人間関係形成・社会形成能力〕 ◇活動を振り返り、自分の考えを生かして活動することができる 〔自己理解・自己管理能力〕 ◇課題を発見・分析し、適切な計画を立ててその課題を処理し解決することができる 〔課題対応能力〕 ◇学ぶことの意義を感じ、生活や社会との関連を考えることができる。 〔キャリアプランニング能力〕 次 時 学習活動・内容 指導のねらい ○手だて ◇キャリア教育との関連 １ １ 磁石と電流の関係について調べる。 電 磁 石 の 磁 界 の 観 察か ら 、 コ イ ルの ま わ ① 磁石で音が出るのは、どうしてだろうか。 りにも磁界ができることを理解させる。 ○ ス ピ ー カ ー に 磁 石 が使 わ れ て い るこ と に ・磁石に電流が流れて音を出してい 気付かせ驚きや興味関心をもたせる。 るのかな。 ◇ 生 活 と の 関 連 を 感 じさ せ る た め 、身 近 に ・磁石が振動しているのかな。 ある磁石を含んだ電気器具を準備する。 一 ・運動にも磁石が関係している。 ○ 電 流 と 磁 石 の 関 係 を探 究 し て い く糸 口 と 次 ・モーターの中に磁石がある。 して、磁石の力に注目させる。 ・磁石は何のために使われているのかな。 ○ 磁 石 の 力 が 見 え る よう に 可 視 化 する 方 法 どのようにしたら、はたらいている磁石の力のよう を考えさせる。 すを知ることができるだろう。 ２ ２ 棒磁石と電磁石のまわりの磁界について調べる。 ◇ ４ Ｑ Ｓ で 棒 磁 石 の 磁界 の よ う す につ い て ① 電磁石の力はどのようにはたらいているのだろうか。 仮説を立て検証させる。 ○磁石の力に関する要因を概念規定する。 ○ 磁 界 の 立 体 的 な 広 がり と 磁 界 の 向き を 認 識させる。 ◇ 棒 磁 石 か ら 、 電 磁 石の 磁 界 の よ うす に つ ・磁石のまわりに砂粉で模様ができたぞ。 いて、４ＱＳで仮説を立て検証させる。 ・模様にそって方位磁針が向きを変えているぞ。 ・電磁石でも同じ磁界ができたぞ。 鉄芯を抜いたコイルでも磁界はできるのだろうか。 ３ ３ コイルのまわりの磁界について調べる。 ○ 鉄 心 を 抜 い た コ イ ルに で き る 磁 界を 演 示 ① コイルにどうして磁界ができるのだろう。 して見せる。 ◇ コ イ ル に ど う や っ て磁 界 が で き るの か を ・細長いコイルの磁界 ４ＱＳで仮説を立て考えさせる。 のようすを演示実験 ○ 電 流 が 流 れ る と 磁 界が 発 生 す る こと を ヒ で見る。 ントにさせる。 ・電磁石と同じ磁界ができた。 ・電流の向きを変えると磁界の向きも変わった。 ○導線にできる右回りの磁界に気付かせる。 ・コイルにできる磁界について仮説を ◇説明活動の場を設定する。 を立て検証する。 ・１本の導線に磁界が発生しているの ○コイルにできる磁界のようすを説明する。 ではないか。 コイルを密にしているのはなぜだろうか。 ４ ４ 密にしたコイルにできる磁界について考える｡ ① _{密にしたコイルのまわりにはどんな磁界ができるだろう。 ○ コ イ ル の ま わ り に でき る 磁 界 の よう す を} 確認させる。 ・左右に、逆向きの磁界が円状に 磁界ができている。

・密になることでより強い磁界ができる。 ・１本の導線の磁界が強化される。 ○ コ イ ル を 密 に す る こと で 、 よ り 強い 磁 界 導線に電流が流れてできる磁界を磁石の磁界と反応 が発生することに気付かせる。 させると、どんなことが起きるだろうか。 本 １ ５ 電流が磁界から受ける力を調べる。 磁 界 中の 導 線に 電 流を 流 すと 導 線に 力 が 時 ① 磁界の中の導線に電流を流すとどうなるか調べよう。 はたらく規則性を見出させる。 ５ ◇４ＱＳで仮説を立てさせる。 ／ ・演示実験から、電流と磁界で力が生じることを確 ◇検証する内容を班で話し合わせる。 ８ 認し、はたらく向きを逆にする方法を考える。 ○ 簡 素 化 し た 図 を 提 示し 、 電 流 と 磁石 の 磁 ・電流が流れると磁界ができるから、磁石の磁界と 界が影響し合うことに気付かせる。 二 反応するんじゃないかな。 ◇ こ れ ま で の 学 習 と 本時 の 実 験 結 果を 踏 ま 次 ・打ち消された磁界側が弱まって、引きつけられる。 えて、考察をまとめさせる。 ・磁石の磁界で強められ反発するんじゃないかな。 ・実験９を行い仮説を検証する。 ・電流と磁界と力の関係について考察し、説明する。◇説明活動を設定する。 電流と磁界とはらく力には、互いに影響し合う関係 があるのだろうか。 ２ ６ モーターが回るしくみについて考える。 ○ 分 解 し た 電 気 製 品 にモ ー タ ー が あっ た こ ① モーターが回転し続ける仕組みを考えよう。 とを想起させ、関連付けさせる。 ○ 電 流 と 磁 界 に よ っ て生 じ る 力 を 回転 運 動 ・これまでの学習を振り返り に変える仕組みについて考えさせる。 現象を整理して、モーター ◇説明活動を設定する。 の回転運動の仕組みを考え ○ 「 電 流 の 流 れ → 磁 石の 磁 界 の 影 響→ 力 が る。 生じる」を板書し、逆転の発想を促す。 ・電流の流れが逆だと受ける 力が反対になるので、コイ ルを横向きにしたらいい。 ・常に同じところを同じ向きに電流が流れるように するためには回転すればいい。 ・まとめたことを発表する。 ◇説明活動を設定する。 ・単極モーターを作成する。 ◇ 実 際 に 簡 単 な つ く りの 単 極 モ ー ター を 作 電流と磁石よって、力が生じるなら、力と磁石によっ 成させる。 て、電流を生じさせることはできないかな。 １ ７ 磁石とコイルで電流を発生させる。 コ イ ルや 磁 石を 動 かし 、 磁界 を 大き く 変 ① 電流の発生には何が関係しているのだろうか。 化 さ せ る こ と に よ っ て、 大 き な 電 流が 得 ら 三 れることを理解させる。 次 ・スイッチを入れたら電流が ○ ス イ ッ チ を 入 れ た 瞬間 に 電 流 が 発生 す る 流れた。 ことから、磁界の影響に気付かせる。 ・磁界が変化すると電流が発 ◇ 大 き な 電 流 を 発 生 させ る た め に 、４ Ｑ Ｓ 生する。 で仮説を立て、検証させる。 発電の仕組みを理解することができたけど、学習し ○ 規 則 性 に 着 目 さ せ 、関 係 し て い る要 因 を たことと自分の生活と関係することがあるかな。 考えさせる。 ２ ８ 電気の利用と学習のつながりについて知る。 ① 地域の小水力発電の取り組みに学ぼう。 ・小水力発電の取組について、話を聞く。 ◇ 学 習 を 生 か し た 身 近な 取 組 を 紹 介し 、 地 ・学習と社会とのつながりについて考える。 地域の活動や人材とつなぐ。 授業で学習したことは、身近な生活や社会の技術や ◇学習内容と生活との関連に気付かせる。 職業とつながっているんだな。

５ 本時 平成○年○月○日(○) 第○校時 ○○室 ６ 本時の指導観 前時までに磁石と電流が流れるコイルや導線に生じる磁界について学習している。本時は磁石の磁界と電流の影 響で生じる力について、探究心をもって調べようとする態度の育成をねらう。そこで、手立てを次のように講じる。 ・ 演示を基に課題解決のための仮説を立てさせる。 ・ 仮説を検証する条件を話合う場を設定し、検証として実験を行い、得られた情報を収集し考察させる。 ・ 立体カードをヒントに、結果を分析して、電流と磁界と生じる力の関係に気付かせる。 ７ 本時の主眼 ○ 電流と磁石の磁界によって生じる力の向きの関係性を探究し、現象の規則性を理解することができる。 ◇ 自分なりの考えで仮説を立て、課題解決のために仮説を検証し、情報を収集し、整理・分析して論理立てて説 明することができる。 ８ 本時の準備 Ｕ磁石 スタンド 太い導線 電源装置 電熱線 スイッチ 電流計 導線 木の棒 ９ 本時の指導過程 過 学習活動・内容 ○手立て・留意点 形 配 程 ◇キャリア教育の視点 □評価 態 時 １ 前時までの復習をし、課題を確認する。 ○前時までの既習内容を想起させる。 (1)磁石や導線にできる磁界、電流の向きについて確認 ○電流が流れると磁界が生じているこ する。 とを意識させる。 つ ・方位磁針のＮ極が指す向きが磁界の向き ○電気器具の中に磁石があったことを想 か ・１本の導線には電流の向きに右回りの磁界 起させ、課題のきっかけを意識させる。 一 10 む ・電流は＋極から－極へ向かう。 ○磁界の中を電流が流れるとどうなる 斉 か発問する。 (2)磁界の中を電流が流れたらどうなるか考える。 ◇課題を見付け解決しようとする。 〔課題対応能力〕 (3)演示実験を見て、磁石の磁界中を通した銅線に電流 ◇前時までの活動を振り返り、経験を が流れると、力がはたらき動くことを確認する。 生かして推測する。 ①金属を磁石が引きつける力で、動 〔自己理解・自己管理能力〕 いているのではないこと確認する。 ○実験の内容を説明する。 ②銅線に電流が流れて、力がはたら ○演示実験を見せ、力が生じて奥に動 くこととその向きを確認する。 くことを確認させる。 めあて磁石の磁界の中で動く導線の向きを変えるにはどうしたらよいだろうか。 ２ 演示実験と銅線を逆に動か ○演示実験の条件を確認させる。 すには、どんな方法があるか ４ＱＳにそって仮説を立てる。 ○机間指導し、４ＱＳにそって仮説を 個 ５ 見 ①方法 立てられるように助言する。 通 ・電流を逆に流す。 す ・電流の大きさを変える。 ・磁石を逆にする。 ・磁石の強さを変える。 ②仮説 ◇意見を出し合い、班で実験内容をま ・磁石を逆にすれば磁界の向きが逆になり、銅線は逆 とめることができる。 〈様相観察〉 に動くだろう。 〔人間関係形成・社会形成能力〕 ・より強い磁石に変えれば、磁界の影響が大きくなり 逆に動くだろう。 ・電流を逆に流せば、電流の磁界の向きが逆になり、 逆に動くだろう。 ・電流を大きくすれば、電流の影響が大きくなり、逆 に動くだろう。

４ 班で実験内容を話合い、実験する。 ○電流を流す時間は、一瞬(１秒)だけ 班 10 (1)４ＱＳ仮説に合わせて実験する。 とする。 追 ◇意見を出し合い、班で実験内容をま 究 とめることができる。 〈様相観察〉 す 〔自己理解・自己管理能力〕 る ・磁石を逆にすると、動く向きが逆になった。 ・電流を逆に流すと、動く向きが逆になった。 ・大きな電流を流すと、向きは変わらず、動きが大き くなった。 ・磁石も電流も逆にすると、動く向きは変わらない。 ５ 結果から仮説を検証し、考察し説明できるようにま ○机間指導し、電流の磁界との関係に 班 ５ とめる。 気付かせる。 個 ・磁石の磁界と電流による磁 ○何が関わっているのか発問し、焦点 界が影響し合った。 化させる。 ・磁界どうしの影響で反発し 〇図を提示し、磁石の磁界と電流によ ている。 る磁界のはたらいているようすをイ ・磁界どうしの影響で引き寄 メージさせる。 せ合っている。 ６ 検証の過程を発表し、交流する。 ◇□原因と結果の関係を理論的に説明 一 ８ ・導線に電流が流れると磁界が発生するので磁石の磁 することができる。〔課題対応能力〕 斉 界と反応して導線が動く。 〈発表・ワーク シート〉 検 ・磁石の磁界の向きが変わると導線が動く向きが変わ 証 るので、磁界の向きと電流の向きと動く向きには、 す 何か決まった関係がある。 る ７ 立体カードを作成する。 ○結果を確認させて、立体カードを作 班 ７ ・３つの要素の向きについて決まった規則性があるこ 成させて、重ねるとすべて１つのパ とを確認する。 ターンになることを見いださせる。 ・フレミングの左手の法則について聞く。 ・フレミングの左手の法則 一 ５ ８ 本時の成果を振り返るとともに、次時の学習内容を ○本時の学びをキャリア教育の視点で 斉 考える。 価値付けし、次時の学習につなぐ。 ・疑問から、仮説を立て検証すること で発見があり、課題解決に向かうこ とができることを伝える。