高等学校
平 成14年 度
教 育 研 究 員 研 究 報 告 書
‑
東 京 都 教 職 員 研 修 セ ン タ ー
平 成14年 度
教 育 研 究 員 名 簿(理 科)
分 野 学 校 名 氏 名
物 都 立 雪 谷 高 等 学 校 永 露 浩 明
理 都 立 練 馬 工 業 高 等 学 校 野 口 禎 久
都 立 武 蔵 丘 高 等 学 校 塚 田 雅 人
化 都 立 水 元 高 等 学 校 清 水 薫
学 都 立 篠 崎 高 等 学 校 郡 司 幹 夫
都 立 八 王 子 東 高 等 学 校 貝 谷 康 治
都 立 羽 田 高 等 学 校 橘 都
生
都 立 南 葛 飾 高 等 学 校 鈴 木 宏 治 物
都 立 永 山 高 等 学 校 土 肥 剛
地
学 都 立 南 多 摩 高 等 学 校 北 川 英 一
担 当 東京都教職員研修セ ンター 指導主事 荒 川 洋
生徒 が 自 ら考 え るカ を育 てる 授 業 展 開 と 評 価 の 工 夫
目 次
1H
皿
主題設 定の理 由
研究方針 と研 究上 の留意 点
研究構想 図
研究 内容
1静 電 気 を題 材 に し た 生 徒 が 自 ら考 え るカ を 育 て る 授 業 の 工 夫
2酸 化 還 元 を 題 材 に した 生 徒 が 自 ら 考 え る 力 を 育 て る 授 業 の 工 夫
3プ レゼ ン テ ー シ ョ ン ソ フ トを 用 い た
ハ∠ハ∠(﹂
Quteシ ス テ ム に よ る新 し い 授 業 展 開
401
N研 究の成 果 と今後の課題
741うん
生徒が 自ら考 え る力 を育 て る授 業展 開 と評価 の 工夫
1主 題 設 定 の 理 由
今 日の 都 立 高 等 学 校 は 、 多 様 化 した 生 徒 が 入 学 し て く る と と も に 、 新 しい 理 念 を 基 に 学 校 の 改 革 が 進 め られ て き て い る 。 我 々 は 、 日頃 の授 業 に っ い て 検 討 を 進 め た が 、 生 徒 は 授 業 で 考 え よ う と し な くな っ て い る と い う声 が 多 く 出 され た 。 ま た 、 「理 科 離 れ 」 と言 わ れ て 久 しい 。我 々 は 「理 科 離 れ 」 の 原 因 の 一 つ は 、 生 徒 が 考 え な く な っ て い る こ と と考 え て い る。 問 題 解 決 能 力 を 高 め 、 生 き る カ を 養 うた め に 、 考 え る カ を育 て る こ とは 、 必 要 不 可 欠 な こ とで あ る。
「時 速60kmで30分 走 っ た ら何km進 む か 」 と い う問 い に 対 して 即 座 に 「1800km!」 と答 え て しま う生 徒 が い る。 公 式 を 覚 え て は い る が 、機 械 的 に 答 え を 出 す だ け で 「考 え る 」 こ と を しな い 様 子 が うか が え る。 ま た 、 考 え る力 は も っ て い る が 、 問 題 で 問 わ れ て い る 内 容 や 状 況 が 思 い 描 け な い た め 、 考 え る こ と が で き な い 生 徒 もい る。
正 解 で な い 答 え を発 言 しに く い と感 じ る雰 囲 気 が あ る た め 、 自信 が な い 生 徒 は 、 間 違 う こ と を 恐 れ 、 考 え られ な い こ とが あ る。 結 果 だ け を求 め る た め 、 ひ た す ら正 解 が 与 え られ る の を待 っ て い る 生 徒 も い る。
理 科 は 面 倒 だ 、 難 しい 、 分 か ら な い 、 と言 う生 徒 が 多 い が 、 理 科 は 探 究 心 を 育 て る教 科 で あ る 、 分 か ら な い 事 物 を 探 究 す る た め 考 え る か らお も し ろ い の で あ る。 考 え る こ と の 楽 しさ に 気 付 か せ る こ とが で きれ ば 、 や が て 「理 科 戻 り」 も お こ る こ と が 考 え られ る。
我 々 は 、 生 徒 が 自 ら 考 え る 力 を 育 て る た め に は 、 授 業 展 開 を 工 夫 す る と と も に 、 生 徒 の 学 習 を 支 え るた め の 評 価 方 法 に つ い て 研 究 す る こ とが 大 切 で あ る と考 え 、上 記 の主題 を設 定 した。
皿 研 究 方 針 と 研 究 上 の 留 意 点
本 研 究 で は 、 「生 徒 が 自 ら考 え る力 」 を 育 て る た め に 、 考 え る 「しか け」 を授 業 の各所 に配 す る こ と で 、 生 徒 が 主 体 的 に 参 加 す る 授 業 展 開 とす る 工 夫 に 取 り組 ん だ
。 ま た 、新 学 習 指 導 要 領 の 趣 旨 を 生 か す た め 、 そ の 達 成 状 況 を 見 る絶 対 評 価 を 行 うた め の 基 本 的 な 要 件 を検 討 した
。 本 研 究 を 進 め て い く た め の 方 針 と して 、以 下の3点 を柱1・ して 、 主題 の鰍 に 迫 っ た。
1様 々 な 状 況 に 対 応 して ・ 授 業 や 観 察 、 実験 に禾1」用 で き る よ うな 教 材 の 工 夫 を 行 う。
2生 徒 が 予 想 し、 考 え る こ と を 基 に して 展 開 す る 授 業 の 工 夫 を 行 う
。 3観 点 別 学 習 状 況 の 評 価 を 基 本 に
・ 生 徒 の 学 習 到 蔽 を 醐 に 評 価 す る 工 夫 を そ了う。 本 研 究
を 具 体 化 す る た め ・ 物 理 ・化 学 ・ 生物 ・地 学 の3つ の班 で研 究 を勘 た.物 勢 で は
舗 気
を ・化 学 班 で は 酸 化 還 元 を 取 り上 げ た
.平 成 ・5鞭 か ら実 施 され る 学 習 指 鞭 領 で 「理 科 総 合 」 等 の 総 合 的 な 自然 観 を 育 成 す る 科 目 を指 導 す る こ と も考 慮
し、 学 際 的 分 野 で あ る 地 球
糠 欝 二灘 磁 欝 と地学は合同で… 班として研究に取り組ん拙
(1)生 徒 の 学 習 状 況 を フ ィ ー ドバ ッ ク しな が ら
、 研 究 内 容 の 改 善 を 図 る.(2)授業 展 開 の 中 で ・ コ ン ピ ユー タ 等 の 情 幸騰 の 有 効 活 用 を 図
(3)蔓;騰 繍 慰 こと珊 究員相 る.
互のIT活 用能力を高めるとと騰 幸艮の
研究構想図
主題の背景
国
)))))))α∪7●り010ゾ00.・..﹁11∩コ01りOQげ●︒口肪11ーロ員14(HH肌H皿(11(((目朋ロnくく申標画画
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教課学都占局二葡
央育京立立
中教新東都第都
ラ
〈授 業 の 実 態 〉
・問 題 の意 味 が 徹底 で き な い
・結 果 だ け を 求 め る
・不 正 解 を 言 い に くい 雰 囲 ピ
[考 え る こ と が で き な い 】
・考 え る こ と の 大 切 さ ・楽 し さ ・お も し ろ さ が 分 か ら な い
ラ
ラ理物
生徒 が 自 ら考 える力 を育て る 授業 展開 と評価 の工夫
王題を受けてのねらい
「物 理IB」 静 電気 を題 材 に選 ん だ。 授 業 の展 開方 法 や 実 験 の 内容 ・レポ ー トな どに 考 え る き っ か け を与 え る よ う
な 工 夫 を行 い 、 自 ら考 え る カ を育 成 す る。
豊
自作 装 置 に よ る実 験 、 デ ジ タル 映 像 機 器 の活 用 、実 験 前 の 予 想 や 実 験 後 の 考察 の 工 夫 な どに よ り、 生徒 の 興味 ・関 心 を 高 め る。 「静 電気 の発 生 ・性 質 」 「静 電 気 力 」 「電 界 」 「電 位 」 の 授 業 実 践。
十
実践の評価
実 験 に対 す る姿 勢 や レポ ー トの 内 容 ・感 想 を調 べ 、 分 析 す る。 授 業 に積 極 的 に取 り組 み 、 自 ら考 え る こ とが行 われ た か を 中 心 に評 価 す る。
豊学化
「化 学IB」 酸 化 と還 元 に お い て 、視 覚 的 に 訴 えた り、
発 問 の仕 方 や タイ ミン グ を 工 夫 し、 生 徒 の 考察 活 動 を主 体 に行 う授 業 展 開 を 目指 し、 自
ら考 え る力 を 育成 す る。
壷
デ ジ タ ル カ メ ラ の 使 用 、 実 験 の 進 め 方 の 工 夫 、 身 近 な 事 物 を 題 材 と した 授 業 展 開 。
「酸 素 ・水 素 ・電 子 の 授 受 」
「酸 化 数 ・酸 化 剤 ・還 元 剤 」
「イ オ ン 化 傾 向 」 「電 池 」 の 授 業 実 践 。
萱
講 義 ・実 験 ・考 察 を 通 し て 酸 化 還 元 に つ い て 生 徒 が 自 ら 考 え 、 理 解 し た か を 、 ア ン
ケ ー トに よ る 自 己 評 価 と レ ポ ー ト内 容 等 で 評 価 す る 。
一 〔==…藝璽;コ壷
曹 生 物 ・地 学 新 学 習 指 導 要 領 「理 科 総 合B」 生命 と地 球 の 移 り変 わ りの 内 容 を、 「発 問 と指 導 の 系列 」 に よ る授 業 展 開 と して 再 構成 した 教 材 を作 成 し、観 点 別 評 価 を 取 り入 れ 、 生 徒 が 自 ら考 え る力 を 育 成 す る。
ラ
プ レゼ ン テ ー シ ョン ソ フ トを用 い た デ ジ タル 化 教 材 に よ る 「理 科 総 合B」 生 命 と地 球 の移 り変 わ りの分 野 の 授 業 実 践 。 観 点 別 の評 価 基 準 の 設 定 、 学 習 状 況 の把 握 。
》
地 球 と生 命 の 移 り変 わ り の授 業 に積 極 的 に 取 り組 み 、 発 問 の答 を 自 ら考 え 、 理 解 で き た か を ワー ク シー トな どか ら観 点 別 に評 価 す る。
一
皿 研究 内容 国
1静 電気 を題材 に した生 徒が 自ら考 えるカ を育 て る授 業の 工夫
(1)は じめ に
物 理 学 は 自然 の 事 物 ・現 象 を 対 象 と し た 学 問 で あ り、 「理 論 」 と 「実 験 」 が 両 輪 と な っ て 、 発 展 して き た 。 学 校 に お い て は 、 問 題 演 習 を 行 うた め だ け で な く 、 実 験 を行 うの に 基 礎 的 な 知 識 や 技 能 の 指 導 に 時 間 を か け る た め 、 講 義 中 心 の 授 業 に な っ て しま う こ と が あ る。 しか し、 高 等 学 校 の 物 理 は 観 察 、 実 験 を 通 して 、 自 然 の 事 物 ・現 象 を 「考 え る」 こ と が で き る よ う に な る 科 目で あ る。
ま た 、 生 徒 の 多 様 化 に 伴 い 、 各 人 が も つ 知識 や 経 験 等 は 様 々 で あ る。 同 じ物 理 現 象 の観 察 、 実 験 を 行 っ て も 、 そ の 反 応 は 多 種 多 様 で あ0、 考 察 す る 内 容 や 理 解 の レベ ル は 個 々 に 異 な っ て い る。 し た が っ て 、 従 来 は 画 一 的 な 指 導 に な りが ち で あ っ た が 、 生 徒 そ れ ぞ れ に合 わ せ た 適 切 な 指 導 を 行 う こ とが 「考 え る 力 を 育 て る 」 た め に は 必 要 で あ る。
本 研 究 で は 、現 行 学 習 指 導 要 領 の 「物 理IB」 の 「電 気 」 の 入 り 口で あ り、身 近 な 「静 電 気 」 の 分 野 に お い て 、 「生 徒 が 自 ら考 え る力 を 育 て る授 業 」 の 工 夫 を行 っ た 。 生 徒 の 興 味 ・関 心 を 基 に 、 「ど うな る の だ ろ う?」 、 「な ぜ だ ろ う?jと い っ た 疑 問 が わ く よ うな 実 験 を 開 発 した 。 ま た 、授 業 展 開 に 余 裕 を も た せ 、生 徒 の 様 々 な 反 応 に こた え られ る授 業 方 法 に つ い て 研 究 した 。
(2)指 導 計 画
本 研 究 で は 、 生 徒 が 静 電 気 の 発 生 と そ の 性 質 を 理 解 し、 目に見 え な い電 界や 電位 な どのイ メ ー ジ を つ か む こ とが で き る の を 目標 と して
、 次 の よ うな 流 れ で 指 導 計 画 を 立 て た 。
① 摩 擦 に よ る 静 電 気 で は 、一 方 の 物 質 は 正 に 、他 方 の物 質 は負 に帯 電す る こ とを確 認 す る。
② 電 荷 に は 正 と負 の2種 類 が 存 在 し・電 荷 と 鞘 の 間 に は 青擁 気 力 醐 く こ と をdす る
。
③ 導 体 と絶 縁 体 の 違 い を説 明 し瀞 雛 導 や 瀦 分 極 に よ っ て 起 こ る現 象 を擦 す る
。
④
電 界 の 様 子 を 観 察 し、 電 界 や 電 気 力 線 の 考 え 方 を 理 解 す る
。
⑤ 電 荷 に す る 仕 勃 ら電 位 の 考 肪 を 説 肌 、 実 験 で 舗 位 線 の 測 定 を 行 っ て確 か め る . 表1 『'は10時 間 分 の 指 導 計 画 を 示 した も
の で あ る.こ こ で は 、鍛 を 中心 と して 「生 徒 が 自 ら考 え る」 こ と が で き る よ う
、 授 業 展 開 を 工 夫 した 。 実 験 で は ・ で き る だ け身 近 な 材 料 を 利 用 した り
、 手 作 りの 装 置 を 用 い て 、生 徒 力・興 味 を もつ
繍 畿 う蔓撫 巌 姦 享灘 擁 篇 磁 灘 禁蓼 ll騨 織 罎藷轍 裏綜あ灘 惣 縫 甥馨蔑
表1‑1静 電 気 の 指 導 計 画
指 導項 目 ・内 容1生 徒の 学習 活動 指導 上の留 意点
第 1 時
静電 気 の発 生 ・性質
① 原子 の構 造
② 摩擦 電気
③ 帯電 列
原 子 の構 造 を復習 し、電気 の 素が陽 子 と電子 に よ る こ とを理 解 す る。摩 擦 に よる電 子の移 動が 生 じ、物 体 が 帯電 し、 その 帯電 は擦 りあわせ る物 体の種 類 に よっ て異な る こ とを理解 す る。
摩 擦 電気 は、 陽子 で はな く 負 の電 荷 を もつ 電子 が移 動す
る こ とに よ り生 じる ことに 注 意 す る。
第 2 時
静電 気力
① 静電 気力 の 定性 的 な性 質
② クー ロンの 法則
静 電気 力 には 引力 と反 発 力が あ り、 それ は電 荷の 正 負 に よる こ とを理解 す る。 また 、カ の大 き さは 距離 が 大 き くな る と小 さ くな る こ とを理解 す る。 クー ロンの 法則 を用 いた静 電気 力 の計箕 を練習 す る。
2つ の 電 荷 に は た ら く クー ロ ンカ は 作 用 反 作 用 の 力 で あ り、 同 じ大 き さ で あ る こ と に 気 付 く よ う指 導 す る。
第 3 時
静電 気の 性質(実 験)
① 静電 気力
② 帯電 列の 測 定
帯 電 させ た ガ ラス棒や エ ボナイ ト棒 には た ら く静 電 気力 には引 力 と反 発力 が ある こ とを確 か め る。
静 電気 チ ェ ッカー を利 用 して 帯電 列 を調 べ る ことに よ り、電 子 の移 動 と摩擦 に よ る帯電 の様子 を調 べ る。
摩擦 電気 の正負 を測定 す る ことで、摩擦 に よ り電 子 が移 動 して帯電 が起 こるこ とに気 付 くよ う指 導す る。
第 4 時
静電誘 導 ・誘 電 分極
① 導体 と絶 縁 体
② 静電 誘導 と誘 電 分極
③ は く検電 器
電 導性 は 自由に移 動 で きる電子 の存 在に よるこ とを 理解 す る。 導体 と誘 電体 で は、帯電 体 を近 づ けた とき の電 荷の 変化 に違 いが あ るこ とを考 える。 は く検 電 器 の構 造 を理解 し、静 電誘 導 に よるは くの開 閉を理 解 す る。
静電 誘導 と誘 電分 極 の違 い を区別 させ る。 は く検電 器 の 振 る舞 い を電子 の移 動 で理解 で きる よ うに指導 して い く。
第 5 時
静 電気 力 の性 質(実 験)
① 静電 誘導や 誘 電分 極 に よる引力
② 静電 誘導 で生 じる電 荷 の正負 の確 認
帯 電体 を物 体 に近 づ け る と静電誘 導 、誘 電分極 に よ り引力が は た ら くこ とを調べ る。 また 、は く検電 器 と 静電 気チ ェ ッカ ー を利 用 し、静電誘 導 に よって金 属 の 両端 に生 じる電 荷 の正負 を確 か める。 また 、帯電 させ た は く検 電器 の電 荷 の正 負 を静電気 チ ェ ッカー で確 か め る。
静電 誘導や 誘電 分極 によ り、 引力 がはた らく様 々な現 象 が あ るこ とを理 解 させ る。
静 電誘 導 によっ て金 属中 の電 子 が移 動す る こ とに 気付 くよ
う指導 す る。
第 6 時
電界
① 電界の性質
② 電気力線
静 電気 力 のは た らく空 間 を、電界 とい う考 え方 で と らえる こ とを身 に付 け る。 電 気力線 を利 用 して電 界 の 様 子 を表 現 で きる よ うに練 習 す る。
静電 気力 を空 間の変 化 とい う考 え方 で理解 で きる よ うに 指 導す る。
第 7 時
電 界 の観 察(実 験)
① 点電荷 が つ くる い ろい ろ な電界 の観 察
サ ラダ 油 にま い たカ ラーパ ウダー の模様 の変化 を観 察 し、帯 電 させ た画 び ょ うが つ くる電 界の様 子 を観 察 す る。
カ ラーパ ウダー の模 様 と電 気力 線 を対応 させ られ るよ う に指導 す る。 デ ジ タル カメ ラ で生徒 の実 験結 果 を即時 に提 示 す る。
第 8 時
電位
① 電位 と電位差
静電 気 力 に逆 らってす る仕 事か ら、電 位 とい う概 念 を理解 す る。 ま た、 斜面 上 で物 体 を持 ち上 げる仕 事 と 対比 しな が ら電位 の イ メー ジをつか む。
電圧 と電位 の 違 いに 注意 し て指導 す る。
第 9 時
等電位線
① 等電位線
② 等電位線 と電気力線
電 界に垂 直に電 荷 を移動 させ ると き、仕事 を しな い ことを理解 し、 等電位 線 のイ メー ジを形 成す る。 さ ら に、電 位 の変 化 と電 界の 強 さの関係式 を理解 す る。 ま た、等 電位 線 と電 気 力線 の関係 を作 図 を通 して学 習 す る。
等 電位 線 と電気 力線 は垂 直 に交わ るこ とに 注意す る。
第 10 時
等電 位線 の測 定(実 験)
① 平行 な直線 電極 、点 電極 と直線電 極 の つ くる 等 電位 線 の測 定
導 体 紙 上 の 等 電 位 点 を テ ス タ ー で 測 定 す る。 各 自 が ト レー シ ン グペ ー パ ー に 電 位 の 等 しい 点 を 写 し と り、
等 電 位 線 を 記 入 す る。 さ ら に 、 電 気 力 線 を 記 入 して み る 。
測定 結果 を各 自が考 えて解 析す る よ うに指 導 す る。 ま
た、予 想 と結 果 を検 討 し、 考 えを深 め るよ うにす る。
(3)授 業 実 践 と教 材
ア 実 験 「摩 擦 電 気 と帯 電 列 」
2種 類 の 物 体 を こ す り合 わ せ る と静 電 気 が 発 生 し、 一 方 は 正 に 、 他 方 は 負 に帯 電 す る。 ど ち ら が 正(又 は 負)に 帯 電 す る か は 、 物 体 の 材 質 又 は 表 面 の 状 態 が 異 な る組 み 合 わ せ で 決 ま る 。 正(又 は 負)に 帯 電 す る 傾 向 の 相 対 的 な 強 さ を 示 す 目安 と し て 帯 電 列 が あ る。 物 体 の 帯 電 の 正 負 を 直 接 判 別 で き る 装 置(静 電 気 チ ェ ッ カ ー)を 手 作 りで 製 作 し、 数 種 類 の 物 体 の 帯 電 列 を 調
べ る 生 徒 実 験 を 行 っ た 。
帯 電 の 正 負 の 判 別 は 、 静 電 気 チ ェ ッ カ ー で 簡 単 に行 う こ と が で き る 。 負 に 帯 電 した 物 体 の 場 合 、 図1‑1の 検 電 ア ン テ ナ の 先 端 部 に 近 付 け る と検 流 計 の 針 は 右(正)に 振 れ 、 遠 ざ け る と針 は 中 央 に(0の 位 置 に)戻 る。 ま た 、 正 に 帯 電 し た 物 体 の 場 合 、 検 電 ア ン テ ナ に 近 付 け て も検 流 計 の 針 は0の ま ま 振 れ な い が 、 遠 ざ け る と き に 針 は 右(正)に 振 れ る よ う に な っ て い る。
図1‑1静 電 気 チ ェ ッ カ ー 図1‑2回 路 図 図1‑3帯 電 の 判 別
(参 考 文 献:エ レ ク トロ ニ ク ス 製 作 ア イ デ ィ ア 集 ・セ ン サ ー 編/CQ出 版 社)
実 験 材 料 に 、棒 状 の 物 体(ア ク リル 、エ ボ ナ イ ト、ガ ラ ス な ど)数 種 類 と シ ー ト状 の 物 体(毛 皮 、 絹 布 、 ナ イ ロ ン な ど)数 種 類 を 用 意 し た 。 棒 状 の 物 体 と シ ー ト状 の 物 体 を 自 由 に 組 み 合 わ せ て 摩 擦 で 静 電 気 を 起 こ させ 、 棒 状 の 物 体 の 帯 電 の 正 負 を 静 電 気 チ ェ ッ カ ー で 調 べ る 実 験 を 行
っ た 。 い ろ い ろ な 組 み 合 わ せ で 行 っ た 結 果 を 記 録 し、 比 較 す る こ とで 帯 電 列 が 求 め られ る 。 静 電 気 チ ェ ッ カ ー を 用 い る と 、 帯 電 の 正 負 が 容 易 に 判 別 で き る の で 、 生 徒 は い ろ い ろ な 組 み 合 わ せ を 積 極 的 に 試 し て い た 。 実 験 後 の 生 徒 の 感 想 に は 、 「異 な る 素 材 を こ す り合 わ せ る と 、 一 方 は 正 に
、 他 方 は負 に 帯 電 す る こ と が 分 か っ た 。」 や 「こす り合 わ せ る 素 材 を 変 え る と 、 正 に 帯 電 した り負 に 帯 電 し た りす る こ と に 不 思 議 を 感 じた 。」 と い う内 容 が 多 か っ た 。 ま た 、 一 部 の 班 で は 、摩 擦 す る前 に 、そ の 結 果 を予 想 しな が ら実 験 を 楽 し む 様 子 が 見 られ た 。そ れ か ら 、
実 験 プ リン トに は 参 考 と して 帯 電 列 の 一 例 を載 せ た が 、 実 験 結 果 が そ れ と は 異 な っ て い た こ と に 気 付 く班 も あ っ た 。
イ 実 験 「静 電 誘 導 」
先 の 実 験 で 用 い た 静 電 気 チ ェ ッ カ ー は 非 常 に 高 感 度 で あ る 。 検 電 ア ン テ ナ を 金 属 板 に 取 り替 え る と 、 帯 電 した 物 体 が 起 こ す 静 電 誘 導 で 金 属 表 面 に 現 れ る 電 荷 の 正 負 を判 別 す る こ と も 可 能 で あ る。 生 徒 は 静 電 誘 導 に 関 す る 実 験(以 下 のA〜C)を 行 い 、 そ の と き金 属 表 面 に 現 れ る電 荷 の 正 負 を 静 電 気 チ ェ ッ カ ー で 調 べ た 。
〈実 験A>
① 電 極 付 き の 金 属 棒 を2本 の 糸 で 吊 す 。
② 金 属 棒 の 一 端 に 、負 に 帯 電 した 塩 ビ棒 を 近 付 け た り遠 ざ け た りす る 。
③ 金 属 棒 の 他 端 に 現 れ る 電 荷 の 正 負 を 、 静 電 気 チ ェ ッ カ ー で 調 べ る 。
<実 験B>
① は く検 電 器 の 金 属 円 板 を指 で 触 れ る(ア ー ス す る)。
② 負 に 帯 電 した 塩 ビ棒 を 、 は く検 電 器 の 金 属 円 板 に 近 付 け る 。
③ 金 属 円 板 か ら指 を離 した 後 、 金 属 円板 か ら塩 ビ棒 を 遠 ざ け る 。
④ 静 電 気 チ ェ ッ カ ー で 、 は く検 電 器 の 帯 電 の 正 負 を 調 べ る 。
図1‑4実 験A
図1‑5実 験B
〈実 験C>
① は く検 電 器A・Bの 金 属 円板 の 間 に1本 の 金 属 棒 を載 せ る 。
② 負 に 帯 電 した 塩 ビ棒 を 、 は く検 電 器Aの 金 属 円 板 に 近 付 け る。
③ は く検 電 器A・Bの 金 属 円板 上 に 載 せ て い た 金 属 棒 を取 り去 る。
④ は く検 電 器Aの 金 属 円 板 か ら塩 ビ棒 を遠 ざ け る 。
⑤ 静 電 気 チ ェ ッカ ー で 、 は く検 電 器A・Bの 帯 電 の 正 負 を 調 べ る。
実 験A〜Cの 細 か く複 雑 な 操 作 手 順 を 生 徒 全 員 に 対 して 正 確 に 伝 え る こ と は 容 易 で な い 。 そ こで 、 実 験 操 作 を あ らか じ め 撮 影 して お い た ビデ オ 映 像 を 大 画 面 提 示 装 置 で そ の 映 像 を繰 り返 し 流 す こ とで 、 時 間 内 で の 操 作 手 順 の 説 明 を省 い て み た 。
図1‑6実 験C③
図1一 フ 実 験C⑤ ビデ オ 映 像 に よ る 説 明 は 、 分 か りや す く大 変 効 果 的 だ っ た 。 生 徒 か ら実 験 手 順 に 関 す る 質 問 は な く、 どの 班 も 指 示 通 りの 操 作 が 行 わ れ 、 机 間 指 導 を 充 実 さ せ る こ と が で き た 。
ま た 、 実 験 後 に 提 出 す る レ ポ ー トで は 、 静 電 気 チ ェ ッ カ ー が 示 す 、 そ れ ぞ れ の 実 験 結 果 に つ い て 、 そ の 生 じ る メ カ ニ ズ ム を 考 察 す る課 題 を 与 え た 。 こ の こ とで 、 課 題 解 決 を 通 して 生 徒 が
自 ら考 え る 指 導 を 試 み た 。 ウ 実 験 「電 界 の 観 察 」
電 気 力 線 を 観 察 す る た め 、 ス チ ロー ル 容 器 の 裏 底 に サ ラ ダ 油 を 入 れ 、 カ ラ ー パ ウ ダ ー(木 粉 に 着 色 した も の)を ま い た も の を用 い る。 帯 電 体 と し て 、 空 き 缶 に ラ ップ を は り付 け 、 剥 が す
こ とで 帯 電 させ た も の を 用 い る。 容 器 に 置 い た 画 び ょ うを 帯 電 させ る 方 法 で は 、
・生 徒 に とっ て 空 き 缶 を 帯 電 させ る こ と が 難 しい
・電 荷 の 放 電 な ど で す ぐ に 変 化 して しま う
な どの 問 題 点 が あ っ た 。 そ こ で 、 安 定 して 観 察 が で き る よ うに 、 プ ラ ス チ ッ ク コ ップ とア ル ミ 箔 を用 い た コ ン デ ン サ ー に 静 電 気 を た め て 画 び ょ う等 の 電 極 に 電 圧 を 加 え る よ う工 夫 した 。
図1‑8は 実 験 の 概 略 図 で あ る 。 プ ラ ス チ ッ ク コ ップ の 底 か ら約1cmほ ど を 切 り取 り、 ひ っ く り返 し た コ ッ プ の 底 に 接 着 して 観 察 容 器 に
した 。 容 器 の 底 に 刺 した 画 び ょ う と、 容 器 の ふ ち に 貼 っ た ア ル ミテ ー プ を 電 極 と し た 。 こ の 容 器 に サ ラ ダ 油 を入 れ て カ ラ ー パ ウ ダ ー を ま き 、 塩 ビ の 棒 を テ ィ ッ シ ュ ペ ー パ ー で 摩 擦 して コ ン デ ン サ ー に 電 荷 を た め 、 電 極 に 電 圧 を 加 え た 。
図1‑9〜H の 写 真 は 実 験 結 果 の 例 で あ る 。 ほ ぼ
歪
ど の 班 で も き れ い な 電 気 力 線 が 観 察
で き た 。 ま た 、 長 図1‑9負 の 点電荷
カラーパ ウダ ーを ま い た 油
画 び ょ う
選
塩 ビの棒 ＼
図1‑8実 験 装 置
図1‑10正 と負の 電荷 図1‑11負 と負の電 荷 時 間 安 定 して い る の で 、 す べ て の 生 徒 が し っ か り と観 察 し、 ス ケ ッ チ す る こ と が で き た 。
実 験 プ リ ン トの は じ め に 、 復 習 を か ね て 実 験 結 果 を 予 想 させ る設 問 を 設 け た 。 生 徒 は い つ も
い つ も よ り考 え 、 実 験 中 も 結 果 と 予 想 を 比 べ て い た よ う で あ る 。 実 際 、 実 験 後 の ア ンケ ー トで 「予 想 通 り の 結 果 で あ っ た 。 電 気 の 向 き で 絵 が 変 わ る の が と っ て も 不 思 議 だ と 思 っ た 。 な か な か 楽 しか っ た 。」 とい っ た 意 見 が あ っ た 。 予 想 の 設 問 や 実 験 の 操 作 説 明 は 、 デ ジ タ ル カ メ ラ で と っ た 画 像 を ス ラ イ ドシ ョー の よ う に 連
続 し て示 す こ とで ・ 明 瞭 で 効 率 的 な 説 明 を 行 う こ とが で き た 。 図7‑12実 験 風 景 実 験 器 具 は 、 身 近 な 材 料 を 用 い て 手 作 り した も の で あ る 。 ア ン ケ ー トで は 、 「実 験 で 電 界 の 様 子 を は っ き り理 解 す る こ と が で き た 。 こ の 実 験 は 簡 単 に 用 意 で き る の で 、 実 験 し て み よ う と 思 い ま す 。」 や 「なぜ カ ラ ー パ ウ ダ ー が 電 気 力 線 と 同 じ様 に な る か が 疑 問 に 思 っ た 。」
と い っ た 意 見 が あ り、 生 徒 が 自 ら考 え る き っ か け を 与 え る こ と が で き た と 考 え られ る 。 工 実 験 「等 電 位 線 の 測 定 」
図1‑13に 実 験 の 概 略 図 を 示 す 。 直 流 電 源 装 電源へ(10v) 置 で 導 体 紙 上 に 固 定 した ア ル ミ の 電 極 間 に10V電 極(アルミL割 、:躰 紙 の 電 圧 を加 え 、 テ ス タ ー を 用 い て2V置 き に 等 電
位 の 点 を5点 ず つ 探 し、 導.,上 に 白 の 色 雛 で 嘱 一一 ・γ ㌦
記 録 し た 。 班 の 測 定 結 果 を 各 自 で ト レ ー シ ン グ ペ¥ ,、 軍極(ア ・・ミL字) 一 パ ー に 写 し
、 個 人 作 業 で 等 電 位 線 と 電 気 力 線 の
テ ス タ ー
記 入 を し、 生 徒 が 自分 で 考 え る よ うに 工 夫 した 。 図1 ‑13実 験 装 置 実 験 は 、 「平 行 直 線 電 極 」 と 「直 線 電 極 と 「盈 ・
点 電 極 」で2種 類 実 施 した 。右 の 図1‑14、
】5は 生 徒 の 実 験 結 果 で あ る 。
正 確 な 実 験 結 果 を 得 る た め に は 、 入 力 抵 抗 の 大 き な デ ジ タル テ ス ター で 実 験 す
べ き で あ る。 今 回 の 工 業 科 の 実 践 で は 、 図1‑14平 行直 線電 極 図1‑15直 線 電 極 と点電 極 身 近 な 道 具 と して 、 生 徒 が 工 業 科 の 実 習 で 製 作 した テ ス タ ー を 利 用 した 。 今 後 、 デ ジ タ ル テ ス タ ー や 、 抵 抗 が 小 さい カ ー ボ ン シ ー トを利 用 す る こ と も 検 討 した い 。
(4)デ ジ タ ル 映 像 機 器 の 活 用
本 研 究 で は 、授 業 進 行 を 円 滑 に 行 うた め に 、 デ ジ タ ル 映 像 機 器 の 積 極 的 な 活 用 を試 み た 。 具 体 的 に は 、 コ ン ピ ュー タや デ ジ タル カ メ ラ な ど を用 い て 演 示 用 の 映 像 資 料 を 作 成 し、 授 業 時 に そ れ ら を大 画 面 提 示 装 置 で 提 示 しな が ら説 明 を行 い 、 発 問 を 行 っ た 。
ア デ ジ タ ル カ メ ラ の 活 用
① 講 義 に お け る 活 用
無 庵棘 察 ・'騨 響 響 騨
→
〈タ イ トル 〉 図1‑16
̲・ 灘 藁 →
⑤ 来 癩
艶糟/二 舜 聯 蝉 整 ・.「・、
〈発 問1><発 問2>〈 発 問3>
画 像 を 順 番 に 提 示 した 生 徒 へ の 発 問/電 界 の 観 察
離 ・
② 実験 の説明 にお ける活用
→ → →
〈装 置 の 写 真 〉 〈手j頂1><手 順2><手 順3>
図1‑17実 験 装 置 及 び 実 験 方 法 の 説 明/電 界 の 観 察 イ ビデ オ 映 像 の 活 用
一 一〉 → →
<手 順1a><手 順1b><手 順2a><手 順2b>
図1‑18実 験 装 置 及 び 実 験 方 法 の 説 明/静 電 誘 導 の 実 験
こ の よ うな 映 像 機 器 の 活 用 に よ り、 授 業 で の 発 問 や 説 明 の 場 面 で は 調 子 よ く展 開 で き 、 実 験 の 説 明 は 分 か りや す く、 な お か つ 確 実 に 伝 え る こ と が で き た 。 ま た 、 映 像 教 材 は 生 徒 の 関 心 を 引 くカ が 強 く 、 生 徒 の 発 言 や 発 問 を 引 き 出 す 効 果 の 大 き い こ と が 、 手 応 え と して 感 じ られ た 。 生 徒 へ の 指 示 や 説 明 を 効 率 的 に 行 う 工 夫 を す る こ とで 時 間 的 な 余 裕 が 生 ま れ 、 生 徒 の 疑 問 や 反 応 に 対 し て 十 分 に コ ミ ュ ニ ケ ー シ ョ ン を 取 りな が ら授 業 を 進 め る こ とが で き た。
(5)結 果 と 考 察
本 研 究 で は 、 考 え る 「き っ か け 」 を 生 徒 に 与 え る 実 験 方 法 や 展 開 の 工 夫 に 取 り組 ん だ 。 第 一 に 、 生 徒 の 興 味 ・関 心 を 喚 起 す る た め 、 身 近 な 素 材 ・自 作 装 置 に よ る 実 験 を 実 施 した 。 生 徒 は こ う し た 装 置 に 興 味 を 示 し、 「先 生 が 作 っ た の?僕 に も 作 れ る か な あ。」、 さ ら に 「こ の 道 具 は や りづ ら い 。 他 の も の を使 え な い の?」 な ど実 験 方 法 を 考 え る よ う に な る 者 も い た 。
第 二 に 、 デ ジ タ ル 映 像 機 器 を活 用 し 、 発 問 や 説 明 を 効 率 的 に 行 う授 業 を 展 開 した 。 ま ず 、 ス ペ ー ス を 気 に せ ず に 教 材 提 示 が 可 能 な の で 、 分か りや す い 実 験手 順 の説 明 が で きた。 さ らに、
黒 板 に 向 い て い る 時 間 を 減 ら す こ と に よ り、 生 徒 の 疑 問 や 反 応 に 対 して コ ミ ュ ニ ケ ー シ ョ ン を 取 りな が ら授 業 で き る の で 、 生 徒 が 考 え よ う と し た と き の 適 切 な 対 応 が 可 能 と な っ た 。
第 三 に 、 実 験 前 の 予 想 や 実 験 後 の 考 察 な ど の 方 法 を 工 夫 した 。 デ ジ タ ル 映 像 機 器 の 活 用 で 、 予 想 させ る時 間 を と る こ とが で き た 。 レポ ー トの 感 想 等 を 見 る と 、 今 ま で よ り 目的 意 識 を も っ て 実 験 に 取 り組 ん だ 姿 勢 が 読 み とれ 、考 え る き っ か け を 与 え る の に 効 果 的 で あ っ た と思 わ れ る 。
こ れ らの 工 夫 に よ り、 積 極 的 に 取 り組 む 生 徒 が 増 え 、 自 ら考 え る カ を 育 て る 授 業 を つ く る こ と が で き た と考 え られ る 。
(6)お わ りに
今 回 の研 究 で は 、 授 業 方 法 の 研 究 が 中 心 に な り 、 評 価 方 法 の 検 討 が 十 分 に で き な か っ た 。 授 業 後 に 学 習 結 果 に 対 す る 適 切 な フ ィ ー ドバ ッ ク を す る こ と は 、 生 徒 の や る気 を 持 続 させ る た め に 重 要 で あ る 。 授 業 展 開 を 効 率 的 に す る こ と で 生 ま れ る時 間 的 な 余 裕 を利 用 す れ ば 、 生 徒 の き め 細 か な 評 価 を 行 う こ と も 可 能 で あ る。 今 後 、 有 効 な 評 価 方 法 を 検 討 して い き た い 。
圖
2酸 化 還 元 を 題 材 に した 自 ら考 え る 力 を 育 て る 授 業 展 開 の 工 夫 (1)は じめ に
中 学校 ま で の 学 習 で 酸 化 還 元 が 酸 素 との 結 合 に 関係 す る こ と を生 徒 た ち は 学 ん で い る。 しか し、 高 校 化 学 で酸 素 が 関 係 しな い酸 化 還 元 を学 習 す る と、 理 解 度 に 大 き な差 が 生 じて しま うこ とが あ る。 生 徒 に よ っ て は戸 惑 っ た 状 態 で酸 化 数 や 酸 化剤 ・還 元剤 、 イ オ ン 化傾 向 の 学習 に入 る た め 、 酸 化 還 元 反 応 は 「難 しい もの 」 とい うイ メー ジ を もっ て しま い 、身 近 に あ る現 象 に結 び つ け られ ず に い る よ うで あ る。
今 回 、 発 問 と実 験 の組 み合 わ せ 方 を工 夫 して授 業 を行 う こ とに よ り、知 識 を 与 え られ るの で は な く生 徒 が 自 ら考 え な が ら学 習 に 取 り組 み 、理 解 を深 め る授 業 展 開 を工 夫 して み た。
ま た 、 新 学 習 指 導 要 領 の 実施 に あ わ せ 、 生徒 の 「考 え る力 」 が どの よ うに 変 化 した の か を評 価 す る方 法 を研 究 した。
(2)指 導 計 画
本 研 究 は 、 現 行 の 学習 指 導 要 領 の 「化 学IB」 にお け る単 元 「酸 化 と還 元 」 に お い て表2‑
1の 指 導 計 画 を立 て 、 実 践 し、 生 徒 が 自 ら考 え る授 業 にっ い て 考 察 す る。
表2‑1酸 化 と還 元 の 指 導 計 画
指 導 項 目 ・内 容 生 徒 の学習 活 動 指 導上 の留 意点
第1 時
導入5分 ・使 い捨 て カイ ロか ら酸化 につ いて の学 習 を確 認 す る。・生 徒 に 問 い、 考 え させ る。
展 開35分
・酸 素 ・水 素 の授 受 に よ る酸 化 還元 の 実 験
・銅 の 円板 を強 熱 し、メタノールに入れ る実験か ら酸化 還 元 反 応 が起 こっ た ことを 確認 す る。
・酸化 還 元反応 と酸 素 ・水素 の 関係 につ い て、生 徒 自 ら が気 づ き、 主体 的 に考 え る 授 業 展 開 とす る。
ま とめ5分 ・実験 プ リン ト記 入 ・酸化 還 元反 応 と酸素 ・水 素 の 関係 に つ いて 考 え る。
第2 時
導入5分 ・実験 の説 明 ・実験 の 目的 、方法等につ いて理解する。
展 開25分 ・電 子 の 授 受 に よ る 酸 化 還 元の 実験
・塩 素 と銅 線 か ら銅 イ オ ンが 、銅イオ ンと鉄 くぎの反応 か ら銅 が 生 じるこ とを確 認す る。
・電子 の授 受 と酸 化還 元 との 関係 を理 解す る。
ま と め20 分
・身 近 な 酸 化 還 元 に つ い て ク イ ズ形 式
で紹 介 す る。
・燃 焼 や さび な ど身近 な 酸 化 還 元反 応 に つ い て ま と め る。
・酸化 還 元 と生活 との関 連 に 気付 か せ る。
第3 時
導 入10分 嘩 子 による酸化還 兀
・イ オ ン結 合 の 物質(CuO)の 亀子 の 移 動 と酸 化 還 元 の確
ocb
展 開35分
・酸 化数 の 定義
・酸 化数 と酸 化 還元 の 具体 例
・酸化 数 の 決 ま りにつ い て、具体例か ら確認する。
・酸 化数 の 増減 と酸化 還 元の 関係 をイ オ ン結合 の 物 質 で 理解 す る。
・電子 対 の偏 りか ら理解 させ る。
ま とめ5分 ・酸化 数 に よ る定義 ・共 有 結合 の物 質(例H,0)の 性 質 か ら酸 化 と還 元 を酸化 数 の 変化 で理 解 す る,
第4 時
導入5分 ・酸 化 剤 ・還 元 剤 の
具 体例 か らの説 明 ・酸 化還 元 と酸化 剤 ・還 元剤 の違 い をま と め る。
展 開40分
・酸 化 剤 ・還 元剤 の 例
・酸 化 剤 ・還 元 剤 の 反応
・代 表 的 な酸化 剤 ・還 元剤 の は た らき につ い て電 子 を用 い た化 学 反応 式 で 考 える。
・電 子 を用 い た化 学反 応式 を組 み合 わせ 、電子 を消去 し て 、酸 化 剤 と還 元 剤 との反 応 を理 解す る。
・電子 の 移動 を意 識 させ る。
ま とめ5分 ・電子 の移動 の確 認 ・酸 化剤 と還元 剤 の反 応式 で電子 が どの よ うに移 動 した か を ま とめ る。
指 導 項 目 ・内 容 生徒 の学 習活 動 指導上の留意点
第 5
・
6 時
導 入15分 ・実験 の説 明 ・実 験の 目的 と実験1の 方 法 を理 解 す る.
展 開75分
・実 験I KMnO4とKI
・実 験 皿
い ろ い ろ な酸 化 剤 と 還 元 剤
・検 流 計 を用 いて 、電子がどちらの物質からどちらの物 質 に 流れ たか 確認 す る。また 、電 子 が 流れ た時 の物 質 の 色の 変 化 を確認 す る、
・実 験IIの 方法 を理 解す る。
・KMnO4とKIの 色 の変 化 か ら、色々な物質 でその物 質 が酸 化 剤 にな るか 、それ と も還元 剤 に な る かを調 べ
る。
・検 流 計 の針 が 振れ る方 向 と 電 子 の移 動 の 方 向 を確認 す
る.
ま とめ
10分 ・実験 プ リン ト記 入 ・感 想 、疑問点、気付いたこと、自己評価を記入する。
・後 片 付 け をす る,
第7 時
導入5分
・酸 化剤 ・還 元剤 の 復 習
・金 属樹 の 生成 か ら金 属 と金属 イ オ ンの性 質 に 関心 を 向 け る。
・金 属樹 の 演示 は デ ジ タル カ メラ で椴影 した映 像 を見せ て 問 いか け、 考 え させ る。
展 開40分 ・イオ ン化 傾 向
・イオ ン 化傾 向は 金属 の酸 化 されや す さ ・金 属 イ オ ンの 還 元 され やす さの 大小関係 であ る ことを学 ぶ。
・金 属 と以下 の物 質 との反 応性 を具 体的 に 見 てい く。
①H20、② 酸 、③ 酸 化 力の あ る酸 、④酸 素
・演 示 実験 で 生徒 の 興 味 ・関 心 を 引き 出す。
ま とめ5分 ・イ オ ン化傾 向 と酸化 還元 反応 の 関係 を 自 ら見出 す。
第8 時
導入5分 ・実験 の説 明 ・目的 、方法 等 につ い て理 解す る。 ・薬 品 ・実 験器 具の 取扱 い に 注 意 させ る。
展開40分 ・イ オ ン化傾 向 と酸 化還 元
・実験 を通 して イオ ン化傾 向 と酸 化還 元反応 の 関係 を理
解す る。 ・生 徒 実験 で行 う。
ま とめ5分
・イ オ ン化傾 向 と頭 池
・イ オ ン化傾 向 を知 り、酸化還元反応 が起 こるときに流 れ る電 子 を外部 に電流 と して取 り出 し、電 力 と して禾1 用す る、電 池 の原 理 につ いて ま とめ る。
・今 日の 実験 に つ いて レポー トをま と め るた めの ア ドバ イ スを行 う。
第 9 時
導 入 10分
・前 回の 授業 の確 認 実 験 の説 明
・「どの よ うに流 れ 出 た電 子 を取 り出 した か」 の 確認 実 験 の 目的 ・方 法につ い て理 解す る。
展 開30 分
・電池 の 仕組 み 起電 力 の 測定
・実験 を通 して イオ ン化傾 向 と起 電 力 の差 を 関連 づ け て 考 え 、どの よ うにすれ ば よ り大 きな 電 流 を 得 られ
るか 工夫す る。
・実験 を進 め るた め の ヒ ン ト (電解 質 、金 属 を 変 え る) を与 える。
ま とめ10 分
・起電 力 と電 池 の 仕 組 み
・各 班 の電 圧 、電流値の発表。電池の原理 、また、 ど うすれ ば 大 きな電 流 が得 られ る か理解 す る。
第 10 時
導入5分 ・電 池の原 理 の復 習 ・イ オ ン化傾 向 の異 な る金属 の組 み合 わせ で電池 がで きる こ とを ま とめ る。
展 開40 分
・い ろい ろな電 池 と そ の 仕組 み
・ダ ニエ ル電 池 、ボルタ電池、マンガン電池、
鉛 蓄電 池 の仕 組 み、その 他 の電 池 につ い て ま とめ る。
・それ ぞれ の碗 池 を実 際 に 見 せ 電流 を 取 り出す 。 ま とめ
5分
・酸 化還 元反 応 に よ る電 子 の移 動 を外 部 に取 り出す 装 置 が電 池 で ある こ とを確認 す る。
(3)研 究 内 容
① 酸 化 と還 元
酸 化還 元 につ い て は 、中 学 校 にお い て既 に 、酸 素 の授 受 とい う観 点 で 学 ん で い る。 こ こ で は 、 酸 化 還 元 を 水 素 ・電 子 の授 受 とい う観 点 で理 解 す る と とも に 、 生 徒 が 自 ら主体 的 に 考 え る授 業 を展 開す る こ とを 目指 し、発 問 の 仕 方 を 工夫 した。 な お 、 以 下 の 「問」 は授 業 で用 い る発 問例 を意 味 して い る。
ア 使 い 捨 て カイ ロにつ い て 考 え る。
(問1)使 い捨 て カイ ロ を包 装 か ら取 り出 して振 る と ど うな るか 確 か め よ う。(実 際 に振 る。) (問2)包 装 され た使 い 捨 て カイ ロ をそ の ま ま振 る と ど うな るか 確 か め よ う。(実 際 に振 る。) (問3)(問1)と(問2)の 結 果 か ら使 い 捨 てカイロは 、何 と反 応 したか 考 え よ う。
(問4)(問1)の 場 合 は 何 とい う反 応 が起 きた か 考 え よ う。
イ 銅 の 円 板 を きれ い に して み る。
(ア)銅 の 円板 に つ い て 考 え る。
(問1)銅 の 表 面 の 黒 茶 色 の もの は 何 か 考 え よ う。(表 面 が 黒 茶 色 の銅 の 円板 を見せ る。) (問2)銅 の 円板 を加 熱 し、 メ タ ノー ル に 入 れ る と ど うな るか 確 か め よ う。(実 際 に行 う。)
(問3)(問 ユ)と(問2)の 結 果 か ら、 どの よ うな 変 化 が 起 こっ た の か 考 え よ う。
(イ)銅 の 円板 を 加 熱 し、 メ タ ノー ル に 入れ る 実験 を した とき 、 匂 い が 変 化 す る。
こ の こ と で メ タ ノール か らホル ム ア ル デ ヒ ドが で き る こ とに つ い て 考 え る。
(問1)こ の とき 、 どの よ うな 変 化 が起 き たか 考 え よ う.
(ウ)酸 化 還 元 と酸 素 ・水 素 の授 受 との 関係 をま と め る。
ウ 銅 の 酸 化 に つ い て 考 え る。
(ア)塩 素 を 満 た した 集 気 び ん に熱 した 銅 線 を入 れ る。
〔確 認 点 〕 反 応 前 ・後 の銅 線 と集 気 び ん の様 子 を確 認 す る。
(イ)こ の 銅 線 を取 り出 し、 純 水 の 中 に入 れ る。
〔確 認 点 〕 反 応 後 の集 気 び ん の 様 子 を確認 す る。
〔考察 点 〕a銅 イオ ン の 生 成b電 子 の 移 動c電 子 の授 受 と酸 化 の 関係 を考 え る。
(ウ)(イ)で 生 成 した水 溶 液 に 、鉄 く ぎ を入 れ て み るc
〔確 認 点 〕a鉄 くぎ の 成 分 元 素 ・色b実 験 後 の鉄 く ぎの 様 子 を調 べ る。
〔考察 点 〕a銅 の析 出b電 子 の 移 動c電 子 の授 受 と還 元 の 関 係 を 考 え る。
工 身 の 回 りの 酸 化 還 元反 応 を紹 介 す る。
(ア)リ ン ゴ を 切 っ て 、 空 気 に触 れ させ て お い た ら茶 色 く な っ た 。 (イ)緑 茶 を置 い て お い た ら茶 色 く な っ た 。
(ウ)赤 い バ ラ を 漂 白剤(次 亜 塩 素 酸 ナ トリ ウ ム)に つ けた ら、 白 く な っ た。
(エ)都 市 ガ ス(メ タ ン)が 燃 え る 。 (オ)鉄 く ぎ が さ び た 。
(カ)乾 電 池 を 用 い る と 、 電 気 が 流 れ る。
(キ)鉄 鉱 石 を 溶 鉱 炉 で 加 熱 す る と、 鉄 が で き る。
② 酸 化剤 ・還 元剤
酸 化 剤 ・還 元 剤 につ いて は 学 習 した後 で 、結 果 を観 察 して 記 入す るだ けで な く、 実 験 中に 生 徒 が 現 象 に つ い て考 え る こ と を 目指 した。
ア 実 験IKMnOaとKIの 反 応
(ア)図2一 ユの よ うに 、 シ ャー レに ろ紙 を入 れ 、2M硫 酸 を少 量加 え 全 体 に 広 が る よ うに す る。 小 さ く切 った ろ紙2枚 を 、0.02MのKMnO4水 溶 液 と0.1MのKI水 溶 液 に浸 し、
シ ャー レに 入れ る。 検 流 計 の 先 に 炭 素 棒 を接 続 して 、KMnOa水 溶 液 とKI水 溶 液 を浸 した ろ紙 に触 れ 、検 流 計 の 針 の 動 き と動 く方 向 を観 察 す る。
(問1)検 流 計 の針 の振 れ か ら、 電 子 は どち らの物 質 か ら ど ち らの物 質 に 流 れ た か 。
(問2)こ の 実 験 で酸 化剤 と還 元剤 は そ れ ぞ れ 何 か 考 え よ う。 次 に 、炭 素 棒 に触 れ た ろ紙 の色 の 変 化 を観 察 す る。 これ に よ り、 電 子 の 移 動 で 物 質 が 変 化 した こ とが 分 か る。
(問3)そ れ ぞれ ど うい う物 質 に変 化 した か 考 え よ う。
(問4)電 子 を用 い た イ オ ン反 応 式 で こ の 変 化 を表 そ う。
(イ)硫 酸 酸1生のKMnO4水 溶 液 とKI水 溶 液 を別 の試 験 管 に と り、 両方 の水 溶 液 を 混ぜ る。 あ らか
じめ 、 ろ 紙 の色 の変 化 か ら、 色 を予 想 して み る。
(問5)何 色 に 変 化 す るか を予 想 し よ う。
(ウ)ま と め と して 、KMnb4が 酸 化剤 と して働 い た と き と、KIが 還 元剤 と して 働 い た と きの 色 の 変 化 を 再 確認 す る。
イ 実 験IIい ろ い ろ な酸 化剤 と還 元 剤
壽隅 』
図2‑1検 流 計 に よ る確 認 左:KI右:KllnnO4
(ア)大 き め の シ ャ ー レに ろ 紙 を入 れ 、硫 酸 酸 性 の0.02MのKMnO4水 溶 液 を少 量 加 え 、全 体 に広 が る よ うにす る。
(イ)シ ュ ウ酸 、 ビタ ミンC、 硫 酸 鉄(II)、 ブ ドウ糖 、ニ ク ロム 酸 カ リウム の各0.1M水 溶 液 と3%過 酸 化 水 素 水 を そ れ ぞ れ1滴 、KMnO4水 溶 液 の シ ャ ー レに滴 下 し、色 の 変 化
を観 察す る。
(ウ)(ア)と 同 様 に大 き め の シ ャ ー レに ろ紙 を 入れ 、 硫 酸 酸 性 の0.1MのKI水 溶 液 を少 量 加 え 、 全 体 に 広 が る よ うにす る。
(エ)シ ュ ウ酸 、 ビ タ ミンC、 硫 酸鉄(II)、 ブ ドウ糖 、 ニ ク ロム酸 カ リウムの 各0.1M水 溶 液 と3%過 酸 化 水 素水 をそ れ ぞれ1滴 、KI水 溶 液 の シ ャー レに滴 下 し、 色の 変化 を観 察 す る。
(問6)色 の変 化 か ら滴 下 した 各 水 溶 液 が 酸化 剤 、還 元剤 の ど ち らに 当た るか 考 え よ う。
(才)身 近 な物 質 で あ る ビ タ ミンCを 多 く含 む清 涼 飲 料 水 と、 過 酸 化 水 素 を含 む 漂 白剤 を用 い て 、 実 験1と 同 様 に検 流計 と ろ紙 を用 い て 、電 子 が どち らの 物 質 か らどち らの物 質 に流 れ る か を観 察 す る。
(問7)電 子 は どち らか ら どち らへ 流 れ る か を予 想 しよ う。
ウ 実 験 終 了 後 の ア ンケ ー ト結 果(3年 化 学 選 択 者8名) (ア)今 回 の 実 験 に つ い て
・共 同 実 験 者 とい ろい ろ相 談 、確認 が でき、理解 す るのに はよい機会 だ と思 う。
・自分 で レポ ー トを書 い て い る時 は、 分 か らな い 部 分 は そ の ま ま に して しま うけ ど、 実 験 中 に や る と理 解 で き て よ か った と思 う。
