力と圧力

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理－１

第１学年

理科学習指導案

１単元力と圧力２指導観 ○ 地球上のありとあらゆる物体には，力がはたらいている。力は物体と物体との相互作用であり，力がはたらいている事象を合理的に説明するのが力学である。この力学の発展は，物理学の発展を導き，現代文明を支えている様々な科学技術の基礎となったともいえる。この力学を支える「力」の概念は，最も身近で基本的な科学概念の１つなのである。本単元は，身近な事物・現象についての観察，実験を通して，力の基礎的な性質についての理解を深め，これを物体の変形や運動の様子の変化，圧力などの日常生活に見られる現象と関連付けて科学的にみていこうとする見方や考え方を養うことをねらいとする。学習内容としては，力のはたらき，力の表し方，力の相互作用，２力のつり合い，圧力，大気圧などがある。これらの内容について，生徒自らの「考え」を「科学の考え」と照らし合わせながら，いろいろな「力と圧力」に関する事象について予測－観察－説明や課題追究などを通して学習していくことは，「考える力」を育むことができ，主体的に自然を探究する能力や態度，科学的な見方や考え方を養い，自然を総合的に見る上でも大変意義深い。 ○ 本学級の生徒は，理科の学習に対する興味・関心が高く，知的好奇心が旺盛である。授業への参加態度は意欲的で，熱心に観察や実験に取り組み発言も活発である。小学校第４学年において，閉じこめた空気や水に力を加え，その体積や押し返す力の変化について学習している。第５学年では，てこのしくみやはたらき，物体の動きの規則性について調べている。事前調査では，「力と圧力」に関する学習について，約半数の生徒が「身近な現象なのでわかりやすい」という内容の回答をしている。しかしながら，「力は動物やばねなど特定のものが出す」と考えていたり，「重さは物体が下に落ちようとする性質で力ではない」と考えていたりする生徒も少なくない。また，圧力という言葉についてもよく使用するが，力と混同している生徒が多い。以上のことから，「力と圧力」に関する事象は，身近で感覚的にとらえやすいために関心が高く，自分なりの「考え」でとらえているが，それらは直観的で断片的なものにとどまっていることが伺える。したがって，「力と圧力」に関する事象についての予測－観察－説明を通して，生徒の「考え」を明らかにし，それを基にした事象の提示や課題の追究などにより，科学的な「考え」へと再構成させていく必要がある。 ○ 本単元の指導にあたっては，生徒の「力と圧力」に対する考えと，力学における「科学の考え」とのやりとりを予測－観察－説明法を用いて行わせ，「自分の考え」を再構成していく過程の中で，生徒の「考える力」を伸ばしていきたい。また，最後に一連の学習を振り返らせることで，自らの「考え」の変容を確認させ，学習の価値付けを図らせたい。そのためにまず，力のはたらきについて考えさせる。ここでは，力のはたらきを描画法を用いて説明させ，生徒の考えを明らかにさせる。その際，力のはたらきについて他者と交流させ，自分の考えを再考させる。また，力の表し方，２力のつり合う条件，力の相互作用を「科学の考え」として知らせ，力がはたらいている身近な事象を力の矢印を使って説明させる。次に，力がはたらいている事象について考えさせる。ここでは，課題事象の力のはたらきについて「科学の考え」を適用させ，予測－観察－説明を行わせる。そして，いろいろな「力と圧力」に関する事象の中から課題を設定させ，予測－観察－説明を行わせることにより「自分の考え」を深めさせる。さらに，圧力について考えさせる。ここでは，圧力に関する観察，実験を通して，力の効果と力を受ける面積との関係を説明させる。そして，大気圧に関する身のまわりの現象を描画法を用いて説明させる。最後に「力と圧力」の学習を振り返らせ，「自分の考え」の広がりや深まりを確認させる。ここでは，一連の学習活動の中で「力と圧力」についての「自分の考え」がどのように変容してきたかを確認させ，学習の価値付けを図らせる。３目標 ○ 身近な力に関する事象に興味・関心をもち，力の基礎的な性質を日常生活に見られる現象と関連付けようとする。 ○ 力の基礎的な性質を日常生活と結び付けて，論理的に推論する。 ○ 「力と圧力」に関する事象について，予測－観察－説明し「自分の考え」と「科学の考え」とのやりとりを通して「自分の考え」を再構成する。 ○ 物体に力をはたらかせる実験を行い，その変化の様子を観察し，物体にはたらく力を矢印で表す。 ○ 力と圧力の基礎について，日常生活と関連付けて理解する。

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理－２４計画（１１時間）関：関心・意欲・態度思：科学的思考技：技能・表現知：知識・理解次時学習活動・内容手だて評価規準一４１力のはたらきについて考える。 ○力がはたらいている身のまわりの事象を関：力のはたらきに関心をもち， (1)力のはたらきを描画で説明す提示する。力がはたらいている身のまわる。りの事象を描画で説明しよう・力がはたらいている場所 ○描画の説明について，他者と交流させ，とする。＜描画分析＞・力のはたらき自分の考えを再考させる。思：力がはたらいている身の (2)力のはたらきについて他者と ○人の力以外にも様々な力があることを知らまわりの事象についての自交流する。せる。分の考えを検討し，再構成・力の種類する。＜描画分析＞ (3)物体にはたらく力について ○力を矢印で表すこと，２力のつりあう条知：力の表し方，２力のつ考える。件，力の相互作用を知らせる。り合う条件，力の相互作・力の矢印 ○力がはたらいている身のまわりの事象を用について説明する。・力のつり合い力の矢印を使って説明させる。＜プリント分析＞・力の相互作用思：力がはたらいている身のまわりの事象を力の矢印を使って説明する。＜プリント分析＞二３２力がはたらいている事象に思：力学的な視点から課題事ついて考える。象について予測，観察，説本 (1)課題事象について予測，観察， ○課題事象の力のはたらきについて，科明する。時説明を行う。学の考えを適用させ，力の矢印を使っ＜プリント分析＞・台はかり上の２つの磁石にて説明させる。はたらく力 (2)力がはたらいている身のまわ ○身のまわりの事象から課題を設定させ，技：検証のための観察・実験りの事象について課題を設定予測，観察，説明を行わせることによりを行い，結果をまとめる。し，予測，観察，説明を行う。自分の考えを深めさせる。＜レポート分析＞・力のつりあい思：身のまわりの事象について・力の相互作用の自分の課題を力学的視点から予測，観察，説明する。＜プリント分析＞三３３圧力について考える。知：力の効果と力を受ける (1)力の効果と力を受ける面積と ○力の効果と力を受ける面積との関係を身面積との関係を説明する。の関係を説明する。のまわりの事象で説明させる。＜プリント分析＞・圧力の定義・圧力の表し方 (2)空気の重さと大気圧の関係を ○大気圧は空気の重さによることを知らせ説明する。る。思：大気圧に関する身のま・大気圧のはたらき ○大気圧に関する身のまわりの現象を，描わりの現象を描画で表し，・大気圧と身のまわりの現象画を使って説明させる。説明する。＜描画分析＞四１４力と圧力の学習を振り返り， ○一連の学習活動の中で力と圧力についての関：今までの学習を振り返自分の考えの広がりや深まり「自分の考え」がどのように変容してきたり，自分の学びを評価しよを確認する。かを確認させ，学習の価値付けを図る。うとする。＜プリント分析＞

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理－３５本時計画第二次の１理科室にて (1) 本時の指導観前時までに生徒は，力のはたらきについて「自分の考え」を明らかにし，力の種類，力の表し方，２力のつり合う条件，力の相互作用を学習している。本時では，課題事象の力のはたらきについて科学の考えを適用し，力の矢印を使って説明できることをねらいとする。そのためにまず，本時のめあてを確認させる。ここでは，課題のパネルを提示し，演示を行うことで課題内容をとらえさせ，課題事象について関心をもたせる。次に，課題事象について予測させる。ここでは，台はかりのめもりの変化について自分の考えを明らかにさせ，力の矢印を使って説明させる。その際，２つの磁石それぞれにはたらく力を矢印で表すことを指示する。さらに，課題事象について，観察，説明を行わせる。ここでは，観察結果を説明する際に，力のつり合いや力の相互作用を適用するよう指示する。そして，いくつかの異なる考えを報告させ，意見交流を行わせることにより自分の考えを深めさせる。最後に，問いについて予測，説明を行わせる。ここでは，クリップにはたらく力を力の矢印で表させ，糸を切った場合のクリップの動きについて説明させる。観察については演示実験で行う。 (2) 主眼 ○ 課題事象の力のはたらきについて科学の考えを適用し，力の矢印を使って説明する。 (3) 準備 ① 課題事象パネル ② 演示実験セット（リング磁石大，支柱，台はかり） ③ 学習プリント ④ 生徒実験セット（リング磁石小，支柱，台はかり） ⑤ ＯＨＰ，ＯＨＰシート ⑥ 問いの演示実験セット（クリップ，磁石，糸） (4) 過程学習活動・内容準備手だて（○）と評価（◇）形態配時課題一斉５２つの磁石をくっつけて，支柱に置き，台はかりの上にのせて重さをはかります。次に，２つの磁石を反発させて支柱に置き，台はかりの上にのせると台はかりのめもりはどうなるでしょう？１本時のめあてを確認する。 ① ○ 課題のパネルを提示し，演示を行うこと ② で課題内容をとらえさせ，課題事象につい台はかり上の２つの磁石に ③ て関心をもたせる。はたらく力について考えよう２課題事象について予測する。 ○ 台はかりのめもりの変化について自分の個人 15 ・台はかりのめもりの変化考えを明らかにさせ，力の矢印を使って説・２つの磁石にはたらく力明させる。 ○ ２つの磁石それぞれにはたらく力を矢印で表すことを指示する。３課題事象について，観察，説明を ④ ○ 観察結果を説明する際に，力のつり合い小集 20 行う。 ⑤ や力の相互作用を適用するよう指示する。団・力の矢印 ○ 力の矢印が描けない生徒には，机間指 ↓ ・力のつり合い導の際に重力と磁力の作用点を示す。個人・力の相互作用 ○ いくつかの異なる考えを報告させ，意見 ↓ 交流を行わせることにより自分の考えを深一斉めさせる。 ◇ 課題事象の力のはたらきについて，科学の考えを適用し，力の矢印を使って説明することができたか。＜プリント分析＞４問いについて予測，説明を行う。 ⑥ ○ クリップにはたらく力を力の矢印で表さ 10 ・クリップにはたらく力せ，糸を切った場合のクリップの動きにつ個人・糸を切ったときのクリップの動きいて説明させる。 ◇ 問いについて，力の矢印を使って説明することができたか。＜プリント分析＞

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理－４第1 学年「力と圧力」評価基準表関：関心・意欲・態度思：科学的思考技：技能・表現知：知識・理解配評価規準評価基準学習活動・内容時＜評価方法＞ＡＢ４１力のはたらきについて考関：力のはたらきに関心を・身のまわりの事象にはたらいている力をイメージえる。もち，力がはたらいていし，描画でわかりやすく説明しようとする。 (1)力のはたらきを描画で説る身のまわりの事象を描明する。画で説明しようとする。・力がはたらいている場所＜描画分析＞・力のはたらき思：力がはたらいている身・自分の考えを他者のもの・自分の考えを他者のも (2)力のはたらきについて他のまわりの事象についてと比較し，批判的に検討のと比較し，検討する者と交流する。の自分の考えを検討し，することで力のはたらきことで力のはたらきに・力の種類再構成する。についての説明をより精ついての説明を再構成 (3)物体にはたらく力につい＜描画分析＞緻なものに再構成する。する。て考える。知：力の表し方，２力のつり・２力のつり合い，力の相・力を矢印で表すことが・力の矢印合う条件，力の相互作用に互作用について具体例をでき，２力のつり合う・力のつり合いついて知識を身につけてい挙げて力の矢印を的確に条件，力の相互作用に・力の相互作用る。＜プリント分析＞使って説明する。ついて説明する。思：力がはたらいている身・力のつり合いや相互作・力の向き，大きさ，作のまわりの事象を力の矢用をふまえて力の矢印用点を明確にして力の印を使って説明する。を使って説明する。矢印を使って説明する。＜プリント分析＞３２力がはたらいている事思：力学的な視点から課題・課題事象について，物体に・課題事象について，物象について考える。事象について予測，観察，はたらく力を的確に指摘し，体にはたらく力を的確 (1)課題事象について予測，説明する。説明することができ，その考に指摘し，説明する。観察，説明を行う。＜プリント分析＞え方を他の事象に適用する。・台はかり上の２つの磁石技：検証のための観察・実験・妥当性や信頼性が他者か・仮説の検証が可能な実にはたらく力を行い，結果をまとめる。らも認められるような検験を行う。 (2)力がはたらいている身の＜レポート分析＞証実験を行う。まわりの事象について課思：身のまわりの事象につい・検証方法の妥当性や実・検証可能な仮説を設定題を設定し，予測，観察，ての自分の課題を力学的行可能性などを吟味し，し，それぞれの物体に説明を行う。視点から予測，観察，説検証結果を力学的な視はたらく力に着目して・仮説の設定明する。＜プリント分析＞点から論理的に考察す予測，観察，説明する。・検証方法の立案る。・検証実験３３圧力について考える。知：力の効果と力を受ける・圧力が力の効果を意味し，・圧力が力の効果を意味 (1)力の効果と力を受ける面面積との関係を説明す単位面積あたりにかかるし，単位面積あたりに積との関係を説明する。る。＜プリント分析＞力として表されることをかかる力として表され・圧力の定義説明し，日常生活の事象ることを説明する。・圧力の表し方に関連付けて説明する。 (2)空気の重さと大気圧の関思：大気圧に関する身の・大気圧に関する身のま・空気の重さによって大気係を説明する。まわりの現象を描画でわりの現象を描画で表圧が生じていることをふ・大気圧のはたらき表し，説明する。し，力の矢印で表し，まえ，大気圧のはたらき・大気圧と身のまわりの現象＜描画分析＞論理的に説明する。を描画で表し，説明する。１４力と圧力の学習を振り関：今までの学習を振り返り，・自分の学習について，関心，意欲と理解の２つの返り，自分の考えの広が自分の学びを評価しようとす視点から振り返り，変容とその原因について吟味し，りや深まりを確認する。る。＜プリント分析＞自分の学びの過程と成果を価値付けようとする。