第５学年○組 理科学習指導案
１ 単元名 電磁石の性質 ２ 指導観 ○ 本単元は、第４学年「電池のはたらき」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である「エネルギーの変換と保存」に関わるものであり、第６学年 「電気の性質とその利用」の学習につながるものである。 本単元では、これらの学習を基にして、鉄心に巻いた導線に電流を流すと鉄心が磁化されるこ と、電磁石の鉄を引きつける力や極は、電流の大きさや方向によって変わることなどを捉えるこ とができるようにすることが主なねらいである。具体的には、電流がつくる磁力について、電流 の大きさや向き、コイルの巻数などに着目して条件を制御しながら調べ、その結果から電磁石の 性質を考察したり、その性質を生かした利用法などについて予想したり調べたりする。これらの 活動は、電磁石の性質を多面的に追究できることから、量的・関係的な見方および条件制御の考 え方を育てる上でもたいへん意義深い。 ◯ 本学級の児童○名は、学習に対して真面目に取り組む児童が多く、理科の学習においても意欲 的に実験や観察をする姿が見られる。しかし、これまでの経験から予想や結果などの見通しをも つことや、条件制御をして比較実験を行うことを十分に理解できていない児童が見られることが 課題である。 本単元に関わるアンケートでは、｢電池を使って豆電球に明かりをつけるためのつなぎ方｣を正 しく答えた児童は１７名、｢豆電球の明るさを明るくする方法｣を正しく答えた児童は１７名であ った。また、｢電池の直列つなぎや並列つなぎ｣を正しく答えた児童は１０名、｢電磁石｣について ｢知っている｣と答えた児童はいなかった。 ◯ 本単元では、電流の大きさを変えたり電磁石の導線の巻数を変えたりすれば電磁石の力が変化す ることや、電流の向きによって極が変化することなどを調べる活動を通して、条件を制御しながら 実験・観察を計画的に行い、電磁石の性質を捉えることができるようにする。 指導にあたっては、まず、本学級の児童は電磁石を初めて手にすることから、電磁石を作って 試行活動（魚釣りゲーム）を行う。その際、クリップを付けた魚や棒磁石を付けた魚、重い鉄を 付けた魚など、いくつかの魚を準備し、磁石と電磁石の共通点に気づくとともに、電磁石の極や 鉄を引き付ける強さなどについて課題意識をもつことができるようにする。 展開段階では、電磁石にもＮ極やＳ極があるのか、電磁石の極を変化させたり鉄を引きつける 力を強くしたりできるのかなど、児童から出された課題を解決するための実験方法をグループで 話し合う。そして、電流の向きによって電磁石の極が変化することや、電流の大きさ、コイルの 巻数によって電磁石が鉄を引き付ける力が変化することを捉えるようにする。 終末段階では、これまで捉えてきた電磁石の性質から、電磁石が身近なところでどのように使 われているかを予想して調べることで、電磁石の性質の理解を深めるとともに、児童の日常生活 との関連を図っていきたい。 ３ 単元目標 ◯ 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、自ら電磁石や電流のは たらきを調べようとする。【自然事象への関心・意欲・態度】 ◯ 電磁石の極や強さを変化させる条件が、電流の向きや電流の大きさ、コイルの巻数であるこ とを関係付けて考察し、表現することができる。【科学的な思考・表現】 ◯ 電磁石や簡易検流計などを適切に使って安全で計画的に実験を行い、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】 ◯ 電流の向きや電流の大きさ、コイルの巻数によって、電磁石の性質が変化することを理解す ることができる。【自然事象についての知識・理解】４ 指導計画（全１１時間） 次 時 主な学習活動 主体的・対話的で深い学びの視点に立った手立て 一 ２ ◯ 電磁石を作って魚つりゲームを 行うことで、電磁石と磁石の共通 点に気づいたり、課題意識をもっ たりする。 具体物や体験活動を取り入れ、驚きや疑問を生 み出し課題につなぐ場の設定 【主体的な学び‐③】 二 ６ ◯ 魚釣りゲームで、同じ丸磁石な のに釣ることができなかった魚を 釣るために、電磁石の極の向きを 変えるための方法を調べる。 ◯ 魚釣りゲームで、重い鉄が付い た魚を釣るために、電磁石の鉄を 引きつける力を強くするための方 法を調べる。 ≪本時≫ 魚釣りゲームでつかんだ課題を想起するための 演示実験を行う場の設定【主体的な学び‐③】 変える条件と変えない条件を検討するための既 習の実験方法を振り返る場の設定 【対話的な学び‐②】 新たな問いが連続するための実験結果を振り返 る場の設定 【深い学び‐①】 三 ３ ◯ 電磁石が身近なところでどのよ うにいかされているか調べる。 電磁石の性質について理解を深めるための電磁 石の利用方法を調べる場の設定 【深い学び‐③】 ５ 本 時 令和元年○月○日（○）第○校時 於 理科室 （１） 主眼 ◯ 重い鉄の付いた魚を釣るための方法を予想し、電磁石の強さを変化させる要因を調べる活動 を通して、条件を制御した実験方法を考え、電磁石が鉄を引きつける力を強くするためには電 流の大きさを大きくすればよいことを見いだすことができる。 （２） 授業仮説 次のような手立てを位置づければ、条件を制御した実験方法を考え、電磁石が鉄を引きつける 力を強くするためには電流の大きさを大きくすればよいことを見出すことができるであろう。 ○ 本時の課題意識をもつことができるように、鉄を引きつける力の強い電磁石を準備し、重 い鉄の付いた魚で演示実験をする。【主体的な学び‐③】 ○ 予想を確かめるための実験にするために、実験に必要な道具を確かめたり、既習の実験方 法を学びのあしあとで振り返ったりしながら、変える条件と変えない条件を検討する場を設 定する。【対話的な学び‐②】 ○ 電磁石の鉄を引きつける力を強くする要因が電流の大きさ以外（コイルの巻数・鉄心の太さ など）にもあることを予想できるように、各グループの電磁石に引き付けられたクリップの数 の違いに着目するような問いかけをする。【深い学び‐①】 （３） 準備 教師：コイル・鉄心・電池・重い鉄の付いた魚・クリップ・検流計 児童：教科書・ノート
（４） 展開 学習活動 指導上の留意点（◇評価） １ クリップが多くついた電磁石を見て、本時 学習のめあてをつくる。 ２ 電磁石の鉄を引きつける力を強くするため の要因を予想し、予想を確かめるための実験 方法を話し合う。 （１）予想を書く。 （２）実験方法を話し合う。 ３ 実験を行い、結果を考察する。 （１）実験を行う。 （２）実験結果を考察する。 ○ 本時の課題意識をもつことができるように 鉄を引きつける力の強い電磁石を準備し、重 い鉄の付いた魚で演示実験をする。 【主体的な学び‐③】 ◯ 電磁石が鉄を引きつける力を強くする要因 を予想できるように、豆電球やモーターに乾 電池をつないだときの様子や生活経験などを 想起できるように問いかけをする。 ○ 予想を確かめるための実験にするために、 実験に必要な道具を確かめたり、既習の実験 方法を学びのあしあとで振り返ったりしなが ら、変える条件と変えない条件を検討する場 を設定する。【対話的な学び‐②】 ◯ 実験結果が分かるように、結果を表にまと める。 ○ 【見方】電流の大きさに着目し、【考え方】 電流の大きさや導線の長さ、コイルの巻数な どの条件を制御しながら電磁石の強さを変化 させた要因を考える。 ○ 電池を増やした場合やつなぎ方を変えた場 合など、実験結果から分かることを考察として 書く活動を設定する。 ◯ 電池の数と電流の大きさのちがいに気づく ことができるように、直列つなぎと並列つなぎ の電流の大きさに着目する。 ◇ 電磁石を強くする要因を、実験結果をもと に考察することができる。（ノート） めあて 電磁石の鉄を引きつける力を強くするためには、どうすればよいか調べよう。 自分たちの電磁石では、重い鉄の魚は 釣れなかった。どうすれば、鉄を引きつ ける力が強くなるのだろう。 ①乾電池１個と１００回巻きのコイルを 回路につなぐ。 ②電磁石に付くクリップの数を調べる。 ③乾電池を２個に増やして直列につなぐ。 ④電磁石に付くクリップの数を調べる。 乾電池の数を増やしても、並列つな ぎでは豆電球の明るさは変わらなかっ たから、直列つなぎにすればよいと思 う。 ①乾電池２個を直列つなぎにして５０回 巻きのコイルを回路につなぐ。 ②電磁石に付くクリップの数を調べる。 ③乾電池２個を並列つなぎにして５０回 巻きのコイルを回路につなぐ。 ④電磁石に付くクリップの数を調べる。 ４年生のときに、乾電池の数を増やす と豆電球が明るくなったり、モーターが 速く回ったりしたから、電磁石でも乾電 池の数を増やせばよいと思う。 乾電池 電流の大きさ コイルの巻き数 1 回目 2 回目 3 回目 １個 1.2A 100 回 3 個 3 個 3 個 ２個 1.7A 100 回 9 個 7 個 8 個 乾電池 電流の 大きさ コイルの 巻き数 1 回目 2 回目 3 回目 直列 1.7A 50 回 6 個 5 個 6 個 並列 1.2A 50 回 3 個 3 個 3 個 実験では、乾電池１個のときより２個 のときの方が、クリップが多くついた。 このことから、鉄を引きつける力を強く するには、乾電池の数を増やせばよいと 考えられる。 実験では、直列つなぎの方が、並列つ なぎよりも、クリップが多くついた。こ のことから、鉄を引きつける力を強くす るには、乾電池を直列につなげばよいと 考えられる。
４ 本時学習を振り返り、まとめる。 ◯ 本時学習で分かったことや次に調べたいこ となどを書き、学習のまとめをする。 ○ 電磁石の鉄を引きつける力を強くする要因 が電流の大きさ以外にもあることを予想でき るように、各グループの電磁石に引き付けら れたクリップの数の違いに着目するような問 いかけをする。【深い学び‐①】 （５）板書計画 まとめ 電磁石の鉄を引きつける力を強くするためには、電流の大きさを 大きくするとよい。 結果 10/25 電磁石の性質 めあて 電磁石の鉄を引きつける力を強くするためには、どうすればよいか調べよう。 実験 ○電池の数を増やす。 ・変える条件 ：電池の数 ○つなぎ方を変える。 ・変える条件 ：直列つなぎ 並列つなぎ 予想 電磁石の鉄を引きつける力を 強くするには・・・ ○電池の数を増やす。 ○電池を直列つなぎで増やす。 まとめ 電磁石の鉄を引きつける力を強くするためには、 電流の大きさを大きくするとよい。 考察 電磁石の鉄を引きつける力を強く するには・・・ ・電池の数を増やす。 ・電池を直列につなぐ。 電流の大きさを大きくすればよい。 実験では、同じ電流の大きさなのに、 クリップが付いた数が違う。電磁石の鉄 を引きつける力を強くするためには、電 流の大きさを変える以外にも方法がある かもしれない。
