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第3学年1組 理科学習授業案3

森竹高裕


 




7.本時の授業

 (1)目 標

    閉じ込めた空気を押すと,空気は押し縮められることを理解する。

 

 (2)指導構想

第3時

児童は第3時で,ビニル袋をハンカチのようにたたむ学習をしている。児童は始め,「ピッタリ折りたた」「ふわふわしないように」ということに対し,何ら困難を予想しない。ところがそのうち,「ハンカチはピッタリしたけどビニルはピッタリしにくい」ということに気付き始める。この「かんたん」だと思われることが実は「難しい」のである。この難しさは始めは「うまくいかない」「へた」ということだと思っている。やがて「どうしてうまくいかないのだろう」ということを考えるようになる。

ピッタリとおりたたもうとしたビニルぶくろがうまくおれない。この時,子どもは両手で強く袋を押すだろう。つまり,空気を押し潰そうとするのである。ところが,いくら押しても空気は元に戻ってしまう。ここで子どもは強く印象づけられ,わずかな空気でも押し潰すことができないことを知る。また空気は,ほんのわずかなすき間にも入り込むことをその手の感覚を通して意識するだろう。

児童たちは,しだいにビニルのすき間の空気に注目していく。そして,ピッタリと折りたたむには,この空気を外へ出すしかないことに気付いていく。そこで,針で穴をあけ空気を外に出しビニルを折りたたむ。また,目に見えない針穴から,水の中へ空気の出ていく様子を観察させる。第3時では,狭いところや折りたたんだすき間にも空気が存在し,ほんのわずかな空気であってもなくならないという空気の存在と性質を学習させる。


第4時 

第4時では,「空気は押し縮めることができますか。空気を閉じ込める物をもってきて試してみよう」と問いかける。児童は,風船やビニルぶくろを持ってくる。このことは,アンケートからも明らかなように2年生の学習の延長である。

ところが,ビニルぶくろは(図.13)のように,一部が縮んでも他の部分が膨らんでしまう。この活動を十分させた後,空気を縮めることができるかを意見交換させる。子供は,いくら押しても,他の部分が膨らんでしまうという事実から「空気は縮めることができない」と感じることだろう。


第5時(本時)

本時では空気は縮められることを,理解させていく。児童は,ビニルぶくろをたたんだり,押し潰そうとした経験から空気は押し縮められないのではないか,と考えている。

ここで(図.14)のようにコップを逆さに水の中にいれたときの様子を考えさせる。児童にはA:B:Cの3つの場合を提示し予想を立てさせる。これまでの生活経験の中からAと考える子や,空気は縮められないものだからCと考える子が出てくるだろう。

意見交換の後,各自実験を行ってみる。すると予想と異なり,水がわずかながらコップの中に入ってくる。既 習経験から,空気は縮められないと思っているのに,それを覆させざるをおえない現象の強み。この驚きは,強い印象になって,原因追究の意欲を持たせるであろうこの意欲は,次の様な操作に発展していくだろう。

・アワになってコップの外へ出ていかないかを見る。
・真横からしっかり見つめる
・水槽にコップを少しだけ入れたり,底のほうまで入れてみて,水の入り方を比べてみる。
・違う形の容器で,水が入るかどうかを調べる。

どの事実も,「空気があるので,水は入っていかない」というイメージを覆す。この事実から子供は,現象について自分なりの意味付けをしようとする。この時,「コップから減った空気はどこへ行ったのですか」と尋ねると,「空気はどこかにいった」と「空気は縮められる」の2つの意見に別れるだろう。それぞれ,操作活動の中から自分の考えを擬人化しながら説明していく。


空気は縮む(どこへもいってない)  空気は縮まない(どこかへいった)
・アワが出ないので空気はどこへもいってない
・空気が下に行こうとすると水が押し返す
・水が下から押し上げた
・満員電車のように押し縮められた    
・空気が外へ出ちゃった
・空気は水に溶けた
・コップも少しは膨らんだ

 

十分に意見交換した後,教師実験を行い,本当に空気が縮むかどうか確かめる。これは大きな空気でっぽうを用い,筒の中には小さな風船を入れる。

あらかじめ,中の風船がどうなったとき,空気が縮まったことになるのか明らかにしておく。空気が縮まった様子を見せるのに,容器はどのような形でもよいのだが,空気でっぽうの活動へとつないでいきたいので,ここでは大きな空気でっぽうを用いることにする。

このようにして,押し縮めることのできないと思っていた空気は,回りが固い入れ物にいれたときは,押し縮められることを理解させたい。空気は目に見えないものだからこそ,「押し縮められる」ということをより確かな事実で捉えさせるようにしたい。



 (3)展 開

教師の働きかけと予想される児童のあらわれ 留意点
 課題を提示する

                     



教師実験をして児童に見せる
水槽を用意し実験をする




 
空気がどこへ行ったかということから,空気が「縮められるか」「縮められないか」について焦点を絞っていく


















話し合いによって,「空気は縮められる」という仮説を立てていく








教室には,空気でっぽう注射器,ボール,水槽などを置いておく

風船がどうなった時,空気が縮むことになるのかを実験前に明らかにする

空気が縮む様子を視覚を通して捉えさせる

わかったことをノ−トにまとめさせる
水の中にコップを逆さにいれると,コップの中に水は入ると思いますか  

A:少し入る
 ・見たことがある
 ・やったことがある
 ・空気は 縮められる

B:半分入る
  ・水のほうが 力が 強い

C:入らない
 ・空気は 縮まない
 ・空気が 一杯 入っている
 ・水が 入るところは ない

                     
結果はAでしたね。コップの中の空気はどこへ行ったのですか。  
<どこへも行ってない(空気が縮んだ)>
 ・泡が出てないからどこへも行ってない 
 ・コップを沈ますと手応えが大きくなる 
 ・空気が下に行こうとすると,水が下から押し返す
 ・水が下から押し上げた
 ・満員電車のように無理して入って押し縮められた
           ↓
<どこかへ行った(空気は縮まない)>
 ・ふくろと同じで空気は縮まない
 ・空気が外へ出ていってしまった
 ・空気は水の中に溶けてしまった
 ・コップもふくろと同じように,少しは膨らんでいる

 
空気が縮められたと分かるのは,どんなことをしたときですか。友達と相談しながらいろいろ試してみよう。 
 ・空気でっぽう出玉が飛び出す前のとき  
 ・注射器を押したとき
 ・ボ−ルをぎゅっと押したとき 
 ・コップを水の中に沈めて水が少し入った時 

本当に空気が縮むかどうか,確かめてみよう  

 ・風船は縮められて小さくなった      
 ・風船が小さくなった(空気が縮められた) 
 ・手を元に戻すと風船も元の大きさに戻る

 ・空気を縮めることができる
 ・回りが固ければ空気は縮められる
 ・風船が小さくなって空気が縮んだ

 
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