小5理科「ふりこの動き」指導アイデア

執筆/福岡県公立小学校教諭・梶沼光弘
編集委員/文部科学省教科調査官・鳴川哲也、福岡県公立小学校校長・古澤律子

単元のねらい

振り子の運動の規則性について、振り子が1往復する時間に着目して、おもりの重さや振り子の長さなどの条件を制御しながら調べる活動を通して、それらについての理解を図り、観察、実験などに関する技能を身に付けるとともに、主に予想や仮説を基に、解決の方法を発想する力や主体的に問題解決しようとする態度を育成する。

単元の流れ(一次 総時数 9時間)

第一次 振り子の1往復する時間(9時間)

① 振り子の作成・体験

ふりこの作成・体験

② 振り子の1往復する時間の予想・検証方法立案

自分の振り子と友だちの振り子のリズムに着目させ、「なぜ、1往復する時間」に違いがあるのか要因を考え、条件を統一して調べるようにします。

③ ④ ⑤ 振り子の1往復する時間のちがい(振り子の長さ・おもりの重さ・振れ幅)
⑥ 3つの実験結果のまとめ

ふりこの1往復する時間のちがいを調べた

各班の1往復する時間の平均をグラフで一覧掲示します。それぞれ3つの実験の結果を並べて比較します。「●●が変わると■■はどう変化するか」という量的・関係的な視点で捉えるようにしましょう。

⑦ 振り子の長さを変えて
⑧ メトロノームを作ってみよう
⑨ 学んだことを生かそう

メトロノームを使ってみる

単元の導入

おもりの重さや振り子の長さの違う様々な振り子を作って、曲を聴きながら,リズムを合わせる活動をします。振り子の動く速さが違うことやリズムが合わないことに興味・関心を高めることができます。

ふりこでリズムを合わせる活動

曲に合わせて振り子を振ってみましょう。リズムが合うように調節してみましょうね。

曲のリズムに合わないよ。A君は合ってるのに、どうしてだろう?

何を変えると振り子のリズムを変えることができるのかな?

下矢印

何が関係していると思いますか?

おもりの重さかな?

僕の振り子と友だちの振り子では、振り子の長さが違うのかな?

活動アイデア

前時の導入で行った体験活動を基に、振り子が1往復する時間は「振り子の長さ・おもりの重さ・振れ幅」の3つの要因のどれによって変化するのかについて、根拠のある予想を子供から引き出します。そのうえで、調べたい要因によって、変える条件と変えない条件を整理し、適切に条件を制御しながら解決方法を発想する力を育成しましょう。

授業の展開例

振り子が1往復する時間のちがい(振り子の長さ)

自然事象への関わり

問題
振り子の1往復する時間は、『振り子の長さ』によって変わるのだろうか。

「振り子の長さ」「おもりの重さ」「振れ幅」の3つのうち、学級で一番多く疑問に感じた要因から調べていくと、意欲的な問題解決活動につながります。さらに学級でそろえて実験することで、変える条件と変えない条件をきちんと整理して実験を進めることができます。

予想

振り子の長さによって、1 往復する時間は変わってくると思う。なぜなら、友だちの振り子(1往復する時間が短い)と比べた時、僕の振り子より振り子の長さが短かったから。

解決方法の立案

変える条件と変えない条件はどのようになりますか。

振り子の長さは何㎝くらいにしたらいいかな。
3種類くらいあると違いが分かりそうだね。

変える条件は,「振り子の長さ」だから、「おもりの重さ」と「振れ幅」は同じにしないといけない。

実験方法を考える際に大切なことは、調べる条件を1つだけ変えて、それ以外の条件は同じにすることです。

観察、実験

ふりこを使った観察・実験

20㎝と40㎝と60㎝で調べてみよう。

10往復する回数をみんなで数えようね。

実験に入る前に、1往復の数え方や平均の出し方などの細かな実験の手順を全員で確認するとよいです。振り子を斜めに振ると、スタンドや机に当たってしまいます。スタンドや机に水平に振るようにしましょう。

結果

長さ別の実験結果

結果は、表よりもグラフに色シールを貼って掲示することで、視覚的に1往復する時間と振り子の長さの関係を捉えることができます。

考察

予想通り、振り子の長さによって1往復する時間は変わった。振り子の長さが長くなれば、時間も長くなることが分かった。

結論

振り子の1往復する時間は、振り子の長さによって変わる。


イラスト/佐藤雅枝、横井智美

『教育技術 小五小六』2021年1月号より

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