小4理科「水のすがたとゆくえ」指導アイデア

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執筆/埼玉県公立小学校教諭・渡辺南
編集委員/文部科学省教科調査官・鳴川哲也、埼玉県公立小学校校長・引間和彦

単元のねらい

水の性質について、体積や状態の変化に着目して、それらと温度の変化とを関係付けて、水の性質を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、主に既習の内容や生活経験を基に、根拠のある予想や仮説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(三次 総時数12時間)

一次 水を冷やしたとき(4時間)

① 氷のでき方について考え、話し合う。
②③ 水を冷やしたときの温度と体積の変化を調べる。
④ 水を冷やしたときの温度の変化をまとめる。

二次 水を熱したとき(3時間)

① 水を熱したときの様子を考え、話し合う。
②③ 水を熱したときの温度と体積の変化を調べ、まとめる。

三次 湯気とあわの正体(5時間)

① 熱したあとの体積変化を話し合う。
②③ 水を熱して、湯気やあわの正体を調べる。
④⑤ 湯気やあわの正体、水のすがたの変化をまとめる。

単元デザインのポイント

一次の①では、生活経験を基に、氷ができる様子を想起し、話し合うことで問題を見いだします。子供たちは多くの実験器具を使用して水の温度変化を探ります。
この活動を通して、正しい器具の扱い方を習得することができます。

一・二次では水の温度の変化をグラフで表現し、読み取ります。水を冷やしたり、熱したりしたとき、性質はどのように変わるのかといった質的・実体的な視点で探り、理解を深めるようにします。

単元の導入

氷の正体をさぐろう

子供たちにとって、氷は生活に当たり前に存在しています。その氷をじっくり観察したり、触ったりする活動を取り入れましょう。

★触ったり、観察したりしてみよう

氷をじっくり観察したり触ったりしてみよう

氷は何からできているかな。

水!

下矢印

溶けてきた!水になった!

氷が水になる様子を観察する
下矢印

疑問や調べたいこと

  • 冷やすと氷になる?
  • 温めるとどうなる?

活動アイディア

実験器具の取り扱い方や時間経過による温度変化を表に記録し、グラフにまとめる技能を身に付けることができます。グラフから、時間的な視点による温度変化を読み取ることで、根拠のある予想や仮説を発想し、表現することができます。

授業の展開例(一次 第2・3時)

水を冷やしたときの温度と体積の変化を調べる。

【自然事象への関わり】

湖も、気温が下がると凍ることに気付く。

【問題】 水を冷やすと、水の温度や様子はどのように変わるのだろうか。

水を冷やすとき
冷やすときは、試験管に氷が密着するとすぐに凍り始めるため、トンカチで氷を砕くよりも、かき氷器を使用して氷を細かく砕くと、すぐに凍り始めます。

水を入れた試験管を氷の中に入れた様子

【予想】

水を冷やすと、温度は下がる。やがて、氷になる。

【解決方法の立案】

表に時間・温度・様子を記録し、グラフにまとめる。

【観察、実験】

温度や様子をワークシートに記録し、変わり方を確かめながら実験をする。

実験・観察の様子

【結果】

実験結果グラフ(水の変わり方・水と温度の関係)

【考察】

冷やすと温度が下がる。0℃で下がらなくなる。0℃のあたりで水が氷になっている。氷になると水のときより体積が大きくなる。

【結論】

水を冷やすと温度が下がり、体積が大きくなる。すべて氷になるまで0℃のままである。

生活のなかで
ペットボトルには、「容器のまま凍らせないでください」という表記がある場合があります。これは、本授業の実験で分かるように、水は氷になると体積が大きくなり、ペットボトルが破損する恐れがあるからです。生活に生かして考えることができるように、ペットボトルの表記を提示するとよいでしょう。

ペットボトルの表記を確認する

イラスト/たなかあさこ、横井智美

『教育技術 小三小四』2021年3月号より

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