小4理科「雨水のゆくえ」指導アイデア

特集
【文部科学省教科調査官監修】1人1台端末時代の教科指導ヒントとアイデア
小4理科「雨水のゆくえ」

執筆/福岡県北九州市立白野江小学校教諭・竹治 祥子
 福岡県北九州市立大里南小学校教諭・大家 実鶴
監修/文部科学省教科調査官・有本 淳
 福岡県北九州市立曽根東小学校校長・澤野 孝雄
 福岡県北九州市立朽網小学校教頭・荒金 吉彦

単元の目標

水の流れ方やしみ込み方、気温、水の行方に着目して、それらと地面の傾きや土の粒の大きさ、水の状態変化とを関係付けて、雨水の行方と地面の様子、自然界の水の様子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ことがねらいとなります。

学習指導要領では、次のことを理解するようにすることが示されています。

(ア) 水は、高い場所から低い場所へと流れて集まること。

(イ) 水のしみ込み方は、土の粒の大きさによって違いがあること。

子供が問題解決の活動を通して、上の(ア) と(イ)を理解するように指導するとともに、思考力、判断力、表現力等や学びに向かう力・人間性等をバランスよく育成しましょう。

単元展開

総時数 10時間

第1次 流れる水のゆくえ

1 雨で濡れた地面の様子を眺めて気付いたことを話し合う雨水の行方について整理する
2 地面の傾きと水の流れる方向の関係を調べる


地面の傾きを調べるために教科書では定規を使うように提示されていますが、水を入れたペットボトルを横向きにして、地面の傾きを調べる方法もあります。どちらも身近な道具で簡単に地面の傾きを調べることができますが、より確実に地面の傾きを調べることができるように、水平器を使用することも考えられます。

第2次 土の粒の大きさと水のしみ込み方

3~4 土の粒の大きさと水のしみ込み方との関係を調べる

第3次 空気中に出ていく水

5~6 水が空気中に出て行くか、水を入れた入れ物を使って比べながら調べる
7 地面にしみ込んだ水が蒸発するか調べる
8~9 水蒸気が空気中に含まれているか、保冷剤を使って比べながら調べる
10 学習のまとめと振り返りを行う

授業の詳細

第2次 土の粒の大きさと水のしみ込み方

①問題を見いだす【自然事象との出会い】


実際の雨が降った様子を見ることができるならば、雨水が流れている様子や水たまりの様子を見に行きましょう。
また、4年生では、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考えるといった問題解決の育成を目指しています。
本単元では、雨天時の校庭の地面の様子や、「川みたいに水が流れている。」「水が流れているところがある。」などの生活経験を想起させ、それらを基に、根拠のある予想や仮説を考え、表現することが大切です。
※学年は、第4学年と表現する方が適切ですが、他の事例は「4年生」になっていました。合わせるならば全事例で合わせてください。

この前、雨がふった後に撮った校庭の写真です。

水たまりができているところと、できていないところがあるよ。なぜだろう?

砂場には川みたいな水が流れたあとがなかったから、地面にしみこんだのかな。

砂場の水たまりは、昼過ぎにはなくなっていたよ。でも、運動場の水たまりは学校から帰るときもまだ残っていたよ。場所によって何かがちがうのかな。

 水は、地面にしみこむのだろうか。

②予想する

水はしみこまないと思う。校庭に水の流れたあとがあったから、しみこまずに流れてしまうと思う。

植木鉢のアサガオに水やりをしたとき、たくさん水をあげると底から出てきたよ。だから、水は土にしみこむと思う。

水たまりができている場所とできていない場所で、地面の様子に違いがあるのでしょうか。

砂場の土はザラザラしていたけど、校庭はぎゅっと土がつまっているような感じだよ。

土ってつぶの大きさに違いがあるんだね。その土の粒の大きさが関係あるのかな。

砂場の土と校庭の土をくらべてみよう。

③解決方法を考える

砂場の土と校庭の土をさわってくらべたり、虫めがねで調べたりするといいかな。

水がしみこむ様子もくらべたいな。

④観察・実験をする

実験方法1


虫めがねや手ざわりでの観察の他に、タブレットとマクロレンズや実物投影機を使って粒の大きさを調べると、視覚的に粒の大きさの違いを捉えやすいです。(実物投影機は拡大率も高く、粒の大きさの違いがはっきり分かります)

砂場の砂や校庭の土のつぶの大きさを調べる。(手ざわりと虫めがね)

実験方法2

土のつぶの大きさによって水のしみ込み方が変わるか調べる。

①下のような装置を作る。


砂場の砂には、海砂、川砂、山砂などの種類があります。砂の大きさは、2~0.0625㎜の間です。
校庭の土は、元々赤土や粘土質の土を使用しており、粒が小さく水はけが悪いです。最近は粒が小さく水はけがよい真砂土を使用し改良されていることも多いですが、粘性の土が含まれるため、砂場と比べて水はけは悪くなります。
一概に校庭の土、砂場の砂といぬっても学校によっては、校庭が改良されて水たまりができにくくなっていたり、砂場の砂が固まってしまい水たまりができやすくなっていたりする場合も考えられます。土や砂を採取する際は、実際に雨が降った時に水たまりができているところとできていないところを確認した上で採取するようにしましょう。
土や砂はよく乾燥させておきましょう。
土は、かたまりになっている場合は、潰すか取り除いておきましょう。

※ペットボトルの口には不織布(だしパックなど)を当ててゴムで巻き付けておく。
※砂は上部のペットボトルに半分くらいの量が適当。

②同じ量の水を入れ、水のしみ込み方をくらべる。


土や砂を入れる量や固め方、流し込む水の量をそろえることを確認しておきましょう。
土や砂を入れたら、机の上で容器をトントンと叩いて、隙間をつくらないようにするとよいです。


土や砂の表面の水が見えなくなるまでの順番を記録します。(ストップウォッチで時間を計ってもよいです)
くらべ方には他にも「〇分間で下にたまった水の量を比べる」、「全ての水がしみ込んだ時間」など様々な考え方ができます。クラスで調べ方を統一しておきましょう。
「〇分間で下にたまった水の量を比べる」方法では、全班が同じ時間で実験できます。
「全ての水がしみ込んだ時間で比べる」方法では、しみ込みやすさを視覚的に確認しやすいですが、各班に時間のバラつきが生じ、全班が実験を終えるまでに時間を要することが考えられます。

⑤結果の処理

※実験結果をくらべやすいように、写真や動画に撮って電子黒板などで提示する。
※水のしみ込み方が速い順に記録する。

⑥結果を基に考察する

結果から水のしみこみ方に違いがありましたね。水のしみこみ方の違いと土の粒の大きさの違いについて言えることを話し合いましょう。

予想通り、水は土にしみこんだね。昼を過ぎても残っていた校庭の水たまりの水は、土の中にゆっくりしみこんで、少しずつなくなっていくと考えられるね。

砂場の水は、砂のつぶが大きいから、すき間がたくさんでしみこむ速さが速かったのか。砂のつぶの大きさとしみこむ速さに関係があったんだね。

水のしみこみ方は、土の粒の大きさに関係していると言えるね。

⑦結論を出す

 水は、地面にしみこむ。

水のしみこみ方は、土のつぶの大きさによってちがいがある。

⑧振り返る

水は、全部地面にしみこんでいくのでしょうか。

コンクリートの水たまりの水は、どこにも流れていないのに数日後には水がなくなっていたよ。

もしかしたら、コンクリートの水たまりの水は、空気の中に消えていったのかもしれないな。

雨水のゆくえ 板書例
板書例
安全指導

割り箸や移植ゴテを使う場合は、取り扱いに注意する。

◆その他のポイント

水のしみ込みやすさと災害との関係を考えることができる資料を使い、水がしみ込みやすい構造が排水の仕組みに生かされていることや、川からあふれた雨水が調節池へ流れ込む仕組みなどに触れる。大雨などによる自然災害について考えることができるようにすることで、防災にも目が向けられるようにするとよい。自分のまちに降った雨水がどこへいくのか調べることも考えられる。

水のしみ込みやすさや空気中へ水が消えていくことを予想するための生活経験として、単元前に教室に鉢植えを置いたり、花瓶を置いたりして、身の回りの事象を基に、予想を発想することができるようにしておく。

イラスト/したらみ

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