小3理科「太陽の光をしらべよう」指導アイデア

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執筆/福岡県公立小学校教諭・木村七帆子
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・藤井創一

小3理科「太陽の光をしらべよう」指導アイデア
イラストAC

単元のねらい

光を当てたときの明るさやあたたかさに着目して、光の強さを変えたときの現象の違いを比較し、光の性質について調べる活動を通してそれらについての理解を図ります。また、観察、実験などに関する技能を身に付けるとともに、主に差異点や共通点を基に、問題を見いだす力や主体的に問題解決しようとする態度を育成します。

単元の流れ(二次 総時数 6時間)

一次 光の進み方(2時間)

  1. 的あてミッションゲーム(1時間)
  2. 光の進み方(1時間)

はじめに、子供たち一人ひとりが鏡を持ち、光の的当てをしたり、光のリレーをしたりする体験活動をすることで、光の性質についての興味・関心を高めます。その後、体験活動での気付きや疑問を基にして問題をつくり、実験によって確かめていくようにすることで、光の性質についての理解を深めるとともに、問題解決の学び方を身に付けることができるようにします。

二次 光の明るさとあたたかさ(4時間)

  1. 鏡で光を集めると(2時間)
  2. 虫メガネで光を集めると(1時間)
  3. たしかめ(1時間)

■単元デザインのポイント■

「量的・関係的」のメガネで見てみよう!

見方 主として「量的・関係的」

  • 日光を集める鏡の数を変えると・・・
  • 虫眼鏡では、日光を集めたところの大きさを変えると・・・

日光が当たった物の明るさやあたたかさは、どのように変わるのか?

考え方

一枚の鏡で物に光を当てたときと複数枚の鏡で物に光を当てたときの、物の明るさやあたたかさを「比較して」考える。

注意事項
・直接目で太陽を見ない。
・反射させた日光を人の顔に当てない。
・虫メガネで集めた光を衣服や生物に当てない。

単元の導入 ためしの活動を十分にさせよう

子供たちは日頃、日光を意識することはあまりないと考えられます。そこで、子供たち一人ひとりが鏡を持ち、自分の持っている鏡に日光を反射させて光を動かす体験を十分にさせましょう。光の直進性、明るさ、あたたかさなど、光の性質に気付くはずです。ここでは、 3つの「的あてミッションゲーム」を紹介します。

ミッションカード
ミッションカード

1.光のまと当て

・全員が 1つずつ的に当てる。
・的に 1つ当たるとシール1枚、2つで2枚、3つで3枚、4つすべて当たると5枚。

2.光を集めて

・全員で1つの的に光を集める。
・的に何枚集まっているか確認し、全員の光が集まっていたらシール5枚。

鏡を動かして1つの的に光を集める
クリックすると別ウィンドウで開きます

3.光の道をつくろう

・みんなで光の道をつなげてゴールを照らす。
・的に当たればシール5枚。

光の道をつくる

活動アイディア
~資質・能力の育成をめざして~

「ためしの活動」のなかで、光を重ねると光が当たっているところが明るくなったり、あたたかくなったりすることに気付いています。特に、あたたかさについては、子供が手で感じているあたたかさの違いを基に、「あたたかくなることをはっきりさせたい」という思いを取り上げることで、温度計を使った実験へと追究がつながります。なんとなく感じていたあたたかさの違い(定性)を温度計で確かめることで、温度の違い(定量)としてはっきりと認識することができます。

授業の展開例(第二次 第1・2時)

鏡の枚数を増やしたときの明るさと温度を調べる

【自然事象へのかかわり】
光は日光とし、日光の重なり方が変わると、明るさやあたたかさが変わることに気付く。

【問題】
鏡で光を集めると、明るさとあたたかさはどのように変わるのだろうか。

ためしの活動で記録したカードを準備しましょう。自分なりの予想に根拠をもって考えることができます。

【予想】
・明るくはなるけれど、あたたかさは同じ。
・あたたかくなるはず。(的当てしたときに光を集めたところを手で触ったら、あたたかかったから)

【解決方法の立案】
前時の「日なたと日かげの地面の様子」の学習を生かし、光を集めて温度計で測って比べる。

【観察、実験】
鏡を1枚・2枚・3枚と使って、反射した光を1つのところに集めて明るさと温度を比べる。

・前単元「日なたと日かげの地面の温度」の学習を生かすことで、解決方法を立案することができます。
・的をダンボールで作り、そのダンボールに温度計を差し込むと、温度の上昇が速いので実験しやすいです。

【結果】
・鏡の光がたくさん集まったところが明るくなった。
・2枚、3枚と鏡が増えると温度が上がった。

明るさを比べる
的に光を集める際、意図的に光をずらすことで1枚、2枚、3枚のときの明るさを比較できるようにします。
温度を比べる
鏡の枚数を増やしたときの温度を調べます。あたたかさを温度で表すことで、定量的な見方を働かせることができます。

【考察】
・鏡で光をたくさん集めると明るく、あたたかくなる。
・もっと集めるともっとあたたかくなると思う。

温度計に色を塗って暖かさを光のエネルギー量として視覚化する

調べたことをワークシートにまとめます。温度を数字だけで表すよりも、上の図のように温度計に色を塗ることで、あたたかさを光のエネルギー量として視覚的に捉えやすくなります。

【結論】
鏡で光をたくさん集めるほど、光を当てたところは明るく、あたたかくなる。

ここが最大のポイント!

本単元は、「日光の性質について調べる」→「もっと日光を集めると明るさやあたたかさはどうなるか調べる」という単元構成になっています。単元の後半では、まず、鏡を使って日光を重ね、次は虫メガネを使って日光を集め、「量的・関係的な見方」を働かせて、「物に日光を当てると、物の明るさやあたたかさが変わること」を調べます。虫メガネを使って日光を集めて実験をする時間は、鏡を使って実験したときと比較しながら共通点・差異点を考えることにより、鏡と虫眼鏡は、「光の集め方は違うけれど、日光が集まっているところは明るくあたたかいという現象は同じ」という考えをもつことができます。


イラスト/たなかあさこ、横井智美

『教育技術 小三小四』2019年11月号より

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