小4理科「もののあたたまり方」指導アイデア

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執筆/福岡県公立小学校教諭・大家実鶴
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・福田修二

小4理科「もののあたたまり方」指導アイデア
写真AC

単元のねらい

熱の伝わり方に着目して、それらと温度の変化とを関係付けて、金属、水及び空気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します。

単元の流れ(総時数 8時間)

一次 金属の温まり方(3時間)

生活のなかで、ものを温めた経験について話し合い、金属の熱の伝わり方と温度変化とを関連付けて金属の温まり方を調べる。(3時間)

二次 水と空気の温まり方(5時間)

①水の熱の伝わり方と温度変化とを関連付けて水の温まり方を調べる。(2時間)
(1)示温テープを使って、水の温まり方を調べる。
(2)削り節を使って、水の温まり方を調べる。
②空気の熱の伝わり方と温度変化とを関連付けて空気の温まり方を調べる。(2時間)
③温まり方の特徴を生かした道具やその使い方を調べ、単元をまとめる。(1時間)

単元デザインのポイント

見方 主として「質的な見方」

金属、水及び空気は、それぞれ温まり方が違うのかという質的な見方を働かせる。

考え方

金属、水及び空気の温まり方と熱源とを「関係付け」たり、それぞれの温まり方を「比較」したりして考える。

単元の導入の工夫

「ものの温度と体積」の学習では、空気、水、金属は温まると体積が大きくなることが分かりましたね。

金属を温めた経験から・・・
空気が温まったときは、上が温かく下が冷たい
水が温まったときはどうなる?

昼間のプールの水は、表面は温かいけど、足元は冷たいよ。

空気や水、金属を温めた経験について話し合いましょう。

給食の食缶のふたも熱くなるね。

コップに温かい飲み物を入れたとき、スプーンも熱くなったよ。

ふたやスプーンはすぐに熱くなりますか。

しばらくすると『だんだん』熱くなるよ。

直接温めていないのに、どうしてかな。

金属の温まり方を調べてみたいな。

水と空気の温まり方はどうかな。

学習問題
金属、水、空気の温まり方を調べよう。

今までの学習や生活のなかから「ものを温めた」経験を話し合うなかで、「温まり方」に視点を向けるのがポイントです!

活動アイディア

単元導入時には、これまでの学習内容やものを温めた生活経験を具体的に話し合い、「温まり方」に視点を置いた学習問題を設定します。話し合った内容を根拠にすることで、金属、水及び空気の温まり方を調べるときに、子供たちは根拠のある予想を発想することができます。

授業の展開(二次 第2時)

【前時のふり返り】

なぜ下から熱した水は上から温まったのだろう。

温められた水が移動したんじゃないかな。

温まるときの水の動きを調べたい!

示温テープを用いた実験(前時)
20 ~ 30秒ほど熱した後に、火を止めてから観察します。

示温テープを用いた実験

上のほうから温まっているよ。金属のときと、温まり方が違うね。

熱したところと温まっている部分が違うことをつかませます。

【問題】
(めあて)ビーカーに入れた水を温めると、どのように水が動いて全体が温まっていくのか調べよう。

【予想】

料理のときに、鍋の具が下から上にぐるぐる回っていたから、水は下から上にぐるぐる回って温まると思うよ。

試験管の水を温めたら上から温まったから、熱せられた水が上に移動すると思うな。

【解決方法の立案】
水が温まる様子をわかりやすくするために、削り節を入れて実験してみよう。

目に見えない水の動きを視覚的に捉えやすくするために、削り節を入れます。水が動くと削り節が動くことを確認しましょう。

【観察・実験】【結果】【考察】

全グループの実験結果を黒板に掲示し、図中の共通点を見付けるなかで、水の温まり方に気付くことができるようにしましょう。

水の温まり方の実験結果

温めたところから削り節が上に上がっているよ。やっぱり熱せられた水が上に動いているんだね。

1つの削り節を目で追っていくと、上に上がった後は下に下がっているよ。これを続けると、全体が温まっていくんだね。

【結論】
水は、熱せられたところが温まり、温度が高くなった水が上のほうへ動き、上のほうにあった温度の低い水が下がってくる。このようにして全体が温まっていく。

参考 水の温まり方が分かる教材

水の温まり方がわかる教材

金属と水では温まり方が違うね。空気はどうだろう?

このような質的な見方を働かせている子供の姿を見とり、そのよさを称賛しましょう。

熱せられたところから順に温まっていく金属とは違い、水は熱せられたところが上に動き、上のほうにあった水が下に動くことで、全体が温まることを押さえておくことが重要です。


イラスト/たなかあさこ、横井智美

『教育技術 小三小四』2019年12月号より

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