小4理科「すがたをかえる水」指導アイデア

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執筆/福岡県公立小学校教諭・馬塲隆太
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「すがたをかえる水」指導アイデア
写真AC

単元のねらい

水の状態に着目して、温度の変化と関係付けて、水の状態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(総時数7時間)

一次 温めた時の水の様子(4時間)

①水を加熱した時の様子を観察し、温度変化を調べる。(2時間)

②水が沸騰している時に出てくる泡を調べる。(2時間)
(1)沸騰している水から出ている泡を調べる。
(2)水蒸気を集め、水の状態変化について調べる。

二次 冷やしたときの水の様子(2時間)

水を冷やして、温度を変化させた時の水の様子を調べる。(2時間)

三次 温度と水の姿(1時間)

温度によって変わる水の姿についてまとめる。(1時間)

単元デザインのポイント

見方 主として「原因と結果」

温度変化させることで、水はどのような状態になるのかという原因と結果という見方で事象を捉える。

考え方

水を温めたり、冷やしたりしたときの状態変化と温度変化を「関係付け」ながら考える。

導入のポイント

「もののあたたまり方」の学習では、水の温まり方について調べましたね。

家庭で水を温めたり冷やしたりする場面

導入の場面では、子供にとって身近なものの写真を基に生活経験をふり返るようにしましょう。

家で、水を温めたり冷やしたりしたことはありますか。

鍋に水を入れて温めたことがあります。

冷蔵庫で氷を作ったことがあります。

滝の画像(通常時と凍っている時)

視覚的に違いを捉えやすくするために、同じ場面、同じ視点で撮られた水の様子を見せることで疑問や興味をもちやすくなります。

2枚の写真を見て気付いたことはありますか。

滝が凍っているね。

どうしてそれぞれ様子が違うのだろう。

温度が関係しているんじゃないかな。

学習問題
水を温めたり、冷やしたりすると水の様子が変わるのか。

今までの学習や生活のなかから「水を温めたり冷やしたりする」経験を話し合うなかで、「水の状態変化と温度変化」に視点を向けるのがポイントです!

活動アイデア

単元導入時には、これまでの学習内容や水を温めたり、冷やしたりした生活経験を具体的に話し合い、「水の状態変化と温度変化」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、水の状態変化を調べるときに、子供たちは温度変化と関係付けながら根拠のある予想を発想することができます。

授業の展開例(第一次 第3時)

【前時のふり返り】

沸騰した後は水が減っていたよ。

火を消したらビーカーの中が濡れていたよ。

沸騰しているときに出ている泡は何かな。

前時のポイント
前時の水を沸騰させる活動をふり返り、めあてへとつなげましょう。

【問題】

(めあて) 水がふっとうしているときに出るあわは何か。

【予想】

泡は気体だから、泡は空気だと思うよ。

前の実験で水の量が減っていたから、水だと思うよ。

【解決方法の立案】

ビーカーに水を入れて沸騰させ、ビーカーの中や入り口付近に試験管を近付けて実験しましょう。

指導のポイント

水が沸騰しているときの様子を観察の視点をもって、しっかりと見るように声をかけましょう。

水が沸騰しているときの様子

観察の視点
・ビーカーの中や上部の穴付近の様子
・水の量・様子など

【観察・実験】【結果】

ビーカーに入れた水を沸騰させる実験

危険 アルミニウムはくの穴から出る水蒸気でやけどをするので、手や顔を近付けすぎないようにしましょう。

板書例

実験結果を表にまとめて黒板に掲示し、表中の共通点や差異点を見付けるなかで、泡の正体に気付くことができるようにしましょう。

【考察】

試験管に水滴が付いているよ。
やっぱり、泡は目に見えない姿に変わった水なんだね。

穴の近くでは、途中から湯気になっています。見えなかった水の粒が冷やされて温度が下がったから、目に見えるようになったと思います。

このような温度と状態変化を関係付けて考えている子供の姿を見とり、そのよさを称賛しましょう。

【まとめ】

水が温められて目に見えない姿に変わったものを「水蒸気」と言います。

子供にとって、「水蒸気」という言葉と初めて出合う場面です。科学的用語としてしっかりと押さえておきましょう。

ふっとうして出てくるあわは、水がすがたを変えたもので、「水じょう気」という。水じょう気は、空気と同じように目に見えない。

考察するときには、試験管に付いた水滴と泡の正体をつなげて考えることに疑問を感じる子供もいます。この疑問を次時で取り上げ、泡を直接集める活動へとつなげることができます。

ここが最大のポイント!

水の状態変化についてまとめる際には、実験や観察の結果を根拠として、温度変化と関係付けながら図や絵などを用いて表現したり説明したりする活動を充実させるようにしましょう。


イラスト/たなかあさこ、横井智美

『教育技術 小三小四』2020年2月号より

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