• 教材や実験の開発情報

フラスコ内の水が温められて体積が膨張~冷却されると収縮する様子を風船を使って説明する実験モデル。シンプルな仕組みですが、風船が膨らんだり、中に引き込まれたり、気体の占める体積が連続的に変化する様子がよくわかります。

「動 画」丸底フラスコをスタンドに固定する場合

「動 画」簡単バージョン

スタンドや大きな容器を用いることができない場合、膨張~収縮の体積差はさほど大きくないですが、簡単な操作が求められる場合におすすめです。

〇材料メモ:風船6インチ15㎝球 50 mL三角フラスコ 輪ゴム


◇模擬授業2022:理科教育法

「動 画」模擬授業実践記録2022

<理科学習指導案>

日 時  令和4年6月7日(火) 4校時 14:50~16:20

場 所  都留市立文科中学校理科室

生 徒  都留市立文科中学校1年1組32名(男17・女15)

指導者(実習者)  都留文科大学3年

指導教員 都留市立文科中学校      教 諭  印

題材名 生徒実験「風船を使った状態変化説明モデル」

単元観 この単元では,物質の状態変化についての観察,実験を行ない,状態変化によって物質の体積は変化するが質量は変化しないことを理解するとともに,混合物を加熱する実験を行ない,沸点の違いによる物質の分離を理解させたい。

題材の目標 温度によって物質の体積が変化することを実験で確かめる。

生徒の実態 このクラスでは、男女ともに理科に興味を持ち,視覚的に楽しめる実験には意欲的に取り組んでいる生徒が多い。今回の実験は,物質の体積変化を風船モデルで表すので視覚的にも楽しむことができ,意欲的に実験に参加することが期待できる。

題材指導計画:第4章物質の姿と状態変化p117~133

  • 物質の状態変化:1
  • 実験:物質の状態変化と体積・質量の変化:2 本時1
  • 実験:状態変化が起こるときの温度と蒸溜:3

以上 計6時限

本時の目標 ゴム風船を用いて、液体の水を加熱して気体にしたときに体積がどのように変化するのかを調べる。

【本時の展開】

学習過程 50分 学習活動 指導上の留意点
提示・導入 5分 1.前時までの復習

2.実験プリント準備

1.板書で物質の三態について復習する。状態変化と加熱、冷却の関係について押さえる

2.事前に配布する

実験35分 1.実験のねらいを確認する

温度によって物質の体積が変化することを実験で確かめる

2.実験プリントに従い実験操作を確認する

(1) 丸底フラスコに水を三分の一ほど入れ、スタンドに取り付ける

(2) 三脚、金網、ガスバーナーを用意し、加熱する

(3) 沸とう後、10秒程度経ったらガスバーナーを外し、風船を付ける

(4) 濡れぞうきんでフラスコの側面を冷やし、風船をフラスコに入れる

(5) 再加熱する

(6) 風船の変化が見られなくなったら火を止める

(7) (4)と同様に、濡れぞうきんでフラスコを冷やす

3.生徒実験

(1)生徒グループ内での役割を確認する

(2)机上整理・準備完了次第開始する

(3)実験

(4)風船の変化が確認できたら実験を終了する

4.観察記録の確認

風船がどのように変化したか実験プリントに記入する

5.考察:協議・意見交換

風船の変化から何が分かるかをまとめる 実験プリント参照

1.実験をする前に映像を見せ、実験の全体像を把握させる

2.実験上の注意点

(1) 先に実験器具を配布する

(2) 丸底フラスコの底が金網に接するように置く

火の取り扱いに注意する

(3) 加熱部は熱いので軍手をし、やけどに注意する

(4) 冷やすとフラスコ内に風船が入るが、軍手で軽くつまみ、フラスコの口に引っかからないようまっすぐにする

(5) 風船の変化は勢いよく起こるため、弱火で加熱する

(6) フラスコの底は熱いためスタンドからは取り外さない

(7) 風船も熱くなっているので必ず軍手をする

3.

(1)観察は全員・操作を継続する人と記録する人はっきりと分ける

(2)器具はすでに配布しているので、準備ができた班から開始する

(3)進行状況把握:生徒のイスや服装、机上の整理状況などにも注意をはらう

(4)実験が終わった班に合図する

4.観察結果:風船の変化を図で表す

5.実験プリントの穴埋め問題を使い、今回の実験から分かることをまとめる

まとめ・評価・片付け

10分

1.まとめ:反省点

2.片付け

1.実験プリントの結果、考察を全体で共有 「風船が膨らんだことから、液体から気体になると体積はどうなるか」

2.洗浄・廃棄物・返却物・机上整理・火気等最終確認

備物等

実験器具、保護メガネ、軍手

参考・引用

・学習指導要領(文科省)

・中1化学【状態変化】| 中学理科ポイントまとめと整理https://chuugakurika.com/2017/12/22/post-1156/ 2022/5/24

板書計画

【実験プリント】

実験:風船を使った状態変化説明モデル  教科書p118~125

実施日時:     天候   気温  

    班 氏名        

「実験目的」状態変化についての理解を深めるため、身近な水を用い、状態変化に伴い物質の体積が変化することを視覚的に理解する。

「準 備」

丸底フラスコ、ガスバーナー、風船、スタンド、三脚、金網

「実験操作」1班3-4人で実施

  • 実験操作
  • 丸底フラスコに水を三分の一ほど入れ、スタンドに取り付ける。
  • 三脚、金網、ガスバーナーを用意し、丸底フラスコが金網に接するように配置し、加熱する。
  • 沸とう後、10秒程度経ったら、加熱をやめ、軍手を付け、やけどに気を付けてフラスコの口に風船を取り付ける。
  • フラスコを濡れぞうきんで冷やし、風船をフラスコ内に入れる。※風船がフラスコの口に引っかからないように軽くつまんでまっすぐにする
  • フラスコ内に風船が入ったら、再び加熱を開始し、風船の変化を観察する。
  • 風船の変化が見られなくなったら加熱をやめ、火を消す。
  • (4)と同様に、濡れぞうきんでフラスコを冷やす。

2.観察

風船取り付け時     加熱後

風船の変化

3.結果

(1)丸底フラスコを加熱したときに、風船の

大きさは(      )。

(2)加熱し風船が膨らんだとき水は(  )体から(  )体に状態変化した。

4.考察

いっぱんに、物質は液体から気体に状態変化したとき体積は(      )なり、気体から液体に状態変化したときには体積は(      )なる。

5.参考

液体⇆気体の変化と粒子のモデル

液体の水に熱が加えられると水の粒子の運動は激しくなり、粒子と粒子の間が広がる。そのため、同じ質量でも水が液体から気体に変化すると体積が大きくなる。

6.感想

加熱
加熱
冷却
冷却

(固 )体      (液 )体      (気 )体


コメント一覧

返信2022年6月7日 3:51 PM
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5班23/

生徒には軍手をさせるが、机間巡視の時に先生自身は軍手をせずに素手で触って熱いと言っていたのはいかがなものかと思った。 加熱後と冷やした際のイラストをかかせるのがよかったのではないか。 実験プリントでは、「フラスコを金網に接するように」と書いてあったが、口頭では「フラスコをなるべく下げる」と言っていたので、フラスコと金網との間に隙間を作らないといけないのかと思った。 手順と片付けの説明の際、間を作って説明すると良いと感じた。

返信2022年6月7日 3:46 PM
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1班23/

転板書が丁寧だが、時間がかかってしまうため、赤のチョークなどを使って工夫すればもっと時短でき、スムーズになると思った。 ・実験の危険な点などを注意喚起していなかったため、そこが必要だと感じた。 ・体積が1700倍などの目の前で起こった現象を数値化しているのが良かった。 ・簡潔な内容なため説明があまり必要ないかもしれないが、もっと風船の膨らむ萎むと水の状態変化についての関係性について説明があっても良かったと思う。

返信2022年6月7日 3:46 PM
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2班23/

・視覚的に分かりやすくて良かった ・風船をどこまで膨らますか、どこまで加熱するかなど指示が明確の方がいいと思った。 ・片付ける時に風船が中に入ったので、片付けの指示を明確にした方がいいと思った

返信2022年6月7日 3:45 PM
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4班23/

4班 質問です。風船を取りつけるタイミングを加熱前にしてはいけないのですか?熱いと危ないと思いました。 状態変化の説明を実験をやる前とやった後で説明していて分かりやすかった。 班ごとで実験の進み具合の差ができやすい実験ですが、机間指導で班ごとに適した指導をしていたのがよかった。

返信2022年6月7日 3:44 PM
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6班23/

・水を入れる量を的確に指示した方がいいと思いました ・片付けの時風船が丸底フラスコの中に入ってしまったので、加熱した状態で風船を取る指示をした方がいい ・実験の仕組みが分かりやすかった ・話すスピードがゆっくりで、聞き取りやすかった

返信2022年6月7日 3:43 PM
さいえんすヨージ

さいえんすヨージ23/

・導入時、状態変化の中で「温度を下げる」という表現があった。これは不正確。 ・風船が破れる映像があっても良い。 ・水量1/3は多過ぎ ・実験の狙いと風船を用いることの整合性を詳しく ・操作上の注意点 やはり前に集めてポイントを絞ってコツを説明したほうが良い。沸騰後、冷やし過ぎた班が多く、体積差が大きくならないところが多かった。

返信2021年5月11日 4:02 PM
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4班24/

身近なものを使い、視覚的に楽しめる実験で面白かった。 状態変化による体積の変化が目に見えて分かり、よかった。 沸騰までに時間がかからないように、水は少量でよいこと、バーナーとフラスコの距離を詳しく伝えてほしかった。

返信2021年5月11日 4:01 PM
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9班24/

様々なアクシデントの中、各班に声をかけて対応していたのが良かったと思います。あとは、まとめにもう少し時間をかけてもいいのかなと感じました。

返信2021年5月11日 4:00 PM
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7班24/

金網と濡れ雑巾の説明がなくて、疑問に思いました。考察が口頭で早口だったので聞き逃してしまったらわからなくなる可能性があります。全体的にまとめがもう少し丁寧でも良かったかなと思います。机間指導というか見回りを沢山していたので気軽に質問したり、安心して実験したりすることができました。風船が膨らんだり萎んだりする様子で状態変化がわかりやすく面白い実験だと思いました。

返信2021年5月11日 3:58 PM
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2班24/

・体積の変化を視覚的に理解することができてわかりやすかった。・実験終了後風船がフラスコ内に入っている状態で片付けの仕方に少し困った。・黒板が見やすく授業の流れもスムーズで良いと思った。・風船が割れてしまった時にすぐ予備の風船を渡して対処しているのが良かったが割れないようにどうすれば良いか指示があると良いと思った。・実験中に生徒によく声をかけているのが良いと思った。

返信2021年5月11日 3:58 PM
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8班24/

実験自体は視覚的に非常に面白いものであり、記憶に残る良い教材であると感じる。 ただ、説明がよく聞こえなかったり、言っていることの意味がいまいち伝わってこないことが少しあった。結果とまとめをしっかりとやって終わらせてくれたら尚良いのでは、と思う。

返信2021年5月11日 3:58 PM
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匿名24/

教室内をまわっていたので、わからないところを聞きやすくて良かったです。ただ、プリントか黒板に操作の内容を書いてくれていると、より混乱せずに出来たかと思います。(考察、穴埋め部分があっても良かったかもしれない) あと、輪ゴムってどこで使うのかがわかりませんでした...。 (5班)

返信2021年5月11日 3:58 PM
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6班24/

実験プリントのミスがちょっと混乱した。 大まかな指示は通ってたけど、火の加減とか火から下ろすタイミングとか細かな指示がもう少し欲しかった。 実験内容は面白かった!

返信2021年5月11日 3:57 PM
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一班24/

実際に身近にある風船を使用したことで、より楽しみながら視覚的に、状態変化を知ることができてよかった。また先生が何度も様子を確認してくれたのも良かったと思う。 プリントの図を記入する欄がもっと大きい方が良いと思った。

返信2021年5月11日 3:55 PM
さいえんすヨージ

さいえんすヨージ24/

丸底フラスコ → 風船しか使っていなくてもかなり汚れる 洗わせるべきでは?

返信2021年5月11日 3:55 PM
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3班24/

変化が目に見えて楽しい実験だった。 プリントの番号が分かりにくいと思った。 考察の1と3の違いがわからなかった。

返信2021年5月11日 3:50 PM
さいえんすヨージ

さいえんすヨージ24/

保護メガネ → 確かに指示はしたが…実際はかなり無視されてた? 風船割れた場合の対処法 → 数か所で起こるケースはみんなに周知する方が効率的 教員が個別に対処は無理がある 導入時に事前に完成版を紹介しておく → 余裕があれば

返信2021年5月11日 3:46 PM
さいえんすヨージ

さいえんすヨージ24/

加熱沸騰までに時間がかかり過ぎ → フラスコは金網に接着した状態が良い 風船は沸騰状態で装着は危険 少し温めた状態で付ける → 加熱 → 気体膨張 → 冷却 → 気体収縮 ※温度による体積差の設定がこの実験のミソ

返信2021年5月11日 3:11 PM
さいえんすヨージ

さいえんすヨージ24/

ブンゼンガスバーナーでなくても良いのでは? フラスコは事前に準備が良い 実験操作の説明 → 風船の大きさが変化するという具体的なイメージがつかみにくかったかも

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