• 教材や実験の開発情報

工作用紙にLEDやボタン電池を配して、銅箔テープを用いて平面的に電気回路を理解する教材作成。リード線や電池ボックスを用いたものよりも、平面的に全体を理解しやすくなっています。中学理科2年レベルのものですが、LEDに極性があることで電流の向きについての理解が深まり、保護抵抗もオームの法則の範囲でなんとか理解が及びます。

省スペース低コストで実施できます。豆電球や乾電池ボックスを用いた従来の方法では、リード線が乱れたり、それぞれの位置関係、電流・電圧の計測箇所がわかりにくい傾向がありました。銅箔と工作用紙を用いることで、全体をすっきりとした設計図に見立て書き込みも可能で、回路の組み方やテスターの使い方も併せて、いろいろな学習指導のパターンが可能になります。ボタン電池の厚さがやや気にはなりますが、シート状LEDを用いればノートに挟み込むこともできますし、壁掛け教材にも向いています。科学イベントなどでは、持ち帰り教材としてもそれほどコスト的に負担にならないのではないでしょうか。

「動 画」銅箔テープのPR編

ナリカの教材、銅箔テープを使っていますが、粘着面も導電性があるので、そのまま重ねても電気が流れるので扱いやすいです。ホームセンター等で売っている園芸やキッチン用の銅箔を用いる場合は、粘着面が電気を通さないので工夫が必要です。


「理科教育法:模擬授業」実践記録:文字情報のみ

「動 画」実践記録:模擬授業

<理科教育法指導案>

日時  令和3年12月14日(火) 5校時 16:20~18:00

場所  都留市立文科中学校理科室

生徒  (仮)都留市立文科中学校2年1組32名(男17・女15)

指導者(実習者)  都留文科大学3年 I

指導教員  (仮)都留市立文科中学校 教 諭  Y      印

1 題材名 電圧と電流の関係―電気回路をつくる―

2 題材の目標 回路の作成を平面的に行うことで、回路の工作用紙に書き込みながら電流・電圧・抵抗への理解を深める。

3 単元について

(1)教材について この単元では、簡単な直列回路や並列回路における電流や電圧に関する規則性を、実験を通して見出させ、回路の基本的な性質を理解するのが目標である。また、回路に流れる電流や抵抗に加わる電圧の測定などを行わせ、回路の作成の仕方、デジタルマルチテスターの操作技能、電流の向きへの理解などを身に付けさせたい。

(2)生徒の実態 このクラスでは、男女ともに協力して実験を行うという姿勢が概ね良好である。そこで、今回は個人作業の多い実験をして個人個人の実験に対応する能力を向上させられるようにしたい。

4 指導計画

5.題材指導計画:第2章 電流の性質

(1)電気の利用:2 生徒実験あり

(2)回路に流れる電流:3 生徒実験あり

(3)回路に加わる電流:3

(4)電圧と電流の関係:3 生徒実験あり 本時1

(5)電気のエネルギー:3      以上 計15時限

5 本時の学習

(1)本時の目標 平面的な回路を利用して、今までのおさらいも踏まえて電流・電圧・抵抗の理解を深めることができる。

(2)展開

学習内容 指導上の留意点
提示

導入

5分

1.前時までの確認

〇電流は直列回路では各点での大きさはどのようであったか。

(電圧、並列回路も同様に聞く。)

〇オームの法則について確認する。

2.本時のめあてを確認する。

・書き込める回路を作って電流・電圧を計り、抵抗をもとめよう。

1.学習した内容を質問形式で振り返る。

生徒が答えた後に対応した教科書のページを開かせる。(p.232,236)

2.抵抗の計算を示しておく

実験

30分

1.実験のねらいの確認

電流・電圧・抵抗の関係の理解を深める。

2.実験操作の概要・注意点の指導

・主に実験プリント(別紙)に従って実験を進める。

〇装置:デジタルマルチテスター‐各班1個 LED青・赤

3.生徒実験

⑴各班で材料を取りに行く

⑵実験プリントに沿って回路を組む

⑶回路を組み終わった生徒から電流・電圧を計り、プリントに記入 抵抗を計算で求める。

⑷実験終了

⑸考察・意見交換

班の人たちと実験結果、計算結果を照らし合わせる。

1.実験のねらいを提示する。

2.

(1)LEDの極性について説明する。

(2)ボタン電池の極性について説明する。

(3)テスターの使い方を説明する。

3.口頭説明

(1)銅箔テープを貼る順番を黒板に掲示する。

(2)スイッチ、LEDを貼る場所に極を書かせる。

・生徒がどのくらい進んでいるか実験室内巡視によって確認する。

・回路のつながりが悪いときは周りの人に抑えてもらって計る。

まとめ

10分

1.まとめ

〇並列回路

・電池から流れる電流は、各区間を流れる電流の和に等しい。

・全体に加わる電圧の大きさと各区間に加わる電圧の大きさは等しい。

・抵抗(Ω) = 電圧( V ) / 電流( A )

2.片付け指示

・実験道具を前に戻す。

・作成した電気回路はボタン電池、LED、抵抗を外し、実験プリントに貼る。

3.着席確認

1.実験からわかったこと、重要な点について板書を用いてまとめる。

2.返却物、ごみ等

(3)本時の評価 平面的な回路を利用して、今までのおさらいも踏まえて電流・電圧・抵抗の理解を深めている。(発言・記述)


【実験プリント】

電圧と電流の関係 ―電気回路をつくる― 参考:教p139-140

実施日時:   天候   気温      班 氏名     

<準備物> 方眼用紙、銅箔テープ(5 cm ×4、3 cm ×3)、LED赤青各1個、セロハンテープ、デジタルマルチテスター、抵抗器、ボタン電池

<手順・操作>

(1)回路の作成

①方眼用紙に下図の線を描く(数字は書かなくてよい)。

②LED,抵抗器を方眼用紙の上にのせて順番に銅箔テープで貼る。斜線で書いてあるところはスイッチとなるので折り曲げて貼る。LEDの+-に注意する。

③ボタン電池を設置する。+極が上にくるように下図の《完成図》のように貼る。 逆接続を防ぐためボタンの淵が当たる銅箔テープの位置にセロハンテープを張る。

≪完成図≫

(2)測定する

①テスターを用いて各電流・電圧を順番に求める。

※テスターは電流200 mA、電圧20 Vの値にして計る。

②求めた数値を書き込む。

<結果>

・電圧 ①電池の両端(     ) V ②抵抗と赤色LEDの両端(  ) V ③青色LEDの両端(     ) V

・電流 ④電池とスイッチの間(    ) mA ⑤抵抗と赤色LEDの間(     ) mA ⑥銅箔テープと青色LEDの間(     ) mA

・抵抗器の抵抗値

〔式〕

〔答え〕

<まとめ>

〇並列回路

・電池から流れる電流は、各区間を流れる電流の(    )に等しい。

・全体に加わる電圧の大きさと各区間に加わる電圧の大きさは(    )。

・抵抗[Ω] = (     [  ])/ (    [  ])

<完成品>

<感想>


コメント一覧

返信2022年1月25日 5:07 PM
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1班24/

・児童役を前に集めたが、LEDをみんなに配って確認してもらうぐらいしかしてなかったため、もっとできることがあるのではないかと思った。 ・テスターのつまみの設定や使い方などをもっと説明してほしかった。 ・でも楽しかった!

返信2022年1月25日 5:06 PM
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3班24/

順序がわかりやすくて示されていてよかった。 最初の説明が少し見にくかった。 テスターの解説がプリントで欲しかった。

返信2022年1月25日 5:06 PM
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4班24/

・テスターの使い方の説明がもう少し詳しくして欲しかった。 ・今までにない教材だから、時間が取られる要素が多かった ・全体的に説明など分かりやすかった。楽しかったです!

返信2022年1月25日 5:05 PM
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2班24/

・白衣着用の指示が遅かった。 ・実験内容の前での説明が長かった。 ・机間指導で一つの班で確認したことを全体の班でも確認すると良いと思う。 ・LEDがついた時嬉しかった。

返信2022年1月25日 5:05 PM
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6班24/

・デジタルマルチテスターの説明が少なく、どういうものか、どのように使うのかが分かりにくかった。 ・テープの長さの違いがわからなかった ・持って帰れるようなサイズで平面的な教材だったので、新しい知識が身についた。

返信2022年1月25日 5:04 PM
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5班24/

・最初の説明が長く、情報量が多すぎて困惑した。 ・結果的にどんな値が正しいのかがわからなかった ・テスターの使い方が難しく、中学生には難度の高い実験だと感じた。 ・テープ貼るのが大変だった。 ・でも楽しかった。

返信2022年1月11日 3:20 PM
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1班24/

板書、模造紙など分かりやすかった。 机間指導が多かった。 コードが絡まないのですっきりとしていた。 回路を方眼紙に描くのが少し面倒だった。(プリントして貼り付けるなど) テスターの使い方、電流を測定する場所がわかりづらかった。(実験プリントに詳しく書いてあると分かりやすかった)

返信2022年1月11日 3:19 PM
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2班24/

・下書きから大変であるため、コピーを用意したものを配ると時間短縮になると思った。 ・銅箔テープを貼ったり剥がしたしているうちに数値が変わってしまって、うまく計れなかった。 ・電流の理論値と実験ででた値がかけ離れてしまった。

返信2022年1月11日 3:18 PM
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3班24/

・テープの準備に時間を要していると感じた。 ・強いて言うなら、LEDの色がわからなくなってしまうことがあった。 ・コンデンサで数値を読み取るのが、困難に感じた。 ・回路を組み上げた時、達成感がものすごく感じられた。

返信2022年1月11日 3:17 PM
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4班24/

作図からやったので、時間がかかってしまった。 電流がうまくはかれなかった、どうしてだろう。なので、抵抗も全然違ってしまっていた。電流はうまくいったからよかった

返信2022年1月11日 3:17 PM
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5班24/

電流の値がうまく測れていない人が多くて、どうしてそうなったのか説明が欲しかった。 一度に指示が多くて、わかりにくかったので区切って説明してほしい。 黒板の掲示物にもう少し色が欲しかった。 よくできた実験だったと思う。

返信2022年1月11日 3:16 PM
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6班24/

・導線を使わないという点において、実験後も回路が残るので大変分かりやすかった。 ・最初の説明時に図を利用したり模造紙を提示したり、注意点を説明したりした点も良かった。 ・今回の授業で学ばせたい公式を予め紙に書いてあったので時短になっていたと思う。 ・方眼紙に回路図を書くのに時間がかかったので予めコピーしておいても良かった。

返信2021年12月14日 5:45 PM
さいえんすヨージ

さいえんすヨージ25/

〇片付け含め45分程度でよろしく。

返信2021年12月14日 5:43 PM
さいえんすヨージ

さいえんすヨージ25/

〇40-45分内に完結して欲しい。

返信2021年12月14日 4:55 PM
さいえんすヨージ

さいえんすヨージ25/

〇服装・メガネの確認は必要では?

返信2021年12月14日 4:54 PM
さいえんすヨージ

さいえんすヨージ25/

〇配布物:紙コップよりもトレイが良かったかも

返信2021年12月14日 4:52 PM
さいえんすヨージ

さいえんすヨージ25/

〇硫黄の実験の際の反省・工夫を活かして欲しい:前に集めて説明することの意義…注意点とか…。

返信2021年12月14日 4:50 PM
さいえんすヨージ

さいえんすヨージ25/

〇材料の説明は実際に手にしてみないとわからないでしょ。LEDとか。前に集めて説明の意味は、実際の操作に限るべし。 〇Rとかスイッチとか、銅箔テープとか言われてもね。わからん。 〇導入時には直列・並列…オームの法則の確認と実験の概要説明に限るべし。 〇実験操作は実験開始後に説明してやればいいのでは?

返信2021年12月14日 4:08 PM
さいえんすヨージ

さいえんすヨージ25/

〇導入時 板書しながら発問を。いきなり質問事項が多くてイメージできない生徒多し。 〇LEDやボタン電池の極性~ペンで印:実際に配布して手に取ってからでないと説明がわからない。 〇回路の書き込み工夫必要 〇銅箔テープの性質のコメント必要:裏面も導電性あり 〇電流計測:銅箔で回路を切断して計測を徹底 〇テスターのスケールの説明時間必要 〇ボタン電池のショート防止テープの工夫は良い

返信2021年12月10日 1:07 PM
さいえんすヨージ

さいえんすヨージ25/

〇一定のところまで全員がほぼ同じ進度でというところは良い判断だった。が、ある程度差が出るのは当然という前提で。 〇LEDの形状と極性については、図説が欲しい。 〇工作に夢中になって無言の時間があってもよい。が、学習のポイントになるところに注意を向けながら作業を見守りたい。 〇テスターの扱いは、さすがに難しさを感じた。 〇直列・並列での全抵抗の算出などは、別途抵抗を用いたプランに展開可能。

返信2019年12月17日 5:04 PM
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ざらめ25/

板書では使っていたが、電気用図記号を用いるのも技術家庭科との関連にもなり良いと思った。 細かい電子部品を使うので、ラジオペンチを教卓に準備しておくと、何かと役立ちそう。 テスターの使い方も「技能」ということで生徒役に考えさせるのもアリかもしれない。 電池付近の代わりに赤LEDと抵抗の近くにスイッチを入れれば、電流測定がやりやすくなるか。

返信2019年12月17日 4:55 PM
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JOKER25/

工作中にもっと並列、直列に対する意識を持っていかせれる説明した方が良いと思った。 工作に夢中になり何が並列で何が直列か分からなくなりそう。

返信2019年12月17日 4:55 PM
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クリスマス25/

記号などで書くより、立体的で理解しやすかったです。。 予備もしっかりと用意していて準備が良かったと思います。 電流計などの方が、受験とかでも使う(?)と思うし、はかりやすいと思った

返信2019年12月17日 4:55 PM
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MC hammer25/

工作のように回路を作ると言うのは新鮮で面白かった。ELシートやLED電球色シートを使えるということを考えると、さらに発展の余地があり興味深かった。

返信2019年12月17日 4:54 PM
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さささ25/

回路の作り方の手順の説明は分かりやすかった。個人的には作ることに一生懸命になってしまって、図工みたいになってしまった。最後に作ったもので考察、まとめができたらよかった。

返信2019年12月17日 4:51 PM
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JOKER25/

電池が大きすぎたのでもう少し小さいのが準備出来なかったのかと思った。 銅のテープを貼った後電流の測定で何度も貼り直したので直ぐにボロボロになってもったいなかった。

返信2019年12月17日 4:49 PM
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てつこ25/

実際に体験できるって生徒たちの理解も深まりそうです

返信2019年12月17日 4:49 PM
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くろ25/

並列と直列の特徴を表とかにして、しっかり板書として残した方がいいとおもった。 テスターの使い方をもっと詳しくしてほしかった。

返信2019年12月17日 4:48 PM
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mura25/

生徒に対する確認、発問といったものや作業の支援がしっかりしていて良かった。 回路も簡単に作れて良かった。 テスターの使い方は振れ幅もあり難しいと思った。

返信2019年12月17日 4:42 PM
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25/

軽量なもので、簡単な作業だけで行えるので良いと思う。持ち帰られるのも良いと思う。

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