小学校理科の追加内容における観察・実験・授業展開
観察・実験・授業展開
ガイドブック

岩手県立総合教育センター
平成28年3月

【目次】
本資料集作成にあたって・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・

１

小学校理科追加内容一覧・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・

２【第３学年】
追加内容１

単元名「風やゴムで動かそう」（東京書籍ｐ．99～102

ゴムのはたらき）
・・・・・・・ ３

追加内容２

単元名「物の重さをくらべよう」（東京書籍ｐ．136～138

物の重さ調べ）
・・・・・・・７【第４学年】
追加内容３

単元名「動物のからだのつくりと運動」（東京書籍ｐ．18～24

追加内容４

からだが動くしくみ）

単元名「水のすがたと温度」（東京書籍ｐ．118～120

・・・・・・・12
水を冷やしたとき）・・・・・・・16【第５学年】
追加内容５

単元名「魚のたんじょう」（東京書籍ｐ．45～48 魚の食べ物）

・・・・・・・21【第６学年】
追加内容６

単元名「植物のからだのはたらき」（東京書籍ｐ．50～52

植物の水の通り道）
・・・・・・ 26

追加内容７

単元名「太陽と月の形」（東京書籍ｐ．91～96

月の形の見え方）

追加内容８

単元名「電気と私たちのくらし」（東京書籍ｐ．176～180

・・・・・ 30

電熱線と発熱）・・・・・ 36

参考文献・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・

40

【本ガイドブック作成にあたって】
平成年20年１月の中央教育審議会答申の「学習指導要領の改訂の基本的な考え方を踏まえ，今回の改訂で充実すべき重要事項（６点）」の１つに「理数教育の充実」が挙げられています。これを踏まえて学習指導要領の改訂が行われ，小学校理科では授業時数が大幅に増加し，目標の実現に向けて再構成された「物質・エネルギー」「生命・地球」の２つの領域において14の学習内容が追加されました。その中には，平成元年告知の学習指導要領の内容に類似してはいますが内容の系統性といった新たな視点で見直す必要があるものやこれまでに類似のない全く新しい内容のものもあります。これらの内容が追加された背景には，生活科や中学校との系統性，科学の基本的な見方や概念の定着が意識されており，改訂の趣旨を踏まえた理科の学習としては，大変重要な内容ばかりです。そして，それらの追加内容を含めた全学習内容において，実感を伴って理解し，自然の事物・現象についての基礎的・基本的な知識・技能の定着を図ること，また科学的な見方や考え方を養うことが小学校理科の目標となっています。
しかし，平成24年６月に出された「平成22年度小学校理科教育実態調査報告書」（独立行政法人科学技術振興機構）によると「理科の指導法についての知識・技能」「理科の観察・実験についての知
識・技能」が高い・やや高いと回答している教員はそれぞれ４割程度しかいないという報告がされており，これは平成20年に実施した同調査とほとんど変わらない結果となっています。
このような状況の中で，追加内容は，本実施から数年経過しいているものの指導法や教材の研究があまり進んでおらず，先生方が指導に苦慮している実態がうかがえます。そのため児童に科学的な見方や考え方，基礎的・基本的な知識・技能を養うことも，他の内容以上に困難な状況になっています。
このような状況を改善するためには，追加内容の背景にある生活科及び中学校との系統性や観察・実験を行ううえでの課題を明らかにし，指導法及び教材を改良，開発する研究を進める必要があると考えました。
本ガイドブックは，小学校理科の追加内容における教材と指導に関する研究の成果をまとめたものです。
作成にあたって，留意した点は次のとおりです。
（１） 実感を伴った理解を図るための指導の工夫①

問題意識の持たせ方の工夫（自然の中の不思議や疑問点を見いだせるような意図的な体験）②

観察，実験の充実を図るための工夫（教材の工夫，言語活動の進め方など）③

これら中から教材

自然事象についての理解を深める工夫を取り上げ（日常生活への活用）（２） 観察，実験の充実を図るための教材の工夫①

視覚化（見えないものが見えるように）②

簡易化（簡単に，短時間でできるように）③

明確化（よりはっきりわかるように）

岩手県内の小学校の先生方が，本ガイドブックを活用することにより，追加内容を指導する際の困難な状況を克服し，児童が実感を伴って理解する授業が展開できるために役立てていただければ幸いです。
最後になりましたが，本研究の推進にあたり，研究協力校を快く引き受けてくださった花巻市立東和小学校の大森正志校長先生をはじめとする，教職員のみなさま，そして追加内容の教材や指導法を使った授業で，真剣に取組み，よりよいものになるためのポイントを言葉や態度で教えてくれた児童のみなさん，関係各位に深く感謝いたします。
平成28年３月
岩手県立総合教育センター- 1 -理科教育担当【追加内容一覧と本ガイドブックに取り上げている内容】
学

年

３年生

追
〇

加

内

容

教科書関連単元名（東京書籍）

ガイドブック※はガイドブックに取り上げた部分

掲載ページ

身近な自然の観察
・身の周りの生物の様子

Ｐ2～11・身の周りの生物の環境と

単元名「春のしぜんにとび出そう」

のかかわり
〇

風やゴムの働き
・風の働き〇〇

・ゴムの働き

物と重さ
・形と重さ

４年生

単元名「風やゴムで動かそう」※Ｐ99～102「ゴムのはたらき」の部分

Ｐ3～6

単元名「物の重さをくらべよう」・体積と重さ人の体のつくりと運動※Ｐ136～138「物の重さ調べ」の部分

Ｐ7～10

単元名「動物のからだのつくりと運動」

・骨と筋肉※Ｐ18～24

・骨と筋肉の働き「からだが動くしくみ」の部分

Ｐ11～14（関節の働きを含む）〇

金属，水，空気と温度
・水の体積変化

単元名「水のすがたと温度」※Ｐ118～121

Ｐ15～18「水を冷やしたとき」の部分
５年生

〇
〇

天気の変化

単元名「天気の変化」

・雲と天気の変化

Ｐ6～8「雲と天気」

動物の誕生

単元名「魚のたんじょう」

・水中の小さな生物〇※Ｐ45～48「魚の食べ物」の部分

流水の働き

単元名「流れる水のはたらき」

・川の上流・下流と川原の石
６年生〇

Ｐ19～24

人の体のつくりと働き

Ｐ72～76 「川と川原の石」
単元名「動物のからだのはたらき」

・主な臓器の存在

Ｐ30～33「消化のはたらき」（肺，胃，小腸，大腸，肝Ｐ37～「肺とそのはたらき」ほか

臓，腎臓，心臓）〇

植物の養分と水の通り道
・水の通り道〇単元名「植物のからだのはたらき」※Ｐ50～52「植物の水の通り道」の部分 Ｐ25～28

生物と環境

単元名「生き物のくらしと環境」

・食べ物による生物の関係

Ｐ70「食べ物をとおした生き物のかかわり」の最後の部分〇

月と太陽

単元名「太陽と月の形」

・月の位置や形と太陽の位置※Ｐ91～96「月の形の見え方」の部分

Ｐ29～33・月の表面の様子〇てこの規則性

単元名「てこのはたらき」

・てこの利用（身の周りにあ Ｐ143～144 「てこを利用した道具」
るてこを利用した道具）
〇

電気の利用

単元名「電気と私たちのくらし」

・発熱・蓄電・電気による発熱※Ｐ176～180「電熱線と発熱」の部分
ほか

- 2 -

P34～37

第
第３
３学
学年
年

「物の重さ調べ」の学習から

第３学年

追加内容１

１

単元名

風やゴムで動かそう（東京書籍P99～102 ゴムのはたらき）

ぴったりゲーム

ゴムを伸ばすと遠くまで走るかな？
シールで実験結果をグラフ化

１

追加内容となった背景
本内容は，生活科における直接体験と関連づけながら，科学的な概念の基礎を養うことをねらって新設したものです。理科入門期の３年生にとって，子どもたちの知的好奇心を高めながら，自然
事象の規則性やエネルギー概念の基礎を身に付ける学習として本内容を位置づけることが大切です。
単なるものづくりにとどまることなく，比較したり，制御したりする活動を取り入れることで，理科で培う力を強化していくことができます。

２

単元の目標
風やゴムで物が動く様子を調べ，風やゴムの働きについての考えをもつことができるようにす
る。

３

ア

風の力は，物を動かすことができること。

イ

ゴムの力は，物を動かすことができること。

教材と指導について(1) 指導上の困難な点
生活科の「もの作り」との違いがわからない
生活科の学習では，風やゴムで動くおもちゃを工夫して作り，楽しく遊ぶ活動があります。
一見，本単元の内容と類似しているために，違いが明確にわからず，生活科とあまり変わらない学習を展開してしまうことがあります。次のような点で違いを明確にしていきましょう。
生活科
ねらい

理

工夫しておもちゃを作って楽しむ

物を動かすことができる（エネルギーがあ（活動・体験）体験活動

科ること）をとらえる。

思考錯誤しながら，いろいろな部分を 「ゴム」と「風」だけが変えてよい部分（タ工夫する。

イヤ，車体等は全部同じにそろえる）(2)授業展開のポイント①問題意識のもたせ方の工夫⇒「ぴったりゲーム」による自由試行

生活科からの関連を意識し，導入で，ねらったところにゴムで動く車をとめる「ぴったりゲーム（ゴールは近いところに設定）」を行います。このことで，「もっと遠くまで走らせるには
どうしたらよいか」という問題意識を子どもたちから引き出します。
②観察,実験の充実を図るための工夫⇒ シールを使って実験結果をグラフ化する言語活動- 3 -シールを使って実験結果を模造紙に貼り，グラフ化します。さらに，このシールの大まかなまとまりを○印で囲むことで全体の傾向をつかみやすくします。また，３年生の発達段階を考慮し，実験は少人数（２～３人）で行い，１回の走行時間が短いことから，時間がある限り，何度でも実験してよいこととします。
③自然事象についての理解を深める工夫

紅白帽子についているゴムで遊ぶ。

⇒

子どもたちが持っている紅白帽子のゴムを引っぱるなどして遊びます。ゴムをあごにかけ，帽子を上に上げて戻ってくるときの速さや強さに着目することで，ゴムの力についての理解を深めます。引っ張り過ぎないように注意が必要です。

授業展開のポイント①(3) 授業展開例
学

習

活

動

具

体

的

な

支

援

等

準備物

１ 「 ぴ っ た り ゲ ー ム 」 を 行 い ， 問 題 意 ・ ゲ ー ム を 行 う 前 に ， 輪 ゴ ム を 一 人 に 輪ゴム
識をもつ。
・二人１組で行う。

１つずつ渡し，伸ばしたり，縮めた

ゴムカー

りする活動を行う。このことで，「ゴ 探検バッグ
ム」という自然事象そのものに興味をもたせる。

２

問題を設定する。
どうすればゴムで動く車を遠くまで走らせることができるだろうか。

３

予想する。

・児童の生活経験やぴったりゲームな
どからも予想は容易であるため，こ４

実験をする。

こでは短時間で行う。（口頭のみ）

・二人１組で行う。
・時間いっぱいまで繰り返し

模造紙
丸シール

・ ゴ ム を 伸 ば す 長 さ を ３ 段 階 に し ， そ 記録カード
れぞれ車が走った距離を記録するこ＜実験方法＞とで，定量的に実験できるようにす① ゴ ム は ３ 段 階 （ 10㎝ ， 15㎝ ， 20㎝ ）る。

で伸ばし，それぞれ車が走った距離を記録する。
②１回走らせたら，自分の記録カードに記録し，一人はシールを模造紙に・シールを使って，実験結果が正しく模造紙に貼られているか確認しながら，実験を見守るようにする。

貼る。

授業展開のポイント②

・各グループで貼ったシールをひとまとまりに○印で囲むことで，傾向を５グラフ化した実験結果をもとに，

つかみやすくする。

全体で考察する。
６

まとめをする。
ゴムを長くのばすほど，車を遠くまで走らせることができる。

７

紅白帽子で自由に遊ぶ。

授業展開のポイント③

・ 紅 白 帽 子 に つ い て い る ゴ ム で 遊 ぶ こ 紅白帽子とで，ゴムの力の理解を深める。

- 4 -(4) 教材と指導のポイント①ぴったりゲームについて【例１】一方向型【例２】多方向型

×〇

ぴったりゾーン×ア

ぴったりゾーン

意図
このゲームをやりながら，子どもたちは，自然にゴムの力を調整（ゾーンを通り過ぎたら，伸ばす長さを短く。入らなかったら，伸ばす長さを長く等。）しています。この思考が，この後の実験において，科学的な根拠となり，実験をより充実させることができます。
子どもたちは，ゲーム感覚で楽しみながら，思考の根拠となる体験をしていることになり
ます。

イ

留意点
・いきなり，ゴムで動く車を提示するのではなく，まずは「ゴム」というものとふれ合う活動を取り入れます。具体的には，子どもたち一人一人に１本ずつ輪ゴムを渡し，伸ばしたり，縮めたりして，そのときの手応えを体感させます。その後，ゴムで動く車を提示する
ことで，子どもたちの思考がスモールステップで高まるようにします。

・次に，ポイントとなるのは，教師の演示です。ここでは，教師がゴムで動く車をゾーン内で一回で止める「技」を見せます（少し練習が必要です）。うまくいけば子どもたちから拍手がおこるはずです。そして「やってみたい！」と活動に対する意欲を強くもたせることができます。
教師がゾーン内にとめる・上記【例１】にもありますが，このゲームでは，「車体全部」がゾーンに入ったときのみを
成功とします。少し厳しめのルールの方が，子どもたちにとって楽しめるものになります。
・場所は，広いホールか体育館が適切です。教室では，様々な物があることや広さが不十分なことから使用は避けたほうがよいと思われます。また，ビニルテープでゾーンやスター
トラインなどを作るのですが，その場所にもともとあるライン等を使うこともできます。
ウ 「ぴったりゲーム」の他場面での活用
このゲームは，ゴムの働きを調べたあと，理解を深める場面でも活用できます。その際，実験結果から，ぴったりととまるためのゴムの長さを考えながら活動することが大切です。
- 5 -当てずっぽうでやると，このゲームの有効性が落ちるので注意が必要です。
②シールを使って実験結果をグラフ化する言語活動についてア

理科の言語活動について
理科は，絵や図，表やグラフを用いることで言語活動をより充実できる教科です。つまり「書く」だけではな
く「描く」活動も必要に応じて取り入れていくことができます。
模造紙にシールを貼る児童イ

意図
教科書（東京書籍）では，ゴムの働きを調べた結果を表にしています。
ゴムのはたらき調べ

ゴムの伸び

動いたきょりもちろん，これも表に整理するという意味で

10㎝

２ｍ10㎝

３年生の児童には大切な言語活動です。しかし，

15㎝

４ｍ30㎝

数字を表にしただけでは，そのゴムの力の大き

20㎝

６ｍ20㎝

さの違いを実感としてとらえにくいと思われます。そこで，シールを使って実験結果を模造紙にグラフ化することで，ゴムの伸びる長さの違いにより，車が動く距離が変わることを実感を伴ってとらえやすくします。

８

○○●●
●○

動
い

６

●

た

●○○○
●

距
離

○

４

○●○ ←シール

（ｍ）

10
ウ

15

20

ゴムの伸び（㎝）留意点
・３年生の発達段階を考慮して，次のことに留意する必要があります。
□模造紙の縦軸（走った距離）は細かく目盛りを振ること。
□結果をしっかり記録しているか見取ること。
（曖昧な記憶でシールを貼ると，おかしな結果になってしまいます）□ゴムで動く車を走らせるとき，ルールをしっかり決めること。
（手や人にぶつかったり，発車がスムーズでなかったりしたらやり直し等）
・模造紙にシールを貼った時，実験結果にばらつきがあった場合は，ばらつきがあるゴムの長さのところだけを再実験します。測定誤差の大きなものをはじき，全体の傾向でとらえることも可能ですが，３年生の発達段階から考えて，体験活動を通して実験結果を修正す
ることをお勧めします。

- 6 -

第３学年

２

追加内容２

単元名

物の重さをくらべよう（東京書籍 P136 ～ 138 物の重さ調べ）

お菓子を入れて重さを量る

１

ブロックの形を変えてどんな格好でも体重は変わらないね

追加内容となった背景
本内容を新設した背景として，諸調査の結果から，重さの保存に関しての理解が十分ではないことが明らかになったことや経年比較から同一問題の正答率が下がっていることが挙げられます。本
内容を新設することにより，重さの保存に関する理解の充実を図り，子どもの物質観を豊かにしよ
うとしています。「重さの保存」の概念は，科学的な基本概念の１つと考えられ，中学校まで含めて一層系統的な取組を充実させることが必要です。

２

単元の目標
粘土などを使い，物の重さや体積を調べ，物の性質についての考えをもつことができるように
する。

３

ア

物は，形が変わっても重さは変わらないこと。

イ

物は，体積が同じでも重さは違うことがあること。

教材と指導について(1) 指導上の困難な点
理科の授業では粘土（特に油粘土）は使いにくい教科書（東京書籍）では，粘土を使用した実験が掲載されています。小学校で身近にある粘土というと「油粘土」か「紙粘土」です。特にも油粘土は，図画工作ではよく使用されますが，手が汚れたり，落としてなくしたりするなど理科の授業としては使いにくい面があります。そこで，
粘土ではなく「ブロック」の使用を考えました。（詳細についてはｐ.９から）他にも，粘土を使うのであるならば，一個一個をビニール袋に入れることやあまり手を汚さない紙粘土を使うことなども考えられます。
(2) 授業展開のポイント①問題意識のもたせ方の工夫⇒

ペットボトルに入れたお菓子を粉々にして重さを量る

ペットボトル（スナック菓子が入った高さに線を引いておく）の中に入れたお菓子を粉々にし，その重さを粉々にする前に量った重さと比べます。お菓子の高さが低くなっているにもかかわらず，重さが変わらないことに気づかせ，問題意識をもたせます。
②観察，実験の充実を図るための工夫⇒

粘土の代わりに「ブロック」を使用する

教科書（東京書籍）では，粘土を使用しています。しかし，理科の実験で粘土を使用するの- 7 -は扱いずらいところがあります。そこで「ブロック」の使用を考えてみました。
③自然事象についての理科を深める工夫⇒

様々な格好で自分の体重を量る

終末では，子どもが様々な格好をして体重計に乗り，体重を量ります。どんな格好をしても体重が変わらないことを実感し，物は形を変えても重さは変わらないことを納得して理解を深めることができます。

授業展開のポイント①(3) 授業展開例
学
１

習

活

動

具

体

的

な

支

援

等

準備物

ペットボトルの中に入っていスナッ ・ ペ ッ ト ボ ト ル に は ス ナ ッ ク 菓 子 の 高 ペットボト
ク菓子を粉々にし，その前後で重を量さに印をつけておき，粉々になった ルる。

後 の 高 さ と 比 べ る 。 そ の 後 ， 重 さ を お菓子（ス・各班で１つ量 っ て も 同 じ で あ る こ と か ら ブ ロ ッ ナック）

・横にしても重さは変わらない

クを提示し，他のものでも同じことがいえるか投げかける。

２

問題を設定する。
物はおき方や形を変えると，重さはかわるのだろうか。

３

予想をする。

・予想は，発達段階から考え，口頭で行授業展開のポイント②
４

う。また理由については，答えられる児童にのみに聞く。

実験をする。
・三人１組で行う。

・ ブ ロ ッ ク は 48個 （ 140ｇ ） の も の を ３ 学 習 プ リ ン＜実験方法＞

つ に 分 け て （ 一 人 1 6個 ） を １ グ ル ー ト①ブロックの全体の重さを最初に量プに渡す。

り，学習プリントに記録する。

ブロック
台ばかり

② 各 自 で 渡 さ れ た ブ ロ ッ ク の 形 を 変 え ・児童各自が自由に形を変えた後，3人る。

まとめて重さを量るようにし，一人③それぞれ形を変えたブロックを３人

一人の活動を保障する。

分まとめて重さを量る。（３回以上）④学習プリントに重さを記録する。

・針のさす目盛がわかりずらい時は，
近いほうの目盛を読むようにするこ

５

実験結果をもとに，グループで考察する。

６と，また可能な限り，皿の真ん中にブロックを乗せて量ることを伝える。

まとめをする。
物は，おき方や形を変えても重さはかわらない。

７

様々な格好で自分の体重を量る。

・格好を変えても，自分の体重が変わら 体 重 計 （ 保・片足で立つな い こ と を と ら え ，「 お 菓 子 」「 ブ ロ 健 室 か ら ）・しゃがむッ ク 」「 人 間 」 の ３ つ で 同 じ こ と が 言 ２台

・体育座り

等

えることを確認し，一般化を図る。

授業展開のポイント③
- 8 -

(4)

教材と指導のポイント①

ブロックの利用について
ア

利点

形を自由に変えられる
油粘土と紙粘土ブロック

・小学校では，主に図画工作の時間に「油粘土」や「紙粘土」が使われます。しかし，これらの粘土は次の点で理科の実験にはあまり適してはいません。
■手が汚れて，鉛筆やノート，机がべたべたになってしまう。
■床に落としてなくしやすい。落としたらゴミがついてしまい，重さが変わってしまう。
■細かくしすぎる子どもがいて，時間がかかってしまう。

など

そこで，ブロックの使用を考えました。ブロックを使えば，このような問題を解決するこことができるとともに次のような利点があります。
☆形を変えるときに，ブロックの組み合わせを変えるだけでよいため，実験が簡単である。
☆物質が基本単位の集まりによって成り立っていることや，その基本単位は「組み変わることがあっても新しくできたり，なくなったりしない」という粒子概念について意識付
けができ，５年生の「物の溶け方」中学校２年生の「原子・分子」「化学変化」の学習に系統的につながる基本的な概念をとらえることができる。
☆ブロック１個ずつにおもり（鉛板など）を入れることができ，同体積で重さが違うことをとらえる学習においても使用することができる。
ただし，費用がかかってしまうことが欠点です。大型のおもちゃ店で，60個入りが500円程度で販売されています。ｐ.8「(3)授業展開例」では，一人の子どもに16個のブロックを使わせています。この場合，30人の学級を想定したとすると約4000円の費用がかかる計算になります。しかし上記の困難な点が毎年繰り返されることを考えた場合，一考の余地はあると思います。

- 9 -

イ

使い方
・量りの台数により限界があると思いますが，可能な限り少人数で繰り返し実験をします。実験自体はそれほど時間がかかりません
ので，何回でもブロックの組み合わせを変えて，その重さを量り
ます。
＜注意！＞

量りの性能により，上皿の端にブロックを置くと重さが変わるときがあります。子どもたちには，「上皿の真ん中に置くこと」を指示する必要があります。
・実験の順番は次の通りです。（３人組の場合）①一人一人に渡されたブロック（基本形）の全体の重さを量り，記録します。
②それぞれブロックの形を変えて，全体（3人分）の重さを量り記録します。
（いくら形を変えても，重さは変わりません）③①～②を時間がある限り，繰り返し行います。
（最低でも３回は行いたいところです）※

算数の「重さ」の学習と関連した内容にすることで，技能の定着と内容の充実を図ることができます。
②

問題意識のもたせ方の工夫について

粉々に高さの変化にする

スナック菓子が入った高さに線を引き重さを量る

着目させる

粉々にした後，重さを量る（スナック菓子の高さが変わっている）

ア

準備
・ペットボトル（キャップがあり，500ｍＬで余計な凹凸がなくて変化が見やすいもの）
・中が空洞なスナック菓子

イ

学習問題設定までの流れ
ペットボトルの中にお菓子を入れる。
（時間がない場合は教師が入れておく。また，数が多く準備できない場合は，教師演示用だけを準備する。）- 10 -

スナック菓子が入った高さにマジックで線を引く。
粉々にする（子どもが自分でやることが望ましい）※キャップをしてから粉々になったスナック菓子の高さとマジックで引いた線を比べる。
Ｔ「スナック菓子の高さが低くなったね。重さはどうなったと思いますか？」Ｃ「軽くなった！」Ｃ「キャップをしていたんだから変わっていない！」
Ｔ「じゃあ，重さを量ってみよう。」
粉々になったスナック菓子の重さを量る。
Ｃ「こんなに粉々になっても変わらないんだね。」

ブロックの提示ブロックも形をバラバラに変えることができるのだけれど，やっぱり重さは変わらないかな？

学習問題設定- 11 -

第
第４
４学
学年
年

「水を冷やしたとき」の学習から

第４学年

３

追加内容３

単元名

動物のからだのつくりと運動（東京書籍P18～24

関節にシールを貼る

１

レントゲン写真から導入（右肩部分）

からだが動くしくみ）

関節がないと腕が曲がらない

追加内容となった背景
人体を中心にした動物の体のつくりやはたらきに関しては，従来は第５学年の課題選択で扱い，第６学年で人と動物の体のはたらきを扱うのみでした。第４学年で本内容が新設され，第６学年「人の体のつくりとはたらき」の内容に系統的に関連づけて指導できるようにしていることが背景として挙げられます。

２

単元の目標
人や他の動物の体の動きを観察したり資料を活用したりして，骨や筋肉の動きを調べ，人の体のつくりと運動とのかかわりについての考えをもつことができるようにする。
ア

人の体には骨と筋肉があること。

イ

人が体を動かすことができるのは，骨，筋肉の働きによること。
（内容の取り扱い・・・関節の働きを扱うものとする）

３

教材と指導について(1) 指導上の困難な点
腕を伸ばしたり，曲げたりしたときの筋肉の様子がわかりずらい
教科書（東京書籍）には，力を入れながら腕を曲げたりのばしたりした時の筋肉の様子を「ゆるむ」と「ちぢむ」のどちらかで表現しています。これらの表現と実際の筋肉の様子がつながらない子どもがいます。次の点に留意して指導にあたりたいです。（詳細は，ｐ.14から）「ちぢむ」⇒力が入っている部分（エネルギーを消費している部分）「ゆるむ」⇒力が入っていない部分（エネルギーを消費していない部分）※子どもたちが，自分の体に直接触れて調べることが大切です！
(2) 授業展開のポイント①問題意識のもたせ方の工夫について⇒ 筋肉，骨を意識した資料提示（レントゲン写真等）

２枚の写真を提示することで，骨，筋肉，関節について意識できるようにし，自分の体にもそれらが存在するかについて問題意識をもてるようにします。
②観察，実験の充実を図るための工夫について⇒

骨 ，筋肉，関節の存在を自分の体で確かめる（シールを貼って）３つの存在を明確にとらえさせるために，色つきのシールを直接自分の腕に貼るようにします。このことで「自分の体」という意識を高めることができます。また，実際に体に触れな- 12 -

がら実験することも大切にしていきます。
③自然事象についての理解を深める工夫⇒

厚紙の筒で関節が曲がらないことを体験する

肘の部分に厚紙で作った筒をかぶせます。このことで，関節がまがらないことの「不便さ」を体験できるようにし，関節の存在についての理解を深めます。

授業展開のポイント①(3) 授業展開例
学
１

習

活

動

具

体

的

な

支

援

等

２枚の写真を提示し，自分の体につ ・１枚目は筋肉，２枚目は骨（外見いての問題意識をもつ。

準備物
写真２枚

か ら は 見 え な い た め ）， 両 方 の 写 真

１枚目・・・筋肉を強調した写真から関節（曲がっているところに２枚目・・・腕のレントゲン

着目）について，子どもたちが意識できるように提示する。

２

問題を設定する。
自分のうでは，どのようなつくりになっているのだろうか。

３

予想する。
・自分の腕の外側を鉛筆でなぞり（２・筋肉，骨，関節がそれぞれわかるよ 色鉛筆
うに色分けをする。

枚）１枚に予想をかく。
（骨・・青，筋肉・・赤，関節・・黄）４

学習プリント

２枚

授業展開のポイント②

実験をする。

色シール

・自分の腕（利き腕ではない方）を指 ・予想と関連をもたせるように骨にで触りながら３種類（赤，青，黄）

青シール，筋肉に赤シール，関節のシールを直接貼っていく。

に黄シールを貼るようにする。

・隣の友達と比べ，骨，筋肉，関節は誰にでもあることを確認する。

・ 硬 い と こ ろ （ 骨 ）， 柔 ら か い と こ
ろ （ 筋 肉 ）， 曲 が る と こ ろ （ 関 節 ）であることを伝える。

５

実験結果から考察する。
・自分の腕に貼ったシールを予想時に・骨，筋肉，関節がどのような位置にあるか考えをもてるようにする。

かいたもう一枚の紙に貼り直す。
６

まとめをする。
うでには，骨と筋肉がたくさんあり，骨と骨のつなぎ目には関節がある。

７

腕に厚紙の筒をかぶせる。

授業展開のポイント③

・厚紙の筒をかぶせ，関節が曲がらな円筒状の厚い不便さを体感することで，関節の 紙
存在について理解を深める。

- 13 -

(4)指導と教材のポイント①

解説
ア

筋肉が「ちぢむ」「ゆるむ」「ふくれる」「かたくなる」
腕を曲げると上腕の筋肉が縮み，膨れて硬くなるという例を示して説明をする場合，「ちぢむ」（小さくなるイメージ）と「ふくれる」（大きくなるイメージ）が同時に起こることはど
ういうことなのでしょうか。更に「かたくなる」という表現が加わり，丁寧に説明しないと混乱させる恐れがあります。
小学校の教科書では，筋収縮を「ちぢむ」，弛緩を「ゆるむ」と表現していますが，基本的な筋肉の動きは，この収縮と弛緩で説明されます。従って，まずは単純に収縮と弛緩の関係を理解させることが大切です。

イ

筋収縮のしくみエネルギーを消費して筋肉を動かす仕組みの基本は，「収縮」であり，弛緩する場合にはエネ
ルギーを消費しません。関節を動かす骨格筋は，筋繊維の束でできており，筋繊維は更に筋原繊維からなります。筋原繊維は，下の図のように，２種類の部品（アクチンフィラメント
とミオシンフィラメント）からなる機械的な構造になっています。筋肉が収縮するときにエネルギーを消費し，アクチンフィラメントが滑り込むことで全体が短くなります。
ミオシンフィラメント

アクチンフィラメント

筋原繊維

収縮（ちぢむ）

筋収縮の仕組みウ

腕を曲げる仕組み
前提として，骨は自ら動くことができず，筋肉に引っ張られることで動き，関節という決まった場所でしか曲げることができないことを理解させる必要があります。実際には複雑ですが，腕を曲げる仕組みをあえて単純にすると，下図のように内側の筋肉（上腕二頭筋）が縮むこと
で前腕の骨が引っ張られて肘関節を曲げます。この時，反対側の筋肉がゆるみます（弛緩する）。
なお，一部の腕の関節模型教材で，筋肉が上腕と前腕に付いているものがありますが，実際は，上腕ではなく肩（肩甲骨）に付いています。
肩

縮む

筋肉

上腕
前腕

筋肉が骨を引っ張ることで腕が曲がる

ひじ

腕を曲げる仕組み- 14 -

②

その他
ア

人間以外の動物との比較
教科書に掲載された観察の他，いろいろな動物（哺乳類，鳥類など）の骨と筋肉の存在や運動について調べ，共通性を見出します。例えば次のような観察手法が考えられます。
・実際に生きた動物を観察することが有効であるため，家畜やペット，動物園などを利用する。
利用できる環境がない場合は，図鑑や映像資料で調べる。
・映像（動画）を利用する場合は，動物が走ったり飛んだりする場面をコマ送りで見る。これによって間接や筋肉の動きを詳しく見ることができる。
・いろいろな疑問を図鑑やインターネットで調べる。例えば，「ゾウの鼻には骨があるか？」「キリンの首の骨はどのようになているか？」「ペンギンの脚の骨はどのようになっているか」など。
イ

身の回りの道具と関節との比較
身近かにあるいろいろな「曲がる」道具を探し，動き方を調べます。自分の関節と比較し，次の点に留意して似ている点，相違点を見つけます。
・肘や指のように決まった方向にしか曲げることができない関節と，肩のように回転できる関節がある。それぞれの動き方によって便利な点を考える。
・背骨（脊椎骨）は，小さな関節が連続している。このような構造は，体を動かす時にどのような利点があるか考える。
・曲がる部分（関節）がない場合は，動き方がどのように変わるか考える。

回転できる

肩

決まった向きに曲がる

ひじ

アームスタンド

ひじと肩の関節の動き方の違いは？

回転できる
小さな関節の連続

メガネのフレーム

ポップクリップ- 15 -

第４学年

追加内容４

４

単元名

水のすがたと温度（東京書籍P118～120 水を冷やしたとき）水を温めると体積は増加

沸騰する時の温度は約100℃（既習）

凍る温度と体積変化を調べよう

水を冷やし続けると体積は？

１

凍る時の温度は？（未習）

実験器具の工夫

追加内容となった背景
本内容の「水は凍ると体積が増える。」といった性質は，他の物質と比べて異なってはいるのですが，水や氷は子どもたちにとって大変身近なものであることから追加されたと考えられます。また，本内容は，中学校１年生の「状態変化」の学習との系統性が大切な内容であり，小学校で水の状態変化を学習し，中学校では違う物質（エタノール，ろうなど）の状態変化の学習へと発展して
いきます。

２

単元の目標
金属，水及び空気を温めたり冷やしたりして，それらの変化の様子を調べ，金属，水及び空気の性質についての考えをもつことができるようにする。
ア

金属，水及び空気は，温めたり冷やしたりすると，その体積が変わること。

イ

金属は熱せられた部分から順に温まるが，水や空気は熱せられた部分が移動して温まること。
ウ３

水は，温度によって水蒸気や氷に変わること。また，水が氷になると体積が増えること。

教材と指導について(1) 指導上の困難な点
体積変化，温度変化がはっきりと見ることができない
本内容を実験する際，最も難しいところは試験管，ビーカーに水滴が付くなどの理由により，温度計の目盛や水が凍る様子が見えにくくなってしまうことです。この部分については，実験器具の改良でも改善が図れますが，「体積変化」と「水の凝固点」の実験を別々に行うことが望ましいと考えます。実験の結果をグラフで表現することも求められることからも，２時間扱
い（連続は難しい）でそれぞれの実験を丁寧に扱っていきたいところです。
(2) 授業展開のポイント①問題意識の持たせ方の工夫⇒

未習を意識させる振り返り

本時までに児童は「水の沸点」「水は温められると体積が大きくなり，冷やすと小さくなる」
ことを学習しています。ここでは，紙板書を用いて，「温めた場合の温度と体積」（既習，ただし，体積については教えます）を振り返り，「冷やし続けた場合」が未習であることに気付かせ，
問題意識を持たせるようにします。
②観察，実験の充実を図るための工夫⇒

体積，温度変化を見やすくするための実験器具- 16 -

本内容を実験する際の困難な点は(1)に述べました。この点を改善するために実験器具の改良を考えてみました。詳しくはＰ18～20をご覧ください。
③自然事象についての理解を深める工夫⇒

ペットボトル等に書いてあるラベルを考える

水の入ったペットボトルや缶ジュースのラベルには「凍らせないでください。容器が破損する恐れがあります。」等という表示があります。このことを子どもたちに考えさせ，水の凍った時の体積変化と関連づけます。また。実験中に試験管が割れた場合，そのことも理解を深める
工夫として取り上げることも考えられます。
水蒸気の体積は，学習の範囲外ですが，問題を設定するためにあえて加えました。既習の「水の温度を下げると体積が減少する」ことか
ら問題を設定することも可能です。

(3) 授業展開例
学
１

習

活

動

問題を設定する。

具

体

的

な

支

援

等

準備物

・既習である「水の沸点が約100℃」と「水 紙板書
は 水 蒸 気 に な る と 体 積 が お よ そ 1700倍

授業展開のポイント①になること」を板書に位置づけ，冷やし続けた場合については未習であることに気付かせる。

水が冷えて氷になるとき，体積と温度はどのようになるのだろうか
２

予想する。

・氷になるときの体積変化については，
温度が上がった時と温度が下がった時（氷になる前）の体積変化とを比較し，児童の思考にゆさぶりをかける。

３

実験する。
・３人一組で行う。

＜実験方法＞①実験器具を渡されたら，氷と寒剤・工夫した実験器具（Ｐ18～ ）について 実験器具
は，実験時間の確保と確実な実験を行 寒 剤 （ 飽
え る よ う に す る た め に ， 演 示 で 丁 寧 に 和食塩水）
説明する。

ストップ

をビーカーに入れる。

ウオッチ②水の温度を１分おきに測定し，そ授業展開のポイント②の温度と気付いたことを記入していく。
③１分おきに温度計についている針

グラフ用
プリント

・実験結果を正しく記入しているか，机間指導しながら見守るようにする。

金を動かし，水をかきまぜる。
④ 実 験 時 間 は 15分 ， 準 備 が で き た グ
ループからスタートする。

・ 本 時 の 学 習 問 題 に 立 ち 返 り ，「 体 積 変化」と「凍った温度」を中心に話合う

４

グラフ化した実験結果をもとに，ようにする。

グループで考察する。
５

授業展開のポイント③

まとめ

水が冷えて氷になるときは，温度は０℃でこおり，体積は大きくなる。

ペットボ
トル

６

ペ ッ ト ボ ト ル の ラ ベ ル の 表 示 に つ ・「 凍 ら せ な い で く だ さ い 」 と い う 表 示
いて考える。

の意味を考え，理解を深める。
- 17 -

(4）教材と指導のポイント
①ウ

①準備
ア

300ｍＬビーカー

イ

500ｍＬビーカー

ウ

エアーキャップ（プチプチのこと）

エ

温度計

オ

針金

カ

スポンジ

キ

デコパネ（発泡ポリスチレンボード）または厚い段

約５×30ｃｍ
②ア(ｱ)

約30ｃｍ
約５×３×２ｃｍ

ボール ３×10ｃｍ
ク

試験管

ケ

食塩

コ

氷

１班あたり40ｇ②ア(ｳ)１班あたり約300ｍＬ

②手順
ア

教材作成
(ｱ)

②ア(ｴ)

300ｍＬのビーカーの上の部分に二つ折りにしたクッションシートを巻き付けるようにはりつける。

（シートの平らな面が外側になるように折る）(ｲ)

500ｍＬのビーカーに(ｱ)のビーカーをはめ込む。

(ｳ)

温度計の下の部分を保護するために，ストローを②ア(ｵ)切ったものをつける。
(ｴ)

針金を右の図のように曲げ，らせんの部分に温度計を入れる。
(ｵ)

スポンジに細い穴を２つあけ，温度計と針金をス②ア(ｶ)ポンジに通す。
(ｶ)

デコパネまたは段ボールに試験管用の穴２カ所をコルクボーラー等で空ける。

(ｷ)

試験管の約10ｍＬのところに目印をつけ，黒いビ

ニルテープをはる。
(ｸ)イ

実験中は，右の図のような装置になる。

②ア(ｷ)

実験
(ｱ)

試験管に温度計を入れ，赤いテープまで水を入れる。
(ｲ)

二重になったビーカーの内側のビーカーに300ｍＬの目盛りくらいまで氷を入れる。
(ｳ)

次に水を100ｍＬ入れ，最後に食塩40ｇを加えて，ガラス棒で１分間かき混ぜる。

(ｴ)

試験管を氷水につけて１分ごとに水の温度を測定する。

(ｵ)

温度測定後，針金を上下に動かし，試験管内の水をかき混ぜる。さらに，ガラス棒でビーカー内の氷水を２０回程度かき混ぜる。

- 18 -

②ア(ｸ)

②ア(ｲ)

③解説
ア

試験管内の水を凍らせるために試験管内の水の水が凍らないときには，次の３つの原因が考えられます。
(ｱ)

寒剤（氷＋食塩水）の温度が十分に下がっていない(ｲ)

寒剤の冷たさが試験管に伝わらないため，試験管の温度が下がらない(ｳ)

過冷却を起こしている(ｱ)を解決するために，②イ(ｲ)，(ｳ)のように，氷を入れたあと，水を100ｍＬ， 食

塩40ｇの割合で加え，ガラス棒でよくかき混ぜることが大切です。さらに，②イ(ｵ)のように，温度測定後も氷水をかき混ぜ，溶け残った食塩を溶かすようにするとよいでしょう。
(ｲ)，(ｳ)を解決するためには，③イ(ｵ)のように，一定時間ごとに試験管内と氷水をそれぞれかき混ぜることが大切です。
イ

ビーカーのくもりを減らすためにビーカーの外側がくもって観察しにくいことを解決するために，③ア(ｲ)のように，ビーカーを二重にします。その工夫で空気中の水分の凝結を防ぎ，くもりを減らします。

ウ

観察しやすくする工夫
(ｱ)

スポンジ
温度計が倒れないよう支えると同時に，温度計の高さを③ウ(ｱ)調節することができます。そのことで，子どもたちに測定してもらいたい±５℃の範囲がよく見える位置で温度計を固定することができます。そのために，温度計を通すスポ
ンジの穴はきつめにしておくのがコツです。
(ｲ)

デコパネ（発泡ポリスチレンボード）または段ボール

試験管が倒れないよう支えます。この工夫で児童は観察に集中することができます。
(ｳ)

温度計
ストローを切ったものを液だめにつけることで，不注意による破損を防ぐことができます。なお，事前に，使用する温度計を氷水につけて０℃になるか確認し，０℃にならない温度計は使用しないことも大切です。
(ｴ)試験管
約10ｍＬのところに目印をつけ，そこに水位を合わせることで，凍ったあとの体積増加が明確にわかります。また，黒いビニールテープを背景にすることで，凍っていくよ
うすがはっきりと観察できます。
④その他
ア

材料のおおよその費用身近にある材料を使用するため，費用はほとんどかかりません。

イ

準備にかかる時間
教材を全ての班の分作成するために，工作の時間が１～２時間必要です。ただし，教材を作成してそろえておけば，授業の準備は30分程度です。
- 19 -

改良した実験器具を使っている様子

試験管の中の水が凍った様子を観察- 20 -

第
第５
５学
学年
年

「魚の食べ物」の学習から

第５学年

５

追加内容５

単元名

魚の誕生

近くの水田で採集（黒い粒がミジンコ）（東京書籍P45～48 魚の食べ物）

何か動いているけどよく見えない・・

操作の説明は演示で丁寧に

１

追加内容となった背景
本内容は，前回(平成10年)の改訂で中学校へ移行統合された内容です。この内容が新規内容として追加された背景としては，顕微鏡を使った観察，実験の時間の増加が挙げられます。中学校へ移行統合されたことにより，小学校での顕微鏡による観察の時間が減少してしまいました。そのため子どもたちの技能の低下が危ぶまれたたこと，また中学校との系統性や環境教育との関連も考慮したことから追加されたと考えられます。

２

単元の目標
魚を育てたり人の発生についての資料を活用したりして，卵の変化の様子や水中の小さな生物を調べ，動物の発生や成長についての考えをもつことができるようにする。
ア 魚には雌雄があり，生まれた卵は日がたつにつれて中の様子が変化してかえること。
イ 魚は，水中の小さな生物を食べ物にして生きていること。
ウ 人は，母体内で成長して生まれること。

３

教材と指導について(1) 指導上の困難な点
水中の小さな生物を採集することが難しい。
教科書（東京書籍）には，メダカを飼っている水槽や池などの水から小さな生物を採集して顕微鏡で観察するようになっています。しかし，そのような場所からは，教科書にあるような小さな生物を採集することは難しいです。そこで，学校あるいは自宅近所の水田から採集します。学校の近くに水田があれば，子どもたちと一緒に採集に出かけたいものです。30分もあれば，十分な量のプランクトン（主にミジンコ）が採集できます。
(2) 授業展開のポイント①問題意識の持たせ方の工夫 ⇒肉眼では明確に生物が見えないことを体験させる
採集してきたプランクトン（主にミジンコ）をプラスチックの容器に入れて，各班で観察しますが，肉眼では形や色などがよく見えないことを体験させます。このことから顕微鏡による観察の必要性を引き出すとともに，プランクトンの形や色についての問題意識を高める
ようにします。
②観察,実験の充実を図るための工夫 ⇒ 顕微鏡の操作技能定着に向けての配慮
子どもたちのほとんどは，顕微鏡の操作は初めてです。このことから考えて，丁寧に指導していく必要があります。具体的には次の点に配慮していきます。
・二人一組の場合，必ずどちらの子どもも顕微鏡を操作すること。（時間を決めて交代）
・操作の仕方は教師が実演する。（教科書を見るだけではわかりずらい）など- 21 -

③自然事象についての理解を深める工夫⇒
採集してきたプランクトンをメダカに食べさせる
実際にメダカが食べるところを見ることによって，観察した水の中の小さな生物を食べて生きていることについて納得して理解を深めることができます。
(3) 授業展開例 ※２時間扱い
学 習 活 動具 体 的 な 支 援 等
準備物
１ 水 の 中 に プ ラ ン ク ト ン が 入 っ た 容 ・野生のメダカは人間にえさを与えら プ ラ ス チ ッ
器を見る。
れ な く て も 生 き て い る こ と ， そ し て ク容器
・１班に１つの容器をじっくりと見その理由を問うことで，水中の小さ メ ダ カ の える。プランクトンの存在に気付く。
な生物の存在を意識させる。
さ

授業展開のポイント①
２

・プランクトンは小さいため，肉眼では見えにくいことから顕微鏡の必要性を感じることができるようにする。

問題を設定する。
メダカのえさになる小さな生物はどんな形や色をしているのだろうか。

ミジンコの
写真

３

顕微鏡の各部の名称を知る。

授業展開のポイント②
４５

顕微鏡の使い方を知る。

・ 教 科 書 に 書 い て あ る こ と を 確 認 し な 教 科 書Ｐ 158
が ら ， 教 師 が 演 示 す る こ と で ， 操 作 ～159の間違いを少なくする。

顕微鏡の操作を練習する。

・練習用プレパラートを使用し，交代 練 習 用 プ レ
で 顕 微 鏡 の 操 作 を 練 習 す る こ と で 技 パラート
能の向上を図る。

○顕微鏡は２人で1台を使用する。
６

・各部の名称を児童に尋ねながら，そ 学 習 プ リ ン
れぞれに付箋紙を貼ることで名称を ト明確にする。

プ レ パ ラ ー ト を 作 っ て ， 水 の 中 の ・プレパラートの作り方を教師が演示
生物を観察する。
することで作業の仕方を明確にする。 ス ラ イ ド ガ
ラス

・操作練習の時と同様に交代で観察す カ バ ー ガ ラ
る こ と （ 目 安 は 一 人 10分 ） ま た ， 観 ス
察 カ ー ド に は 「 形 」「 色 」 を お お よ スポイト
そでよいから記録するように伝える。
プ レ パ ラ ー ト を 作 っ て ， 水 の 中 の ・前時からの続き
生物を観察する。

授業展開のポイント②

６

７

まとめ
水の中の小さな生き物はいろいろな形や色をしている。

８

メダカがプランクトンを食べる様子 ・ メ ダ カ が プ ラ ン ク ト ン を 食 べ る 様 子 メダカを観察する。
を見ることで，えさになっていることを実感できるようにする。

授業展開のポイント③- 22 -

(4)指導と教材のポイント
ア 準備
採集用具：フィッシュネット：角型マイクロメッシュ（目が細かいもの）で幅 10cm 程度のものプラスチックケース(水槽)：幅 15 ～ 20cm 程度の小型のものと幅 30cm 以上の大型のもの
蓋付瓶：プラスチック製の水が漏れないものが良い
エアポンプ，カルキ抜き剤，ルーペ（虫めがね）
観察用具：顕微鏡，スライドガラス，カバーガラス，ピンセット，ポリスポイト
小型のビーカー：20～50mLまたは小型の透明な容器（班に１個ずつ）。

フィッシュネット
蓋付瓶

イ

採集方法
湛水された水田で採集します。水田は，溜池や池沼よりもミジンコ類，ワムシ類，藻類など多くの種類の生物を効率よく採集することができます。
① 水田の水を少量小型のプラスチックケースに入れます。
② フィッシュネットをイネの間を水面と並行に，かくように移動させます。
網（フィッシュネット）網を底と並行に移動

水面

底
水田におけるミジンコ類等の採集方法③②のようにすくい取った網を，①のプラスチックケースの水の中で網を裏返した状態で振って生物をとります。
④ ②，③を数回繰り返す。
⑤ 採集した生物が入ったプラスチックケースの水を蓋付瓶に入れて持ち帰ります。
少量の水
小型プラス
チックケース
⑥ 底の土や，藻類，水草の根本など，採取する場所をかえ採集した生物を網から取り出す方法て別の蓋付瓶に入れます。
⑦ すぐに使用しない場合は，大型のプラスチックケースに 大型プラスチックケース
入れ替えて簡易的に飼育します。生物の密度を小さくして，酸欠による死滅を防止すると数日間維持できます。大型のプラスチックケースには，カルキ抜きをした水を十分に入れておきます。
更にエアポンプで空気を弱く入れます。エアポンプによって水流が起こり，ミジンコ類が流されない程度に泡の出方を弱くします。空気量の調節には，市販のエアーポンプ
エアを弱く入れる用エアー調節バルブを利用すると良いでしょう。
採集した生物の簡易飼育- 23 -

ウ

観察方法① (2)⑦のように大型のプラスチックケースに入れた場合，次の手順で観察しやすいように
生物の密度を大きくします。
・小型プラスチックケースに少量の水を入れておきま フィッシュネットで濾すす。
・フィッシュネットに大型プラスチックケースの水を注いで濾します。
・フィッシュネットの中に溜まった生物を小型プラス
チックケースの水の中で振って移します。
・ミジンコなどは，プラスチックケースの角に集まる
小型プラスチックケース
少量の水ことがあるので，静置したままスポイトで吸い取るとよいでしょう。ミジンコ類は，光を当てることでも集めることができます。
② 生物が入った水を小型のビーカーに少量ずつ分注
小型のビーカーに分ける
して配付し，肉眼で観察します。
観察のための前処理③ 生物が入ったビーカーからポリスポイトで吸い取り，スライドガラスに１滴落とし，カバーガラスを載せます｡④ 低倍率（接眼レンズ10倍または5倍，対物レンズ４～10倍）で観察します。
⑤ 適宜，高倍率に替えて観察します｡⑥ 底の泥やゴミなどをスライドガラスにとり，カバーガラスを載せて観察します。
⑦ 生物をスケッチし，図鑑やインターネットなどを使って種類を調べます。

エ解説① 生物の多様性を実感し生態系の基本となる観察
水中の小さな生物の観察が，魚の発生や成長過程の学習と解離しないように配慮します。野生の魚が野外で何を食べているか，授業で扱った魚の生息環境を踏まえ，生物どうしのつながり考えさせることが大切です。つまり，メダカを扱った場合，メダカの生息環境である水田や流れの緩い水路などの生物を調べるようにします。
この観察は，中学校や高等学校において生態系の学習の基本となっていくことから，実際の観察を通して生物の多様性を実感させたいところです。
② ミジンコの観察
メダカなど小型の魚類の餌として重要な生物です。ミジンコ類の生きた個体を是非観察させたいところです。ミジンコ類は，水田に水があれば普通に見られるが，特に晴天で水温が上昇すると，活発に活動するので採集しやすい生物です。
眼は１個

ミジンコの観察ポイント
・顕微鏡の適切な倍率は？･･･低倍率にしないと視野に入らない。
・動きは？･･･脚や心臓の動きを見ることができる。但し， 脚は節に
心臓
プレパラートを作る時に水が少なすぎるとつぶれてしま 分かれるうので注意する。
腸詰まって藻類が・腸の中に藻が詰まっていることがあり，ミジンコも餌をいる食べていることがわかる。
ミジンコの観察ポイント
・脚の特徴は？･･･節に分かれており，昆虫に近い仲間であることがわかる。
③ 顕微鏡の技能
この観察は，顕微鏡を使った学習としても重要です。実際に生きた試料を観察することで意- 24 -

欲・関心を高めながら基本操作を身につけることができる好適な教材です。
顕微鏡の台数が少ない場合でも，プレパラートの作成，適切な倍率の選定，ピント調節など，児童全員が操作できるよう配慮します。
④ 観察した生物の種類の調べ方
実際に野外で採集した試料には，多種多な生物が見られ，教科書通りの生物が見られることは期待しない方が良いでしょう。実際に見られる生物の正確な種を同定すること難しいことが多く，何の仲間であるか，おおよその分類で構いません。
⑤ 採集時の注意事項
水田で採集する場合は，管理者に確認してから行うようにします。特に，網で作物に傷を付けないように注意し，移動の際は，靴で畦を壊さないように十分に配慮します。
(5)

その他
採集に必要な時間
水田において１学級分の試料を採集に要する時間は，約 30 分間あれば十分です。但し，水田によっては，ミジンコ類が少ない場合や，転作や圃場整備等によって改変されることがある
ので，場所を変えて移動する時間を想定しておく必要があります。
② 器具等の入手・プラスチックケース：ペットショップやホームセンターで各種入手できます。小型のケース
は，100 円ショップでも購入できます。（大型ケースは，幅 38cm で 1,000 円程度）。ガラス製の水槽でも構いませんが，割れる恐れがあることと，重いために作業効率が悪くなります。
・フィッシュネット：ペットショップやホームセンターで購入できます（10cm 幅の小型の網は，200 円程度）。100 円ショップで販売されている網は，目が粗い場合があるので注意します。
・蓋付瓶：100 円ショップで販売されている直径 10cm 程度の瓶が実用的です。
・エアポンプ用エアー調節バルブ：ペットショップで 200 円程度で購入できます。エアーチ
ューブ用の二又分岐（金属）でも調節できます。
・蓋付瓶に入れて持ち帰る際に，移動時間が長い場合は，酸素を放出する固形の錠剤を入れると良いでしょう。これはペットショップで 500 円程度で購入できます。
③ メダカの野外放流禁止
野生メダカは，更に地域ごとに固有の遺伝子集団があることが知られ，他地域個体の安易な移入・放流によって交雑が起こり，遺伝子の撹乱が危惧されています。特にペットや教材用ヒ
メダカの放流行為が生物多様性を脅かす恐れがあります。ペットショップで売られているダカは，野生メダカと明確に区別し，放流は自然破壊になることを認識する必要があります。野生の個体についてももともとの産地以外に放流してはいけません。
遺伝子については，小学生には難しい知識であるため，指導者が十分に認識している必要があります。
キタノメダカ日本の野生メダカは，従来「南日本集団」「北日本集団」
自然分布の２グループに大別されていましたが，2011
年に別種とさなし
オ リ ジ ア ス ラテ ィ ペ ス
オリジアス サ カ イ ズ ミ イ
れ，それぞれ Oryzias latipes，Oryzias sakaizumii と学名が付けられました（この時点で和名未定）。2013 年には和名が決
ミナミメダカ
まり，「南日本集団」はミナミメダカ，「北日本集団」はキタ
ノメダカとなりました。岩手にはミナミメダカが分布し，花巻市が北限となっています（沿岸は広田半島付近）。
①

日本のメダカ類の分布- 25 -

第
第６
６学
学年
年

「電熱線と発熱」の学習から

第６学年

追加内容６

６

単元名

植物のからだのはたらき（東京書籍P50～52 植物の水の通り道）

蒸散を意識した導入

１

水滴がついた葉

切り花染色液（青）で染まったホウセンカと茎の観察の様子

追加内容となった背景
本内容は，中学校１年生の第２分野「植物の生活と種類」（東京書籍では，単元名

葉・茎・根のつくりとはたらき）の学習と類似しています。しかし，小学校では水の通り道の「存在」を重視するのに対して，中学校では道管，師管といった名称とともに「働き」についても大切に扱うといった点で違いがあります。小学校で学習した内容が中学校で，より細かくそして植物全体の働きとしてとらえることができるように系統性を重視していることが背景として考えられます。
２

単元の目標
植物を観察し，植物の体内の水などの行方や葉で養分をつくる働きを調べ，植物の体のつくりと働きについての考えをもつことができるようにする。
ア

植物の葉に日光が当たるとでんぷんができること。

イ

根，茎及び葉には，水の通り道があり，根から吸い上げられた水は主に葉から蒸散していること。
３

教材と指導について(1) 指導上の困難な点
食紅や赤インクでは水の通り道（道管）がはっきりと染まらず，観察しにくい。
本内容は，今までの教科書（東京書籍）では「食紅」や「赤インク」を使用してきました。しかしこれらでは，水の通り道（道管）がはっきりと染まらないため，観察がうまくいかないことが多くありました。ここでは「切り花着色剤」を使用することで，水の通り道（道管）をしっか
り染め，水が植物の体のすみずみまで行きわたっていることを実感を伴って理解できるようにします。
(2) 授業展開のポイント①問題意識のもたせ方の工夫⇒

子どもたちに蒸散を意識させるホウセンカの提示

植物は，葉で蒸散が行われると吸水がおきます。このことから「ラップをかぶせたホウセン
カの葉についた水滴」と「三角フラスコの水位の低下」に着目させた導入を行います。この導入により，根から入った水が空気中に出ていくまでの「通り道」に問題意識を持たせるようにします。
②観察・実験の充実を図るための工夫⇒ 切り花着色剤（青）を使用した吸水実験- 26 -

吸水実験に「切り花着色剤（青）」を使用します。切り着色剤は，食紅やインクと違って吸水時間が短く，鮮明に染色することができます。
③自然事象についての理解を深める工夫⇒

セロリを使って吸水実験

ここではセロリを使った吸水実験をホウセンカと同様に行います。様々な植物の水の通り道を観察することで理解を深めます（教師の演示や写真の提示でも可能です）。

授業展開のポイント①(3) 授業展開例
学
１

習

活

動

具

体

的

な

支

援

等

準備物

三 角 フ ラ ス コ に 挿 し た ホ ウ セ ン ・ 三 角 フ ラ ス コ の 口 は ア ル ミ ホ イ ル 等 ホウセンカ
カを提示する。

でしっかりと閉じ，そこからの蒸発○「葉に被せたラップについた水はないことを説明する。

滴」と「三角フラスコの水位の低下」に着目する。

・水位の低下が明確になるように，ビニ
ルテープで印をつけておく。

２

問題を設定する。
根から吸い上げられた水は，体のどこを通って外へ出たのだろうか。

３

予想する。

授業展開のポイント②

・ 根 か ら 吸 収 さ れ ， 葉 か ら 出 て い く ま 学習プリント
で の 水 の 通 り 道 を 学 習 プ リ ン ト の ホ 青色鉛筆
ウセンカの絵に青色鉛筆でかく。

４

実験をする。

○カッターで切って，観察する部分

・スケッチについては，外形と染まった 切 り 花 着 色 剤①

根の縦断（たて），横断面（横）部分のみを描く（青色鉛筆使用）よう に つ け た ホ ウ②

茎のたてと横にし，水の通り道についての意識を強 センカ③

葉と茎の分かれ目（たて）くもたせるようにする。

④

葉の裏（全体）⑤葉の真ん中（横）青ペン・実験に使用するホウセンカは，事前に カッター
切り花着色剤に浸けておく。

新聞紙
虫めがね

５

実験結果を整理，確認する。

・ 授 業 者 が 紙 板 書 に 染 ま っ た 部 分 を マ 紙板書
ジックで描いていくことで整理，確認する。

６

考察し，結論を導く。

・根から吸水した水が葉から出ていくまでの水の通り道を実験結果からグ
ループで推論し，発表する。

７

まとめをする。
根から入った水は，決まった道を通って，体全体に運ばれ外に出ていく。

８

セロリの吸水実験を行う。
（教師演示または写真の提示）

・ホウセンカとセロリを比較すること
で，植物によって水の通り道の場所等が違うことに気付かせる。

授業展開のポイント③- 27 -

セロリ

(4)教材と指導のポイント①切り花着色剤について
切り花着色剤（商品名：ファンタジー，製造元：パレス化学）は，白い花を赤色や青色などに染めるために使用する試薬です。植物に対するダメージが少ないことや食紅や赤インクよりも浸透が速いこと，そして鮮明に水の通り道（道管）が観察できることからも実験に適しています。
100ｍＬ瓶のタイプであるならば600円程度で購入できますし，教材取り扱い店に頼めば，すぐに調達してくれるはずです。

１Ｌ（青）500ｍＬ（赤）100ｍＬ（５本セット）②切り花着色剤を使ったホウセンカの水の通り道（道管）の観察
ア

プランターや花壇で栽培しているホウセンカを根ごと取り出し，丁寧に土を取り除き水洗いをします。
・ホウセンカは新学期が始まり，できるだけ早い時期に種をまくと，比較的大きな個体に成長することが多いです。

イ

切り花着色剤の原液を入れたビーカーに根を浸けます。（約１時間）
・葉や茎が染まっているのが，見た目で分かるくらい鮮明に染まります。
・状況によりますが，子どもたちにとって青色の着色剤がより明確に観察できるようです。
・授業開始の２時間程度前に準備（各班に１つ）をしておけば，観察可能です。
ウ

葉や茎，根をカッターで切って，断面を観察します。

切り花着色剤（青）で染まったホウセンカ

水の通り道（道管）を観察③セロリを使った水の通り道（道管）の観察
セロリを使うと簡単に水の通り道（道管）を観察することができます。ただし，セロリを根から購入することは難しいので，ホウセンカの観察をした後，理解を深めるために使用することをお勧めします。
教材としてのセロリの利点
・染色剤の吸い上げが非常に速く，授業時間内で結果が得られる。（10～30分程度）
・太くて柔らかいので，観察しやすい。
・スーパー等で簡単に手に入れることができる。
- 28 -など

水の通り道（道管）が鮮明に見えます(縦断面）

横断面

葉もよく染まります

切り花着色剤（赤）に浸けたセロリ④

蒸散を意識したホウセンカの提示から，問題意識を引き出す導入

葉からの蒸散により水滴がついたラップ

水位の低下が明確にわかるように目印

植物は，葉の気孔で蒸散が行われると吸水がおきます。このことから考え，「ホウセンカの葉にかぶせたラップについた水滴」と「三角フラスコの水位の低下」に着目した導入を行います。この導入により，根から吸水された水が葉まで運ばれ，空気中に出ていくまでの「水の通り道」についての問題意識を明確にもつことができます。しおれたホウセンカに水を与え，もとにもどることから問題意識をもたせる導入もありますが，子どもたちの思考を「水の通り道」に焦点化する意味で，より有効な導入と考えます。また，次時には「ラップについた水滴はどこから出てきたのか？」という問題意識から気孔の観察につなげることもできます。気孔の観察は，中学校との系統性を考えたうえで，小学校でもぜひ取り入れたい内容です。（観察はそれほど難しくありません。）- 29 -

第６学年

７

追加内容７

単元名

太陽と月の形（東京書籍P91～96 月の形の見え方）

観察カードの交流（同時刻でも日によって，月の位置や形が違う）
地球ヘルメット
月の満ち欠け実験装置
１ 追加内容となった背景
本内容は，平成元年告示の学習指導要領の第５学年で扱っていた内容と類似しています。内容の系統性の観点から，第４学年「月と星」を発展させたものとして追加されています。また，この学
習を行うことにより，空間概念の育成を図ることができ，小学校では，「地球から天体を見て考える」から，中学校では，「地球の外から天体を見て考える」というように科学的な見方や考え方を深めていくように系統付けられています。
２

単元の目標
月と太陽を観察し，月の位置や形と太陽の位置を調べ，月の形の見え方や表面の様子についての考えをもつことができるようにする。
ア 月の輝いている側に太陽があること。また，月の形の見え方は，太陽と月の位置関係によって変わること。
イ 月の表面の様子は，太陽と違いがあること。

３

教材と指導について(1) 指導上の困難な点
暗い室内環境や強い光源を確保することが難しい。
本内容は，モデル実験がとても有効な内容です。しかし，このモデル実験を充実したものにするためにはどうしても「暗い教室等」と「強い光」が必要です。暗幕を張った教室等が少ないことや教科書（東京書籍）にあるような懐中電灯では強い光を確保できないことから，小学校では以前から指導が難しい内容に挙げられていました。ここでは，「月の満ち欠け実験装置」を使用することで，２つの困難な点を解消できると考えます。
(2) 授業展開のポイント①問題意識のもたせ方の工夫 ⇒観察記録の交流から問題意識を引き出す導入
事前に，実際の月を観察することを大切にします。同じ時刻（できれば日没直後），同じ場所
から見た月は少しずつ形，位置が変わっていることを気付けるように導入で観察記録を交流します。この観察記録と月は球形であることを比較し「満ち欠けする（形が変わる)」ことに問題意識をもつことができるようにします。（観察記録の考察では，太陽や月の位置を方位としてとらえるように配慮することが必要です。）②観察・実験の充実を図るための工夫 ⇒ 月の満ち欠け実験装置を使用したモデル実験
月の満ち欠け実験装置を使用してモデル実験を行います。このことで，暗い室内環境と強い- 30 -

光源がなくても観察記録のような月の満ち欠けを再現することができます。
③自然事象についての理解を深める工夫 ⇒ 満月の時の，月と太陽の位置関係を見せる
地球領域では，教室での学習が終わったら，自然に戻してあげることが大切です。満月の時期ならば，太陽が西に沈む時，満月が反対の東の空にあることを実際に観察させると深い理解につながります。（ＶＴＲで見せることも可能です）(3) 授業展開例

授業展開のポイント①

学 習 活 動具 体 的 な 支 援 等
準備物
１ 月の観察記録から，共通点を見つけ ・ 子 ど も た ち が 実 際 に 観 察 し た カ ー 学 習 プ リ ンる。
ドを数枚黒板に掲示し，共通点を ト＜見つけさせたい共通点＞
見つけやすくする。
①日が経つにつれて，月の形が変わること。
・月の形は球であることと，児童が②太陽がある方に月の光る部分がある
見 て き た 月 の 形 は 日 に よ っ て 違 う 観察カード
こと。
ことを取り上げ，問題意識を引き出す。
２ 問題を設定する。
月の形が日によって変わるのはなぜだろうか
３

予想 する。

授業展開のポイント②

・６年生は，自転や公転を知らない
ので，自由な発想を認め，簡単に扱うようにする。

４

モデル実験をする。
・月の満ち欠け実験装置の使い方を説 月 の 満 ち 欠
・記録カードに蛍光ペン（黄色）で明 す る 。 そ の 際 ， Ｌ Ｅ Ｄ 懐 中 電 灯 け実験装置
光っているところに色を塗る。
を 「 太 陽 」， 発 泡 ス チ ロ ー ル 球 を「月」に見立てることを伝える。
・ゆっくりと磁石を動かして，発泡
スチロール球（月）を観察する。

５

実験結果を交流する。

・子どもの発言から，紙板書に光って 紙 板 書 （ 学
いた部分を黄色で塗る
習プリント

６

考察する。
と同じ）
○グループで結果からわかることを話 ・ 学 習 問 題 に 対 し て ， 結 論 を 結 果 か 黄 色 マ ジ ッ合い，プリントに記入する。
ら導けるように学習問題を振り返 クる。
７ まとめをする。
月の位置が動くことで，明るく見える部分が少しずつ変わるから。
８

満 月 の 時 の 月 と 太 陽 の 位 置 関 係 を 知 ・日没時，太陽の反対側に満月がある ＶＴＲ
る。（ＶＴＲ）
ことを見せることで理解を深める。

授業展開のポイント③- 31 -

(4)

教材と指導のポイント① 準備・ペーパーボックス（26cm×16cm×9cm程度・1箱 100円ショップで販売されているもの）
・ピン型強力マグネット（1個）
・スチロール球（直径3cm程度・1個） ・画鋲（1個） ・偏光板（6cm×6cm程度・2枚）
・黒色画用紙（1枚） ・LEDライト（1個） ・セロハンテープ ・のり ・カッターナイフ②

作成手順
ア 直径５cmの円をペーパーボックスの蓋の中央付近に書き，その円をカッターナイフで切り
抜きます。
φ5cm

イ ペーパーボックスの蓋の内側を正面に置き，アで切り抜いた円形の穴をふさぐように偏光板を１枚置き，セロハンテープで固定します。さらに，もう一枚の偏光板をに重ね合わせて，セロハンテープで固定します。
偏光板
2 枚目の偏光板
蓋の内側

セロハンテープウ

セロハンテープ

ペーパーボックスの側面に，LED ライトを取り付ける穴を空けます。
開口部
3cm
0.3cm
LED ライトの大きさに合わせて穴を空ける。

エペーパーボックスの内側の面に合わせて黒色画用紙を切って，のりで貼り付けします。

黒色画用紙を貼る面
LED ライトを入れる穴- 32 -

オ

木工用ボンドを画鋲に塗り，発泡スチロール球に差し込みます。

ボンド

画鋲

カ ペーパーボックスの底を挟むように，オの発泡スチロール球の画鋲面とピン型強力マグネットを合わせます。
ペーパーボックスの底裏
ペーパーボックスの底ピン型強力マグネット
オの発泡スチロール球

ウの穴に LED ライトをはめ込み，光の照射角度を調整し，イの蓋をかぶせます。
ピン型強力マグネットを動かして（発泡スチロール球を移動させる範囲）月に見立てた発泡
スチロール球が満ち欠けする様子を観察します。

キ

発泡スチロール球を移動させる範囲③

解説
地球から見た月と太陽の位置関係や月の形の変化などから，月が満ち欠けする仕組みを想像することはかなり難しいです。そのため，指導に当たっては月の形の変化や位置を太陽との関係で観察することを基本として，月の動きや月の満ち欠けを考えるモデル実験を活用することが望ましいと考えます。
ア

従来のモデル実験の課題
暗くした教室内で月に見立てたボールに懐中電灯などの光源の光を当てるという方法。
・教室を暗くしなければならない。
・スケールが小さい。具体的には，ボール（月）と懐中電灯（太陽光）と観察者の距離が近いため，観察者から見える見かけの月の形が違ってしまう。そのため，観測記録との関連性がつかみづらい。

- 33 -

イ

開発したモデル実験のメリット
・ペーパーボックスの中にある発泡スチロール球を観察するので，その結果は，教室の照明の明暗に左右されません。また，観察する穴に，偏光板をつけることで，月に見立てた発泡スチロール球の明暗がはっきりし，結果が明瞭になります。
・簡単に操作ができ，観察記録と同じような月の満ち欠けを再現できます。

④

その他
ア 「握りこぶし法」を取り入れた観察記録カードについて
毎日，同じ時刻に観察すると月の位置がズレることを見いだしやすくな
り，問題意識の喚起につなげることができます。
（当センターの平成19年度研究である「小学校理科における観察・実験の進め方に関する研究」に掲載。）※月や太陽の位置を方位で示すことがポイント。
イ

下弦の月等を再現することができるひと工夫について開発したモデル実験装置の光源の位置を変える（朝の東の太陽の位置）と，下弦の月を再現することができます。
新たに穴を空けます。

- 34 -

ウ

月の満ち欠けの実験の別法について
地球ヘルメット（当センター平成 26 年度研究生が使用しやすいように工夫しました。

中学校理科観察・実験資料集に掲載）を小学100円ショップで購入した帽子を使用することで，頭からずれることなく実験をする こ とが で きま す 。ま た，
宇宙から俯瞰して見ているという印象をなくすことができます。

地球ヘルメット

地球ヘルメットは，地球の部分（子どもたちが頭にかぶる部分）の作成に時間がかかるところがありましたが，100円ショップで購入した帽子ならば針金を取り付けるだけで，作成の必要はなく，さらに簡単に使用することができます。
実験方法① 教室をなるべく暗くし，光源（プロジェクター，スライド映写機，スポットライトなど）
を太陽にみたて置きます。
② 児童は，イス（回転式のイスが望ましい）に座り，改良地球ヘルメットを着用します。
③ 光源とスチロール球の距離を変えながら月の見え方を観察します。

半月の観察

三日月の観察太陽－月－地球がほぼ90°

太陽－月－地球が小さな角度をつくる- 35 -

第６学年

８

追加内容８

単元名

電気と私たちのくらし（東京書籍P176～180 電熱線と発熱）

小型スチロールカッターでスチロールを切る

１

この実験は電源装置が必須

ホットボンドスティックを使って追加内容となった背景
本内容は，今まで類似のない新しい内容です。追加となった背景としては，電気，電流の内容の系統性を意識したことが挙げられます。第３学年から第５学年の電気，電流の学習を基礎として本内容を扱うことが大切です。また，省エネルギーの学習やものづくりの広がりとともに中学校の電流の学習にもスムーズに接続することが期待されています。

２

単元の目標
手回し発電機などを使い，電気の利用の仕方を調べ，電気の性質や働きについての考えをもつことができるようにする。。

３

ア

電気は，つくりだしたり蓄えたりすることができること。

イ

電気は，光，音，熱などに変えることができること。

ウ

電熱線の発熱は，その太さによって変わること。

エ

身の回りには，電気の性質や働きを利用した道具があること。

教材と指導について(1) 指導上の困難な点
細い電熱線のほうが，太い電熱線よりも速くものを切ってしまうことがある。
平成27年度改訂前の教科書（東京書籍）では，この実験結果として「細い電熱線より太い電熱線の方が，発泡ポリスチレンが速く切れた。」とありましたが，実際に実験してみると逆の結果になってしまうことが多くありました。これは，この実験で「乾電池」を使用していたことに原因があります。乾電池では「電圧が一定」にならないため，発熱量に違いが出てしまったのです。
（電圧一定・・・・太い電熱線が多く発熱，電流一定・・・細い電熱線が多く発熱）これは，「電源装置」を使用することですっきりと解決できます。
(2) 授業展開のポイント①問題意識のもたせ方の工夫⇒

スチロールカッターで発泡スチロールを自由に切る活動

導入部分で一人一人にスチロールカッター（太さ0.4ｍｍの電熱線）を使って，発泡スチロー
ルを自由に切る活動をさせます。その後，違う太さ（0.2ｍｍの電熱線）のスチロールカッターを提示し「どちらがよく切れるか？」と問いかけ，問題意識をもたせます。
②観察・実験の充実を図るための工夫⇒ 電源装置とホットボンドスティックの使用

この内容にある発熱実験では，電源装置の使用が重要です。さらに，図工の学習でよく使う- 36 -

「ホットボンドスティック」を発泡スチロールの代わりに使用します。これは，様々な面で発泡
スチロールよりも教材として優れています。＜詳細はＰ38～39参照＞③自然事象についての理解を深める工夫⇒

電熱線を使っている電化製品の中を見る

電熱線が発熱する性質を利用した電化製品（ドライヤー，電気ストーブなど）は子どもたちの身の回りにたくさんあります。そのことに気付かせ，実際に発熱する様子を見せることで理解を深めます。
(3) 授業展開例学
１

習授業展開のポイント①
活

動

具

体

的

な

支

援

等

準備物

小 型 ス チ ロ ー ル カ ッ タ ー を 使 っ て ・ ス チ ロ ー ル カ ッ タ ー （ 太 い 電 熱 線） スチロール
自由に発泡スチロールを切る。

を 使 っ て ， 発 泡 ス チ ロ ー ル を 切 る 。 カッター・３人グループ編成

こ の 体 験 の 後 ， も う １ つ の ス チ ロ ー 発泡スチロ

・交代で，一人1回は体験する。

ルカッター（細い電熱線）を提示し， ール
比較することで問題意識をもたせる。

２

学習問題を設定する。
太さの違う電熱線では，どちらの方がたくさん発熱するだろうか。

３

予想をする。

・絵や図を使って予想の根拠を描かせ＜例＞ることで，自分の考えをイメージし・太い電熱線・細い電熱線

・変わらない４やすくする。

授業展開のポイント②

実験をする。

・ ど ち ら の 電 熱 線 も 発 熱 す る の で ，手 発熱実験セ

・三人１組で行う。

を 触 れ る こ と が な い よ う に 児 童 に 一 ット（電源＜実験方法＞

斉 指 導 す る と と も に 机 間 指 導 で 見 守 装置，ホッ①電源装置と抵抗をつなぐ。

る。

トボンドス

②２個（３Ｖ）のボタンをおす。

ティックほ③ 1 5秒 ま っ て か ら ， ホ ッ ト ボ ン ド を 巻 ・ 時 間 が 余 っ た グ ル ー プ は 繰 り 返 し 実 か）
いた割り箸を電熱線にのせる。

験をしてもよいことを伝える。

④実験はそれぞれ３回，平均の時間を計算する。
４

実験結果をもとに，グループで考 ・各グループの考察から共通項を引き察する。

５

出し，それをまとめとする。

まとめをする。
太い電熱線の方がたくさん発熱する。

授業展開のポイント③
ドライヤー

６

ドライヤーの内部の電熱線を見る。 ・ドライヤーから温風が出てくる理由をグループで考えることで，理解を深めるようにする。

- 37 -

(4)

教材と指導のポイント①

準備
電熱線の太さにより発熱がどのようにちがうのかを調べる実験をします。この実験をするための装置として，電熱線（ニクロム線）を水平に取り付ける台を２つ（細い電熱線と太い電熱線）作成
します。これを電熱線装置と呼ぶことにします。実験に入る前には，この電熱線装置に電流を流して発泡スチロール板（または発泡ポリスチレン板）をカットする様子を体験させます。切り口を観察させると発泡スチロールが溶けていることから，電熱線が発熱したことがわかります。これにより電熱線の発熱の様子を，材料をカットする速さで比べることができるということを理解することができます。
電熱線装置（直径 0.2mm と 0.4mm の２台），電源装置

準備

ホットボンドスティック２本，ストップウォッチ
割りばし

等
図１

②

電熱線装置の材料

作成手順
木の板（長さ約 15cm，幅約 3cm）に，

アイ

下図のように 8cm の平行線を引きます。

せ，皿ネジで固定します。

8cm

ウ

２つの金折を平行線に沿って向かい合わ金折

一方の金折上部の穴に，電熱線を２回通して線に巻き付けます。他方の金折にも電熱線がた

２つの皿ネジでしっかりとるまないようにして巻き付けます。

固定する

※

ホットボンドスティックを３ cm ほど，割り箸の細い方にセロハンテープで巻き付けます。 これを２本作ります。

③

解説
電熱線の太さにより発熱のしかたは変わるのかを調べる実験を次に示します。
ア

実験手順

(ｱ)

電源装置と細い電熱線装置（0.2mm）をリード線でつなぎ，

電源装置

電源装置のスイッチを入れて電圧を３ V にします。（電池２個分）(ｲ) (ｱ)の後 10 数秒後、電熱線にホットボンドスティックをのせ，カットされて落ちるまでの時間をストップウォッチで測定します。ホットボンドスティックの電熱線にあたる部分をずらし，これを３回繰り返して結果を記録します。ホットボンドスティ
ック 1 本で３回測定できます。
(ｳ)

太い電熱線装置（0.4mm），新しいホットボンドスティックに取り替え，(ｲ)と同様にして測定します。
(ｴ)

細い電熱線と太い電熱線で測定した時間の平均をそれぞれ求

めます。

図２

- 38 -

実験の装置

イ

測定例
ホットボンドスティックの場合（直径 7mm、長さ 10cm）
電熱線

1 回目

2 回目

3 回目

平均

0.2mm

２１．５

２１．４

２１．５

２１．５秒

0.4mm

８．５

８．９

８．９

８．８秒

みつろうシートの場合（2 × 2cm）
電熱線

1 回目

2 回目

3 回目

平均

0.2mm

５．５

４．７

４．７

５．０秒

0.4mm

２．２

２．１

２．４

２．２秒

発泡ポリスチレンの場合（厚さ 2.9mm、2 × 2cm）
電熱線

ウ

1 回目

2 回目

3 回目

平均

0.2mm

７．６

１０．３

８．７

８．９秒

0.4mm

１．７

１．７

２．４

１．９秒

測定結果からイの測定結果より，３つの材料のいずれにおいても電熱線が太い（0.4mm）方が速くカットできることから，太い電熱線の方が発熱量が多いことが結論づけられます。
時間測定するとき、みつろうシートや発泡ポリスチレンでは速くて２秒程度になり，ストップウォッチの操作などでデータ差が大きくなることが予想されます。ホットボンドスティックはカットされるのに適当な時間がかかり，その間の観察も十分に行えますし，カットされるとストンと落ちるので時間測定しやすい材料です。また，細い電熱線と太い電熱線でカットされる時間の差が大きいので間違ったデータが出ることはありません。一方，発泡ポリスチレンは溶けて電熱線にくっついてしまうことがあり，カットされた時間がはっきりしない場合があります。
エ

電熱線が発する熱電熱線（ニクロム線）などに電気を通したときに発生する熱をジュール熱といいます。ジュー

ル熱は，同じ金属、同じ長さ，同じ電圧であれば、断面積が大きいほど（太いほど）大きくなります。直径 0.2mm と 0.4mm の電熱線では，断面積が４倍になりますから，発熱量の違いがはっきりとでてきます。なお，長さについては短いほど発熱量は大きくなります。
④

その他
電熱線（ニクロム線）は直径 0.2mm と 0.4mm を 15cm 程使用します（教材カタログでは 10m

で 1000 円程度）。ホットボンドスティックは100円ショップで 10 本 100 円で入手可能です。金折（35mm）はホームセンターで４枚一組で 65 円，板は廃材の利用で十分です。従って，実験セット作成にかかる費用は，ホットボンドスティック２本使うとして 1 セット（0.2mm と 0.4mmの電熱線装置２台）あたりおよそ 120 円となります。
今回の電熱線装置は，細いものと太いものを分けて作りましたが，１枚の板に２本の電熱線を取り付けてもかまいません。得られる板の状態によって弾力的に作成しましょう。市販のキット製品
よりも教員の手作り感あふれる教材は子どもたちの印象に残るはずです。

- 39 -

【引用文献】
１

文部科学省，2008.『小学校学習指導要領解説

理科編』，大日本図書，pp.９-10

２

小学校理科実践研究会，2008.『小学校新学習指導要領の展開

理科編』，明治図書出版，

pp.29-34【参考文献】
１

日本理科教育学会，2012.『理科の教育

４月号』，東洋館出版

pp.6-8２

日本初等理科教育研究会，2012.『第51回日本初等理科教育研究会全国大会

旭川大会紀要』pp.28
３

阿達直樹，2009．微生物の世界を探検しよう，顕微鏡を使って楽しむ，子供の科学サイエンスブックス，誠文堂新光社．

４

岩手県立総合教育センター理科教育担当，2015．中学校理科の観察・実験資料集，岩手県立
総合教育センター．

５

滋賀の理科教材研究委員会，2005．普及版やさしい日本の淡水プランクトン図解ハンドブック，
合同出版．

６

月井 雄二，2010．淡水微生物図鑑，原生生物ビジュアルガイドブック，誠文堂新光社．

７

Asai T., H. Senou & K. Hosoya, 2011. Oryzias sakaizumii, a new ricefish from northern Japan(Teleostei:Adrianichthyidae). Ichthyol. Explor. Freshwaters, Vol. 22, No. 4, pp. 289-299.

８

木下邦太朗，2012.小学校理科における「月の満ち欠け」の位置づけと教材開発，球形水槽や大玉の教材化，帝京短期大学紀要，pp.23-25- 40 -