コア・カリキュラム

中学３年生（化学変化と電池：化学変化と電池～自作燃料電池で電気エネルギーを作り出そう！～）〇単元計画・構成
項目

内容

実施時期
キーワード

６月ごろ
燃料電池，電気とそのエネルギー
第１次 水溶液は電流を流すか（２時間）
・さまざまな水溶液に電流を流し，電解質と非電解質に分ける。
・塩化銅を合成により，塩化銅の組成を学習する。また，金属の性質について理解する。
第２次 電解質の水溶液が電流を流すのはなぜか（２時間）
・塩化銅水溶液の電気分解を行い，陽極と陰極に発生する物質を調べる。
・塩化銅水溶液の電気分解から，電荷を持った粒子の存在に気づく。

単元計画・構成（全 10 時間）

第３次 イオンはどのようにしてできるのか（３時間）
・原子の構造について知り，イオンの生成について理解する。
・塩化銅水溶液の電気分解について，イオンを用いて説明する。
・塩酸の電気分解を行い，イオンを用いて説明する。
第４次 電池のしくみはどのようになっているか（３時間）
・亜鉛，銅，マグネシウムと電解質水溶液の化学変化から，電気エネルギーが取り出せることを理解する。
・果物電池や備長炭電池など，さまざまな電池を学習する。
・水素と酸素が化合する化学変化により，電気エネルギーを生み出すことができること（燃料電池）を理解する。
（１／３ 本時案）

他の単元との連関教師の持つ指導ポイント(子どもが獲得する見方や考え方)

小４ テーマ名：電流の働き～エコに使おう！電気パワー～
小６ テーマ名：電気の利用～エネルギーの工場と変身と銀行～，水溶液の性質
中２ テーマ名：電流（電気とそのエネルギー）～日常生活と電力の利用～
中３ テーマ名：エネルギーと物質（エネルギーとエネルギー資源）～放射線～，～様々なエネルギーとその変換～，～エネルギー資源とその利用～，
自然環境の保全と科学技術の利用＜エネルギー教育の視点＞
・燃料電池は，運動エネルギーから化学エネルギーに変換し，さらに電気エネルギーの変換する装置であること。
・燃料電池はエネルギー効率がよく，二酸化炭素の排出が少ないこと
・自作の燃料電池装置を使って実験を行い，エネルギーの変換を実感することができる。
・日常生活や社会に燃料電池が導入され始め，エネルギーの効率利用と二酸化炭素排出削減に効果がある。
＜理科の視点＞
・燃料電池は，水素と酸素が化合する化学変化により，電流を発生させることができる装置である。
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コア・カリキュラム

評価規準＜エネルギー教育の視点＞（知識・技能）・燃料電池は，運動エネルギーから化学エネルギーに変換し，さらに電気エネルギーの変換する装置であることを理解している。
・燃料電池はエネルギー効率がよく，二酸化炭素の排出が少ないことを理解している。
・身近な材料から燃料電池を作り，手回し発電機で発生させた水素と酸素から電流を取り出す基本的な技能を身に付けている。
（思考・判断・表現）
・燃料電池がエネルギー資源の有効利用につながり，二酸化炭素排出削減に効果的であることを見いだして表現しているとともに，探究の過程を振り返るなど，科学的に探究している。
（主体的に学習に取り組む態度）
・化学電池や燃料電池に関心をもち，電池で電気エネルギーが取り出されているしくみを調べ，見通しを持ち振り返るなど，科学的に探究しようとしている。
＜理科の視点＞（知識・技能）・身のまわりには様々な電池があり，生活の中に利用されていることを理解している。
・燃料電池が水の電気分解の逆向きの反応であることを理解している。
（思考・判断・表現）
・燃料電池の反応を原子や分子と結び付けて，化学反応式で表現し説明しているとともに，探究の過程を振り返るなど，科学的に探究している。
（主体的に学習に取り組む態度）
・身近に電池がたくさん使われていることに興味をもち，電池で電気エネルギーが取り出されるしくみについて，見通しを持ち振り返るなど，科学的に探究しようとしている。

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コア・カリキュラム○本時の学習指導案(指導項目) 単元のテーマ名：化学変化と電池：化学変化と電池～自作燃料電池で電気エネルギーを作り出そう！～
第４次 電池のしくみはどのようになっているか（10 時間目/全 10 時間）
指導と支援
学習過程
準備物，教師の働きかけ・関連資料，指導上の留意点○電池は，電解質の水溶液にと２種類の金属を触れる
１．前時の復習をすると電池ができることを確認する。
２．本時の目標を知る○本時の目標を提示する。

燃料電池をつくり，電気エネルギーをとりだそう。

３．水の電気分解について復習をする【演示実験】○２年生のときに学習した「水の電気分解」についての実験を行い，＋極に水素，－極に酸素が発生することを確認する。
○電気エネルギーを使用していることも気づかせる。
＜準備物＞
電気分解装置，電源装置，ミノムシクリップコー
ド，５％水酸化ナトリウム水溶液，マッチ，線香４．水素と酸素が化合する反応から，水がで ○水の合成バックを用いて，水素と酸素を化合するときることを確認する
水ができることを塩化コバルト紙によって確認す【演示実験】る。
＜準備物＞
水の合成バッグ，塩化コバルト紙
水素と酸素の反応から電気エネルギーを取り出すことは可能だろうか？

５．学習課題について，自分の意見を明確に ○学習課題について，理由もつけて自分の意見を明確するにするよう促す。
６．自作燃料電池を制作する○プレゼンテーションソフトを使用して，制作の手順を説明する。
・容器に５％水酸化ナトリウム水溶液 80cm3 と吸水ポリマー2.3ｇを入れ，水分を吸収させる。
・ふたをしたのち，容器の肩に釘で穴をあけ，鉛筆の芯を差し込む。
※水酸化ナトリウム水溶液の取り扱いに十分注意させ，万一手に付いたりすれば水でよく洗い流す。
○電池になっていないことを確認する。
・実験装置に電子オルゴールをつないで，電流が発生しないことを確認する。

７．手回し発電機で水素と酸素を発生させた ○ＰＣを使用して，実験の手順を説明する。
，１分
のち，電子オルゴールが鳴るかどうかの実験 ・実験装置に手回し発電機を接続し（赤が＋極）間まわし続ける。
を行う
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コア・カリキュラム

・＋極の周囲，－極の周囲に気泡ができていることを確認する。
・手回し発電機を取り外して，電子オルゴールを接続する。
（＋，－を間違わないように）・音が鳴るかどうかを確認する。
※机間指導を行い，安全に実験を行っているかを確認する。

８．結果を確認する○自分の班と他の班の結果を比較して確認するよう促す。

９．結果から言えることを記述する○学習課題に対する自分の意見と照らし合わせながら，実験結果から言えることを書かせる。

10．結論を発表する○ワークシートに書いたことをもとにして，結論を発表する。

11．燃料電池自動車のモデルカーを動かす○燃料電池自動車のモデルカーを走らせ，燃料電池のしくみを確認し，興味を持たせる。
・水の電気分解は，光電池を用いて太陽光で行うことで，二酸化炭素を排出しないシステムを構築できることにふれる。

12．ＶＴＲを視聴する○備長炭を使用した大型実験用燃料電池や家庭用燃料電池のしくみを取り扱ったＶＴＲを視聴させ，燃料電池のしくみの復習と実生活における燃料電池のしくみについて確認する。

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コア・カリキュラム

13．本時のまとめを行う○本時のまとめを行う。
・水の電気分解では，電気エネルギーを使って水を水素と酸素に分解する。
・燃料電池ではこの逆の反応が起こっている。すなわち，水素と酸素から水ができるとき，電気エネルギーが放出される。
水素＋酸素→水＋電気エネルギー・エネルギー効率と二酸化炭素を排出が少ないことにもふれる。
・自己評価プリントに記入させ， 本時の目標が達成できたかを確認するように促す。

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