高等学校理科（物理基礎）学習指導案
日 時 令和４年 10 月 13 日(木)２校時
場所 甲南高等学校 物理実験室
実施学級 １年１組（男子１８人 女子２１人 計３９人）
指導者 鹿児島県立甲南高等学校 澁谷 翔
１ 単元名
「仕事と力学的エネルギー」（「物理基礎」数研出版）(1) 単元観本教材は，学習指導要領の「物理基礎 (1)物体の運動とエネルギー ウ 力学的エネルギー (ｱ)運動エネルギーと位置エネルギー」に基づくものである。
物理学の基本的な概念であるエネルギーについて，仕事の概念と関連付けながら理解させることをねらいとする。中学校の第３学年において，仕事とエネルギーの概念について学習を終えており，運動エネルギーや位置エネルギー，力学的エネルギーの保存については定性的な学習を終えている。これらのエネルギーの定量的な学習を，高等学校物理基礎の本単元において初めて行う。定量的な学習を通し，エネルギーだけではなく力などの基本的な物理学の概念の理解を深めたい。
(2) 生徒観
真面目で，一生懸命取り組む生徒が多いため，普段の授業態度は良い。演習や説明等では，わからないところを放置せず，活発な学び合いや意見交換をしながら解決することができる。そのため，授業においては，既習事項を確認する場合など，話し合う時間を取り入れるようにしている。
「物理は難しい，苦手」と観じている生徒は多く，授業で生徒実験や演示実験をなるべく取り入れることで，身近な現象と数式を結びつけやすくさせたい。
(3) 指導観
物理基礎の内容は，「物体の運動とエネルギー」及び「様々な物理現象とエネルギーの利用」から構成される。エネルギーは，物理基礎全体で共通する重要な概念であるため，運動エネルギーや位置エネルギー，力学的エネルギーの保存を理解させることについては，仕事と関連付けた考察を丁寧に行う必要がある。
第１・２時では，物理学における仕事に関心をもたせ，仕事の定義について理解させる。第３・４時では，台車が物体にした仕事についての考察を通して運動エネルギーの概念を理解させ，仕事と運動エネルギーの関係性を見いださせる。第５・６時では，観察，実験を通して位置エネルギーの概念を理解させ，運動エネルギーと位置エネルギーについて仕事と関連付けて考察させる。第７・８・９時では，観察，実験により力学的エネルギーについて考察させ，力学的エネルギーの保存と仕事を関連付け，エネルギーの基礎的な見方や考え方を身に付けさせる。

２ 単元の目標
日常に起こる物体の運動を観察，実験などを通して探究し，それらの基本的な概念や法則を理解させ，運動とエネルギーについての基礎的な見方や考え方を身に付けさせる。
３ 単元の評価基準
知識・技能

思考・判断・表現

主体的に学習に取り組む態度

・力学的エネルギー保存則を定・運動エネルギーと位置エネル・力学的エネルギー保存則につ性的に検証できている。

ギーについて考察し，考えをいて興味関心をもち，理解し表現している。

ようとしている。

・振り子と速さ測定器を用いて，力学的エネルギー保存則・力学的エネルギーと仕事との・力学的エネルギー保存則の実を定量的に検証できている。

関連について考察し，考えを験に主体的に取り組んでい表現している。

る。

４ 指導と評価の計画（全９時間）
時

学習内容

評価の評価基準

備考

物理学における仕事について関心

ワークをもっている。

シート・

仕事の定義について知識を身に付

問題観点
１・「仕事」

２

身の回りにおいて，物体が仕事をされる様々な場合から，仕事の定義につい主知・技て理解する。

けている。

３・

「運動エネルギー」

思・判・ 運動エネルギーと仕事の関係性を

ワーク

４

台車が物体に衝突したときに働く力表見いだし，考えを表現している。

シート・の作図を基に，運動エネルギーの性質

知・技運動エネルギーと仕事を関連付け問題について考察する。て理解し，知識を身に付けている。

５・「位置エネルギー」

思・判・ 位置エネルギーと運動エネルギー

ワーク

６

物体の落下による観察，実験の結果か表との関係性を見いだし，考えを表現

シート・している。

問題

ら，位置エネルギーの性質について考察する。

知・技

位置エネルギーと仕事を関連付けて理解し，知識を身に付けている。

７・「力学的エネルギーの保存」

８・

速度測定器を用いた小球の運動の観９

察，実験の結果を表にまとめ，力学的主力学的エネルギーについて関心をワークもっている。

シート・

力学的エネルギーに関する観察，実自己・相エネルギーの保存について考察する。 思・判・ 験などを行い，それらの過程や結果互評価

知・技表を的確に記録，整理している。

知・技

力学的エネルギー保存の法則を仕単元テ事と関連付けて理解し，知識を身にスト付けている。

５ 本時(1) 目標速度測定器を用いた小球の運動の観察，実験の結果を表にまとめ，力学的エネルギーの保存について考察し，自分の考えを表現する。
【思考・判断・表現】(2) 展開
学習内容

生徒の学習活動

指導上の注意事項

導入〇前時の復習〇前時までの学習内容を周囲〇身近な現象や動画を用いて確5分

力学的エネルギー保存の生徒と確認する。

認する。

〇目標の確認〇本時の目標を確認する。

〇本時の目標の確認をする。

展開①〇仮説の設定〇実験の説明を聞いて誤差を〇実験上の注意事項や誤差を無10 分〇実験の説明減らす工夫について考える。

くす工夫について述べる。

展開②〇速度測定器を用いた〇実験を行う。

20 分

自由落下の実験〇実験シートに記録する。

展開③〇結果の分析・考察〇実験結果から周囲と話し合10 分いながら考察を記入する。

評価〇自己・他者評価

5分〇感想の記入〇誤差を減らす工夫をするように意識させる。
〇比の取り方がわからない生徒へ声掛けをする。

〇GoogleForm を用いて自己評価・他者評価をする。

(3)評価
A. ワークシートによる評価
B. 生徒実験の様子
C. GoogleForm を用いた生徒自己・他者評価 <思考・判断・表現>※以下がルーブリック①グループでの話し合いをして，誤差の原因を複数考察することができたか。
４ グループでの話し合いをして，誤差の原因を複数考察することができた。
３

グループでの話し合いをして，誤差の原因を考察することができた。

２

グループでの話し合いをして，考えをまとめることができた。

１

グループでの話し合いや実験データを踏まえて考察できない。

②実験データについて整理できたか。
４ 実験データを正しく整理し，法則との関連性について理解できている。（有効数字も正しい）
３

実験データを正しく整理することができている。
（有効数字も正しい）２

おおむね実験データを整理できている。

１

実験データの記入ができていない。

① 誤差を減らす工夫をして実験することができたか。
４ 適切な実験操作を行い，誤差を減らす工夫を複数実践することができた。
３

適切な実験操作を行い，誤差を減らす工夫を実践することができた。

２

適切な実験操作を行うことができていた。

１

適切な実験操作を行うことができていなかった。

６ 本時において工夫した点(1)身近な現象，実験の説明に動画を使用
・Gif をスライドで使用をした。動画の容量は小さく，説明の最中でも繰り返し再生される。
(2)岐阜県物理実験書の使用
・岐阜県物理実験書を参考に，実験準備を行った。（ワークシート，実験器具）
・実験に必要なアクリルパイプ，鉄球等は，ＳＳＨ予算で購入した。
(3)GoogleForm を用いた自己・相互評価
実験の取り組みを，相互評価する。GoogleForm とスプレッドシートを用いることで，集計の手間を最小限にすることができる。
(4)相互評価のルーブリックを作成
自己評価・相互評価ルーブリックを作成した。また，評価するポイントを生徒にあらかじめ指し示すことで，授業でのポイントを押さえてもらう。
７ 参考・引用文献[1]佐賀県教育センター

高等学校学校理科（物理基礎）学習指導案，教育センター所員[2]高等学校学習指導要領解説

理科編,文部科学省(2010)[3]岐阜県「物理基礎の実験」，株式会社浜島書店

田中 佳司(2016)