❶エネルギーの安定供給の確保❷地球温暖化とエネルギー問題

電気の利用

科学の力で、電気をむだなく活用しよう
キーワード

電気をむだなく活用する、生活との関連、プログラミング

エネルギー教育の視点（目標）

単元の流れ（14 時間）

本単元では、電気の量や働きに着目して、それらを1. くらしの中の電気を見直し、電気をつくって使う（5 時間）

多面的に調べる活動を通して、発電や蓄電、電気の変換についての理解を図り、観察、実験などに関する技能を身に付けるとともに、主により妥当な考えをつく

・くらしの中の電気を見直し、学習の目標をつくる

りだす力や主体的に問題解決しようとする態度を育成（本時①）することがねらいである。
本単元では、身近な地域のエネルギー事情の学習や、【目標】

地域のエネルギー事情を学んだり電気の学習を想起しこれまでの理科での電気の学習を想起し、科学の力でたりする活動を通して、地震などで停電したときも、電気をむだなく活用したいという目標をもつ（②「地自分たちにできることはないかと考え、電気をむだな

球温暖化とエネルギー問題」、③「多様なエネルギーく活用したいという目標をもつことができる。（主体

源とその特徴」）。自分たちの手で発電したり蓄電した的に学習に取り組む態度）
・光電池や手回し発電機で発電して使う。

回し発電機での発電を比較することで、どちらも電気・光電池と手回し発電機を比べて、電気をむだなくを蓄えるものがないと電気がむだになってしまうこと使うための方法を考える。

❹省エネルギーに向けた取り組み

んの電気が必要であることから、プログラミングでセ2. 電気をむだなく使うために、電気を蓄えて使う（5 時間）

ンサーを工夫しながら、実際に生活に役立てられる節・発電した電気をコンデンサーに蓄えて使う。

電の方法を考える（④「省エネルギーに向けた取り組・蓄電の条件を工夫して電気をむだなく使う方法をに気付く。そして、どんなに工夫しても熱にはたくさ考える。

み」）。

・働かせるものを変えて電気をむだなく使う方法を考える。

3. 電気をセンサーで制御するプログラミングをおこなう（4 時間）

年生

・身の回りのセンサーを想起する。
・プログラミングでライトをつける。

理・プログラミングを見直し、改善する（本時②）

科

【目標】

これまでに作成したプログラムを交流する活動を通して、電気がむだなく活用されているかという視点で見38直し、改善することができる。
（思考力・判断力・表現力）のように述べている。
自分が意図する一連の活動を実現するために、どのよう展開案を示している。
地域や学校の実態に応じ、本時①で示す内容や、子どもと作るプロジェクトの内容を検討していただきたい。
◆教材についてな動きの組合せが必要であり、一つ一つの動きに対応した

プログラミングに関わって様々な教材が開発されている記号をどのように組み合わせたらいいのか、記号の組合せので、学校の実情やタブレット等の仕様に合わせて選択すをどのように改善していけばより意図した活動に近付くのるとよい。今回は、次のような教材を用いた。

かといったことを論理的に考えていく力。

・プログラミングキット

また、本単元では、プログラミングの扱いについて、次のように述べている。
身の回りには、温度センサーなどを使って、エネルギーMESH（SONY）

・コンデンサー付きスイッチ（入力・出力切り替え）（ウチダ）
・タブレット端末（児童機 10 台、教師機 1 台）を効率よく利用している道具があることに気付き、実際に（Windows10）

目的に合わせてセンサーを使い、モーターの動きや発光ダ・手回し発電機、発光ダイオード、電球台イオードの点灯を制御するなどといったプログラミングを・ホワイトボード、マーカー、体験することを通して、その仕組みを体験的に学習すると・センサータグマグネット（手作り）いったことが考えられる。
さらに、小学校段階におけるプログラミング教育の在り

各 10 セット

図は、本時②で、あるグループが作ったプログラムである。子どもと考えた設定は、「玄関の入り口にセンサーを方について、つけるとしたら」というものである。プロジェクトの達成①「プログラミング的思考」を育むことに向けて、「どのセンサーをどこに使えば」「どのような②情報社会がコンピュータ等の情報技術に支えられているロジックや組み合わせをすると」、電気を無駄なく使えて、ことに気付くこと③コンピュータ等を活用して問題を解決したり、よりよい社会を築いたりしようとする態度を育むこと

豊かな生活が実現できるか（PMX）について検討している。
学校によって使う教材が違うことで、進め方は異なると考えられるが、子どもとともに、作ったプログラムがプロ④各教科等の学びをより確実なものにすることとしている。

ジェクトに対して妥当かどうかを検討することは、第 6 学

これらのことを実現するために、本単元でのプログラミ年の理科の学習として重要であると考える。本時②の板書

ング教育を計画した。

例は、この様子を示したものである。

◆プロジェクト学習について

39

プロジェクト学習（Project Baced Leaning〈PBL〉）
は、ジョン・デューイの問題解決学習（Problem BacedLearning）から発展して 1980 年代くらいに医学教育から提唱された学習方法である。子どもが発想した問題、つまりプロジェクトの解決に向かい、学習を進めていく。プ
ロジェクト学習では、学習を進める際、算数科や家庭科などの他の教科の知識や技能、思考などとの融合が必要となる。
これらのことから、電気の利用の学習を総合的に捉え、プログラミング教育の目的を実現する観点から、本単元では、プロジェクト学習を取り入れている。子どもは、自分・人感センサーと動きセンサーを “And” でつなぐたちで作ったプロジェクトの実現に向かい、電気をつくっ→両方感知しないと働かないようにして誤作動を防ぐ（電たり蓄えたり使用したり、プログラミングを行う。実際に、気を無駄なく）学習を進めていく際、総合的な学習の時間の「私たちとエ・「タイマー」機能で、消えるようにしている。しかし、ネルギー」や、算数科の「データの見方」、家庭科の「快すぐにいなくなると電気が無駄なので、スイッチでも消適な住まい方」などの学習との関連を図る様子が見られた。

せるようにしている（電気を無駄なく）◆地域のエネルギー事情との関連について
本単元では、北海道胆振東部地震でのブラックアウトの経験、総合的な学習の時間に学んだ「北海道のエネルギー」の経験、これまでの電気学習の経験から、「停電になっても自分たちの力で何とかできないか」という思いを醸成した。そこから、子どもと、「電気を無駄なく活用して豊かな生活を目指そう」というプロジェクト（PMX と命名）を決め、その達成に向かい学習を進めた。その記録を基に6科を振り返りながら学習を進める。例えば、光電池と手

文部科学省では、プログラミング的思考力について、次理りした電気を使う中で、この目標が達成されていたか◆プログラミング教育について年生❸多様なエネルギー源とその特徴

66 年生 理科

・入るときに「カメラ」機能を使って防犯の役割も持たせている（豊かな生活）などを学級全体で吟味している。
（参考）
文部科学省（2017）「小学校学習指導要領（平成 29 年告示）
解説 総則編」
文部科学省（2017）「小学校学習指導要領（平成 29 年告示）
解説 理科編」
文部科学省「小学校プログラミング教育の手引き」（第三版）

◎本時②の流れ
本時の流れ

導❶エネルギーの安定供給の確保◎本時①の流れ指導のポイント入

1- ①

2. 光電池をさまざまな物につないで、働くか調べる。
（25 分）

2. 光電池を使う学習が初めてであるので、自由に試

1- ②開

⇒

●供給する・乾電池・電源装置
動いた！
コンセント

●組み合わせている企業もある

3 −② 振り返りでは自己評価を促すことで、目標の達成を自覚させる。

・光の当て方鳴った！

発電所◎本時②の流れ動きできた !!

豊かな便利な生活●使う・豆電球・モーター・電磁石ゆたか

3 班 防犯出る

冬に起こったら大変だ！

・枚数

本時の評価：【思考・判断・表現】電気がむだなく活用されているかという視点で見直し、改善することができる。（行動・ホワイトボード）

電気をむだなく
熱⇒⇒

胆振東部地震…ブラックアウト

音相互評価を促し、互いの工夫に気付き、今後に生かせるようにする。

3 −② 振り返りをおこなう。（5 分）
・電気をむだなく活用することができたね !

入る◯火力・石炭→多い◯天然ガス→増えてきた◯再生可能エネルギー→少し◯原子力→なし光3 −① できたプログラムを全体で共有することで、ブログラムを交流→プロジェクトが達成できたかな？

電気の学習
電気のはたらきせることで、グループで合意を形成しながらタブレット上に表現できるようにする。
実際の生活を想起させながら、何を意図しているか、何が足りないか、どんな手順が必要かなど、プログラミング的思考や表現が進むよう支援する。

・火力、原子力→回して発電・太陽光→光電池で発電

自動

理−●
⑥

確実に

ワークシート◯
6班

出るバージョン

むだなく
むだなく

ゆたか
音 省電力
◯

4班

防犯

とって

8班

声 写真 ゆたか

3回
リセット＝
むだなく豊かに自分

1 班 セキュリティ

自分で発電して、電気をむだなく活用する方法を探っていこう。

7班

And

どっちも5 班 通知

条件を決めて2班
消毒液

And
ドア
床

ふんだらむだなく防犯

さみしくないように

シンプル

ワークシート

理−●
⑦4理科

理科

少し
光った

発電方法

2. ホワイトボード上で何を整理するかタグを操作さ3 −① できたプログラムを交流する。（10 分）
・タイマーを使うとむだがないんだね。
・いろいろな人に対応できるのがいいね。
・その工夫を取り入れたいな。

板書例

北海道のエネルギー

ホワイトボード

年生

年生
板書例 ◎本時①の流れする。
」という目標に立ち戻らせることで、自分たちのプログラムを見直す必要を生む。

・ついたり消したりしすぎてもむだだよ。
・冬だし、扇風機は要らないと思う。
・センサーをつける場所を工夫したい。
・ライトがついた後 5 秒で消える設定にしたけど、早く消したいときの設定も考えよう。
・誤作動を防ぐために、センサーが同時に感知しないと働かない設定にしよう。
・もっと効率よくしたいな。

まとめ

本時の評価：【主体的に学習に取り組む態度】停電時に自分たちにできることはないかと考え、電気をむだなく活用するために、具体的な目標をもつことができたか。
（発言・ワークシート）

1. これまでのプログラムを交流し、「むだなく活用

2. 自分たちのプログラミングを見直す。（10 分）

3. 自分の手で発電した電気を使うことができたことや、発電の仕方を工夫することによって、つくられる電気を調節できそうだという見通しをもたせることから、本単元でめざす目標を学級で決める。
（例）・電気を賢く活用プロジェクト・電気をむだなく使って豊かなくらしに など

前時までに、電気をむだなく使うために、プログラミングで働きを制御する方法を学び、玄関を想定して完成をめざしている。音や扇風機などさまざまな機能を試し、拡張している段階である。

・家に入ったとき音を鳴らして知らせるしくみにしたよ。
・温度センサーを使って扇風機も動かせるようにしたよ。
・一人一人の生活に合わせて点灯時間を変えたよ。
・いい工夫だけど…電気をたくさん使いそう。

展 開まとめ❹省エネルギーに向けた取り組み（10 分）
3. できたことを交流し、単元の目標をつくる。
・光電池で発電して、光や音、動きに変えることができた。
・停電になった時も、昼なら使えそうだ。
・熱は使えなかった。発電の仕方を工夫したい。
・できるだけ節電して使う方がいいよね。
・これから、科学の力で、電気をむだなく活用する方法を考えていこう。

させる時間が必要である。天気のよい時間を選んでおこなう。
さまざまな工夫を価値付け、物による働きの違い
や、働きの変化に気付かせるようにする。
※豆電球は、次に手回し発電機を使う時と同じ 2.5V0.3A のものを用意する。電熱線は次の時間以降に扱う（光電池では熱くならないことがわかる）。

指導のポイント

1. グループでつくったプログラムを交流する。
（20 分）

入展❸多様なエネルギー源とその特徴

・光をたくさん当たるようにすると、電子オルゴールがなったよ。
・光電池を何枚かつないだ方が、 モーターが速く回るね。
・豆電球は、光電池をたくさん繋がないと光らない。

440

総合的な学習の時間や行事などでエネルギーについて学習している場合は、想起させることで、生活の中のエネルギーに着目させる。
発電のしくみが、ソーラーパネルかタービンを回すかのどちらかであることから、光電池と手回し発電機を提示する。

導❷地球温暖化とエネルギー問題

1 −① 地域のエネルギー事情について知る。（5 分）・火力発電が多くて環境に悪いな。
・数年前のように停電になったらどうしよう。
・さまざまなエネルギーを組み合わせる工夫もある。
1 −② 電気の学習を想起する。（5 分）・電気を得る物には、乾電池、電源装置があった。
・電源装置はコンセントで発電所と繋がっている。
・電気を使う物には豆電球やモーターなどがある。

本時の流れ41