第５学年２・３組 理科学習指導案
指導者
単元

大橋翔一朗

「電気から生まれる磁力～磁力で動く車～」

本単元の目標

学びの文脈◎《学問的・文化的側面→社会的・実用的側面》

電磁石を利用して車を走らせる方法について，電流がつくる磁力の強さや極の性質に着目し試行錯誤

電磁石で車を動かすための方法を試し，その結果をしながら探究する中で，より遠くへ車を走らせる方基にさらに問題を見いだし，解決し続ける過程によっ法をつくりだし，表現することができる。て電流がつくる磁力の有用性に気付くことができるよ

本単元の考え方○

うな文脈をつくっていく。

単元計画（全７時間）

本単元では電磁石を利用して車を前進させる方法について試行錯誤する中で，より遠くへ走らせる方法をつ単元における活動・内容・手立て
１

電磁石を設置したレールの上で車を前進させる活くりだし，表現することをねらいとしている。具体的に動を行うことで，もっと車が進む方法について話しは，①電流がつくる磁力や極の性質を利用して，より遠合い，解決方法の見通しを立てる。【試す】

くへ車を前進させる方法をつくりだし，表現すること，○②変えた条件による車の進み方の違いについての客観性や，より早く効率的に前進させる方法の妥当性を他者 ※と検討しながら科学的に解決しようとすること，③問題２車に付いている永久磁石の極と電流が流れた際の電磁石の極の引力や斥力で車が動くこと※

教師が準備したモデル装置を基に電磁石と車を製作し，自由試行する機会を位置付ける。

解決の過程を振り返り，電流がつくる磁力の有用性や仮説検証を繰り返す価値に気付くことである。このことは，持続可能な未来社会を創造する主体として，目的に向け車を走らせるためには，電磁石をどのようにすればて自ら問題を見いだし，試行錯誤しながら問題の解決方法をつくりだしていく上で価値がある。
○

本学級の子供たちは，第３学年における「磁石の性質」よいだろうか。
２

電磁石を利用して車を進める方法についての実験において，磁石の異極，同極で力の及ぼし合い方が違うを行う。

４

ことやその力は磁石同士の距離によって変わることを(1) 電流の大きさや向き，コイルの巻き数など引力や利用しおもちゃ作りを行ってきた。一方で，子供たちは斥力に着目した方法で実験を行う。
【対応・調整】 ②

磁力が電流に起因し，その力や極の向きを必要に応じて○電流を大きくしたり，導線の巻き数を増やした変化させることができることやその性質がモーターやりすることで電磁石は強くなり，大きな引力や斥リニアモーターカーに利用されていることに気付くこ

力で車を動かすことができるようになることとができていない。そこで，電流が流れた時のみ磁化さ ※れる電流がつくる磁力を利用して動かせる車を教材と※電磁石の強さを車が進んだ距離や動いた速さとして量的・関係的に実験できるようにする。

して位置付ける。このことは，電流がつくる磁力が実用化され利用されていることを捉える上で価値がある。
○

本単元の導入段階では，どうすれば車を走らせることができるだろうかという問題を設定することをねらい(2) より遠くへ車を走らせる方法で実験を行う。とする。そのために，１人１つの電磁石を製作し，車を【計画の洗練】【対応・調整】動かす活動を設定する。次に展開段階では，磁極の引力○や斥力を大きくするために電磁石の強さなどに関係す ※る条件を制御しながら探究していき，複数の電磁石を配※置してより遠くへ車を動かすことができるようにする。

３

これまでの学びを生かしてモーターやリニアモー
ターカーの原理の説明を行う。

を持ち寄って活動ができるようにする。最後に終末段階

くる磁力の有用性に気付くことができると考える。

電磁石のＮ極とＳ極の関係を図化し，同極異極の引力斥力の関係から計画が立てられるようにする。

そのために，車を走らせるレールを結合するなど班で物では，本単元で利用した性質を応用したモーターやリニ ※アモーターカーの原理の説明をし合うことで，電流がつ②本時１／２

複数の電磁石を使用して車を加速させること○※

１

電磁石の性質が実用化され利用されていること
モーターとリニアモーターカーのどちらの原理を説明したいか選択性にしてペアグループをつくる。

本単元における理科の見方・考え方
・・・・

電流がつくる磁力が変わると電磁石の同極や異極同士の引力や斥力は変わるのではないかという視点
電流の大きさや導線の巻き数を変えると電流がつくる磁力が変わるのではないかという視点
電磁石をレールの上に並べる間隔を変えると車が進む距離が変わるのではないかという視点
上記の条件を制御しながら試行錯誤する考え方

量的・関係的な
見方

本時の目標
○

電流がつくる磁力とその電磁石をレール上に並べる間隔や，同極と異極同士の引力と斥力に着目して，それらの条件を制御しながら試行錯誤し，車を進める距離を長くするための方法をつくりだし，表現することができる。

本時の学習過程（５／７時）
学習活動・内容・予想される子供の反応
１

レール延長し，電磁石で車をもっと遠くに走らせる方法について話し合う。
○ 電磁石の強さや極と並べる間隔を関係付けること手立て※

電磁石の強さや極と並べる間隔を関係付け

・ Ｓ極とＮ極が交互になるように電磁石を並べるとよいのではないかな。

られるようにするため

・ それぞれの電磁石を等間隔において，電流のオンとオフをタイミングよくに，電磁石をレール上すれば車はどんどん前に進むのではないかな。に配置して計画を立てることができるホワイ

電磁石をどのように配置すると遠くまで車を走らせることができるだろうか。
２

レール上に複数の電磁石を配置し，電流を流したり止めたりすることで車をトボードを各班に用意する。

走らせる実験を行い、結果を基に考察について話し合う。
(1) レール上に電磁石を配置する方法を変えながら実験を行う。
○

電磁石の強さに応じて置く間隔を広げたり狭めたりする必要があること

・ 前回，導線の巻き数や電池の数をそれぞれ変えているから，等間隔に電磁石を置いても車は途中で止まってしまうね。
・ 導線の巻き数が少ない電磁石の時は間隔を縮めよう。変える条件を１つにするために，使う電池は２個ずつに統一しよう。

(2) 実験結果から，電磁石をどのように配置するとよいか話し合う。
○

車をより遠くに進めるためには，電磁石のＳ極とＮ極が交互になるような※電磁石を配置する間隔を調整しやすくする
ために，前時の電磁石の条件と進んだ車の距離の実験結果を全班分閲覧できるようにデータ共有しておく。

※

電流の向きにし，電流がつくる磁力の大きさに合わせて配置する距離を決定られるようにするためするという考えをつくりだし，表現することに，板書上において電・ 電磁石の強さによって引き付けられる範囲が違うから，導線の巻き数や使流がつくる磁力が及ぶ用する電池の数によって電磁石を配置する間隔を調整する必要があるね。と考えられる範囲を実・ Ｓ極とＮ極が交互になるように電磁石を配置すると，引き付ける力と斥け線で実体的に表現するる力を連続して利用でき，スムーズに車を進めることができるね。
３

磁力の大きさと電磁石の間隔の関係を捉え本時の学習で得た学びから，より遠くに車を走らせる方法を話し合う。

ようにする。
※

計画を見直せるよう○ 電流がつくる磁力の範囲や極の関係を基に計画を見直すことにするために，導入で・ より遠くに進めるために，導線の巻き数を増やして同じにしよう。

使用したボードの下部

・ 前時のデータを基に，電磁石を置く間隔を計算し直しておこう。

分を利用できる構造にしておく。

【本時求める子供の姿】☆ 電流がつくる磁力を利用して車をより遠くに進めるためには，電磁石のＳ極とＮ極が交互になるような電流の向きにし，電流がつくる磁力の大きさに合わせて電磁石を配置する間隔を決めるとよい。