中学校水ロケット 講習学習指導案

              中学校水ロケット　講習学習指導案

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　期　日　平成25年〇月〇日　第　校時
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　場　所
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　指導者　指導講師　佐藤　吉男
                                                        講師　〇〇　〇〇
１　単元名　中学校１年生　理科　第１章　第３節「力と圧力」　６空気の圧力を調べよ　　　　　う（大日本図書）
２　単元について
　（1）私たちの身の回りには力に関係した現象が数多くあるが，力が働いていることを意識することは少ない。この単元では，今まで何気なく見過ごしていた現象の中に，疑問を見いだし，その疑問を解決する学習を行うことにより，様々な現象を科学的　な視点から見つめる力や考える力を養うことがねらいである。ここでは，力に関する実験を行い，結果を分析して解釈することを通して規則性を見いださせ，力に関する基礎的な性質やその働きを理解させることが重要である。
　　　　また，本単元は，結果をグラフに表し分析することにより，力の量的な見方の基礎を養うとともに，力に関しての科学的な見方や考え方を養うことにも適した単元である。

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小学校第３学年「物と重さ」［風やゴムの働き」
　・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持つことができ
　　るようにする。
　・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持つことができる
　　ようにする。
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小学校第５学年「振り子の運動」▼　・おもりを使い，おもりの重さや糸の長さなどを変えて振り子の動く様子を調べ，振り▼　　子の運動の規則性についての考えを持つことができるようにする。
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小学校第６学年「てこの規則性」▼　・てこを使い，力の加わる位置や大きさを変えて，てこの仕組みや働きを調べ，てこの▼　　規則性についての考えを持つことができるようにする。　　　　　　　　　　　　　　．
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中学校第１学年「力と圧力」
　・物体に力を働かせる実験を行い，物体に力が働くとその物体が変形したり動き始めた
　　り，運動の様子が変わったりすることを見いだすとともに，力は大きさと向きによっ
　　て表されることを理解することができる。
　・圧力についての実験を行い，圧力は力の大きさと面積に関係があることを見いだすこ
　　とができる。また，水圧や大気圧の実験を行い，その結果を水や空気の重さと関連付
　　けてとらえることができる。

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（4）指導にあたっては，次の点に留意する。
　○力は目に見えず，理解しにくいため，モデルや図を活用しながら指導していきたい。
　○力の大きさは水ロケットの打ち上げ高度測定できることや大気による圧力を理解させるための自作教材を準備し，なぜそうなるのかを考えるための支援をしたい。

○測定結果を処理する際，測定値には誤差が必ず含まれていることや，誤差を踏まえた上で規則性を見いださせるように指導し，誤差の扱いやグラフ化など，測定値の処理の仕方の基礎を習得させる。
○実験結果（事実）と，その結果から何かいえるのか（考察）をはっきりと区別して考えさせることで，自然を科学的な言葉や概念を使って説明する能力を養うようにしたい。
○観察，実験を通して，結果を分析し，解釈する能力や導き出した自らの考えを表現する能力を育てたい。

　　　　　　　　　　　　　　思考力，表現力等と言語活動

　観察，実験の結果を，自分の考えに基づいて解釈する力や観察，実験データに基づいて考察する力を思考力ととらえる。また，科学的力言葉や概念を活涯［して，調べた結果や考察を文章や図式を用いて分かりやすぐまとめたり／発表した1トする力を表現万力ととちえる。
　そのため,に，「予想や解決の見通しを持つ」，「結果をノ￢卜等にまとめる」。「結果から課題を考察する」，「本時で学んだことを基に，他の事例に当てはめて説明する」活動を授業の中で展開し，それぞれの活動の申で「考えを持つム「記録する」レ「発表する」活動を充実さ

３　指導の計画（　　時間扱い）
  本時の学習

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単元名 空気と水の性質を調べよう

実践例－４年－

単元名　空気と水の性質を調べよう

　水ロケットが飛ぶ仕組みを追究することを通して　圧された空気や水の性質についての見方や考え方を構築していく営み

２　本単元における知識創造

　本単元では閉じこめられた空気や水に力を加え、その時の手応えやかさの変化を調
べる。その過程において、空気には、圧し縮められてかさが小さくなると、圧し返す
力が大きくなるという性質があることや水には圧し縮められない性質があることをと
らえ、この二つの性質についての見方や考え方を構築していくことがねらいである。
　子どものもつ空気や水に関する知識は、見えないや透明などの視覚に基づく知識で、
柔らかいや硬いなどの体感に基づくものではないため、漠然としており、性質のほん
の一部でしかない。
　このような子どもであるため、全員が同じものに触れて体感する必要がある。まず、
ビニル袋に空気を閉じ込め、見たり触ったり力を加えたりする活動を通して、子ども
は硬い、撥ねかえす、縮むなどの空気の新たな性質を理解することになるだろう。　し
かし、この活動で理解した性質では、やわらかい袋を使っているため、空気の収縮性
という性質の理解には至らない。
　そこで、水ロケットの飛ぶ仕組みを追究する場を設定する。　この追究の場でモデル図を使うことにより、子どもは、空気は縮むことができるが水は縮むことができないという仮説をもつ。　この仮説の検証実験を行うことで、空気は縮むことができるが水は縮むことができないという、空気や水の性質についての見方や考え方を構築する。　この見方や考え方をもとに、モデル図を使って友達と飛ぶ仕組みを説明し合い、共有することで、空気や水の性質について、より客観的な見方や考え方が再構できると考える。
　そして、身に付いた空気や水の性質についての見方や考え方を日常生活に活かすと
ともに、空気鉄砲が飛ぶ仕組みやボールがはねる理由を説明することで、より深い理
解に至ると思われる。

３　本単元における「プロセスの自覚」を促す・活かすために
（1）本単元における「よさ」
　本単元における知識創造のプロセスの「よさ」は二つある。一つは、子どもが空気
や水の性質について、自分の見方や考え方をモデル図に表すことである。もう一つは、
そのモデル図を使って、友達と説明し合うことで、空気や水の性質についてより客観
的な見方や考え方を構築することである。
（2）「よさ」の共有のための手だて
　①可視化
　水ロケットが飛ぶ仕組みについてモデル図に表すことを、本単元におけ
る可視化と考える。子どもが自分の考えをモデル図に表す場面は、仕組みを仮説する
場面と空気や水の性質を理解した上で考察する場面の二つを設定する。
　空気や水のような見えないものをモデル図で見えるように表すことで、思考が整理
され、時間的、空間的な変化の説明が、容易になると考えられる。
　本単元ではワークシートを使い、時間的な変化について飛ぶ前・空気を入れた時・
発射した時の三段階に分けてモデル図をかかせたい。そうすることで空間的な変化を
主眼において、空気の収縮や圧し返す様子、水の収縮しない様子などの自分の見方や考え方を空気モデルや水モデルの変化で、表すことができると思われる。
　また、モデル図を使うことで、仮説場面と考察場面で自分の考えを比べることがで
きる。そうすることで、圧せられた空気や水の性質における見方や考え方の変容が明
らかになり、より客観的なものとして構築できたことが分かると考える。

　②「かかわり」
　仮説と考察の二つの「かかわり」の場面において、三つの手だてを用いる。一つは、
モデル図を使って、グループ内で飛ぶ仕組みを説明したり質問したりすることである。
このことから、自分の考えとの共通点や相違点を見い出すことができると思われる。しかし、グループ内での｜かかわり」では、見方や考え方のよさまでは、なかなか気
づかない。そこで、二つ目の手だてとして、モデル図に表れている見方や考え方の違
う子どもに、全体の場で説明する時間を設けることである。また、三つ目の手だてと
して、その時間に、教師が子どもの考えに対して、共通点や相違点を明確にしたり、
見方や考え方のよさを取り上げたりすることで、評価・価値付けを行うことである。
その上でもう一度自分の考えを見直すことにより、空気や水の性質についての見方や
考え方が、より客観的なものとして構築していくと考える。

③実践的自覚へのデザイン
　本単元では水ロケットの飛ぶ仕組みを考える二つの場面で、モデル図をかかせるが、それ以外検証実験の場面でもモデル図を利用していく。その場面では、フォーマットのあるワークシートは使わず、ノートにモデル図をかかせることで、グループでの話し合いや全体での発表に役立てていきたい。モデル図を繰り返しかくことで、子どもは後半の単元である『水の３つのすがた』や『もののかさと温度』においても、モデル図を自然にかけるようになる。そして、ものの性質について、より客観的な見方や考え方が構築できると考える。　さらに、４年生でモデル図の基礎を習得することで５年生の『もののとけかた』や６年生の『水溶液の性質』において量的変化や化学変化の理解につながっていくだろう。
　また、空気鉄砲やボールなどの日常にあるものにも、モデル図を活用して表すこと
を行っていきたい。そうすることで、日常生活における空気や水の性質を使った道具
に興味をもって、考えをめぐらせる姿が見られると考える。そして、以後の単元にお
いても、得た知識を日常生活と結びつけて活用することを行っていく。

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水ロケット打ち上げ実験

水ロケットの研究 札幌市立八軒中学校 科学部 平成元年

1｡研究の動機
　　部活で先生がこの水ロケットの実験を提案してくれ､1.5とのペットボトルと空気入れなどの道具で本当にうまく飛ぶのだろうかと疑問をいだき、私達は研究してみることになった。

2｡研究の目的
　空気の圧力で水がふん射して飛ぶロケットの秘密を探る。

3｡方法と結果
　　〔準備〕1.叩ペットボトル・空気入れ・ゴム管・ゴムせん・木材の発射台・ビニールテープ
　　〔方法〕　ロケット（ペットボトル）に水を入れ、そのロケットを発射台の中に入れ空気入
             れのゴム管につなぐ。その後、空気入れを押して、ロケット内に空気を送る。
　　〔結果〕　ロケットは空気の圧力により、ロケットが発射する。
　　〔反省〕　成功より失敗した方が多く、その原因としては、主に、ゴム管のゴムせんがは
            ずれることであった。その他にはゴムせんにペットボトルをつな､ぐときに、つなぎ
            方がゆるかったことや、空気入れの押し方が弱かったことである。

〔エピソード〕
　　　　　実験中に、たいへん苦労したことは無数にあった。
　　　　　一番多かったのは、風による失敗であった。その他に、ロケットの水が吹き出し
      て、メンバーが水びたしになったこともあった。

4｡全体の反省
　・ゴムせんがよくはずれて実験がストップしたことがあったので、ゴムせんをどのようにし
  て、じょうぶに作るかを考える。
　・飛ばしても、高く上がらないロケットがあったので、その原因を調べてみる。

5｡課　　題
　・２つのロケットを同時に飛ばす。
　・ロケットの飛ぶ高さを高くする。
　・ゴムせんがこわれないように、じょうぶに作る。
　・火薬ロケットの計画をたてる。

6｡一人一言　　　　　　　　　　　　ト
　・この研究をして充実な日々がおくれた。（副代表）
　・水ロケットを卒業して、なるべく早く火薬ロケットにとりくんでみたい。（代表）
　・この研究をしてみて良い経験をしたが、ロケットをもっと高く飛ばしたい。（河村）