４年理科　ものの温度と体積変化　「自らきまりを創造する理科学習」とは

公開日： 2016年2月8日月曜日 ４年

「試験管に石鹸水の膜をつけて、試験管を温めてみる実験」

　まず、予想では、お湯につけて空気でっぽうを飛ばした経験から、ほとんどの子どもたちが「きっとふくれるはずだ」と考え、それを確かめるために実験を行いました。

　実験は、まず①自分の手で温める、次に②お湯につけて温めるという順序で行います。

　①手で温めてみると、石鹸水の膜が少し膨らみ、次に②お湯につけると予想以上に大きく膨らむ現象に、「ずご〜い」「見て見て、僕たちのはこんなに大きくなったよ」「こんなに大きくなるなんて、予想外！」などと声をあげて驚き、何度も繰り返し実験を行った。

空気を温める実験の様子

　実験結果から、子どもたちは次のようにまとめていきました。

　T：結果はどうでしたか？

　C：予想通り、膨らみました。

　C：手で温めても、石鹸の膜はすこし膨らみ、お湯だったら、めちゃくちゃ大きく膨らんでわれました。

　T：このことから、空気を温めると、どうなることが分かりましたか？

　C：空気を温めると、空気は大きくなることが分かりました。

　C：空気が多くなるんじゃなくて、空気の体積が増えたんだと思います。

　C：空気の体積が増えたってどういうこと？

　C：体積が増えたというより、大きくなった？

　C：私も同じなんですけど、それって膨らんだってことでしょ。

　T：これって、みんなわかる？…（うなずく）じゃあ、図で書いて説明してみよう。

　子どもたちの話題になった、「体積が増える、大きくなる」という現象について、詳しく説明させることで、体積変化についての見方や考え方を引き出すことを試みました。

　子どもたちは、つぎのようなモデルで説明しました

空気の体積が大きくなるモデル

　多くの子どもたちが、このモデルのように空気の粒を書いて説明していました。（この粒で書いた理由として、１学期に学習した「閉じ込めた空気と水」の説明で使った粒のモデルを活用したのだと考えられます。更に、２学期に学習した水の三態変化で見えない粒というものを粒で表していたことも関係してると考えます。）

　このモデルから、子どもたちは、「空気の体積が大きくなるということは、筒の中にある一つ一つの空気（空気くん）が膨らんだ。又は、大きくなった。」と説明していきました。

　このようにして、子どもたちは、事象に出会い、事象とかかわり合うことで、自分の中に「問い」をもち、友達との考えの違いから追究意欲を高め、主体的に目的をもって観察・実験を行いその結果から、結論：『空気の温度変化による体積変化のきまり』を導き出していきました。この課程こそが、今、本校理科が目指している「自らきまりを創造する理科学習」です。

　この続きを２月１２日（金）の研究発表会の授業で見せていければと思っております。