振り子の運動 ５年理科 ６月下旬～７月上旬 25Ｑ〈８時間〉 新潟大学教育学部附属新潟小学校 教諭 安藤 達郎 １ 目指す姿 科学的に，振り子の運動の規則性をとらえる子ども (1)中核的な学習内容：振り子の運動の規則性 (1)中核的な学習内容 「糸につるしたおもりが１往復する時間は，おもりの重さなどによっては変 わらないが，糸の長さによって変わる。でも，糸の長さが重要なのではなく， 糸がふれる根本からおもりの中心までの長さが，１往復する時間を決めてい るのだ」 (2)学びをつなぐ力 ：①比較するすべを用いて，２つの異なる振り子の事象から，事象の変化に関 わりそうな要因を見いだす力 ②関係付けるすべを用いて，条件を制御して得た実験結果と仮説とを結び付 け，仮説の妥当性を検討していく力 ２ 単元の計画 【学習活動】☆つなぐ力 【働き掛け】 ○ 一 次 振り子が音楽に合わせて，振れる ◆ 振り子の長さ（１秒間１往復するように 様子を観察する。 振り子の長さを約25ｃｍに揃えておく），と ・ちょうどよく，音楽にあっているぞ。 重さ（10ｇほどの軽いおもり）を揃えた振 ・どの振り子も同じ回数振れるんだ。 り子を提示し，その振り子の揺れに合った ・振れ幅はだんだん小さくなるけど， 音楽を流す。 いつも同じリズムで振れているな。 ※『UP TOWN FUNK(Mark Ronson)』 振り子は，決まったリズムで動くも （１分間に四分音符を120個打つテンポの 曲，つまり１秒で１往復する振り子の のだ。 テンポにちょうど合う） Ｑ １ 時 間 ○ 二 次 音楽を変えると振り子の揺れが合 ◆ これまでの振り子が１往復する時間とず わない事実から生まれる気付きを共 れが起きる対象となる振り子を提示し，何 有し，これからの活動に対する意欲 がどのように違うのかを問う。 や，要因となる条件についての問い をもつ。 参考 参考 振り子の等時性 理論値 ・この振り子だと，曲に合わない。 ・振り子のリズムを変えることって， できないのかな。 ・できるよ。たぶん糸の長さを変え ればいいんだよ。 ・おもりを重くしてみればいいんじ ゃないかな。 ・やってみないとわからないな。や ってみたいな。 ※アナと雪の女王劇中歌『Let it go』 （1.7 秒で１往復する振り子のテンポ） 振り子のふれる時間を決める要因 は何だろう。 ３ Ｑ ○ グループ別に自由に予想した要因 を確かめる。 ・怪しい糸の長さを調べてみよう。 ・糸の長さがゆれの時間に関係する ことがわかった。 ○ 班ごとの仮説とその実験結果を条 件ごとに揃うように発表させること で，自分たちの結果と他の班の結果 や，他の班同士の結果とを，数値 の客観性を視点に比較する。 ◆ 実験計画に沿った実験ができる時間と実 験道具・材料を与える。 ◆ 実験結果を調べた仮説ごとに発表させ， 学習問題に整合する仮説を問う。 ◆ 長さにより振り子の振れる時間が変わる ことを提示する。 13 Ｑ ５ 時 間 振り子のふれる時間を決める要因 は糸の長さだ。 ○ これまでのとらえでは振り子の揺 れが合わない事実から生まれる気付 きを共有し，問いをもち，学習課題 を設定する。 ☆つなぐ力① ◆ これまでの振り子が１往復する時間とず ず れが起きる対象となる振り子を提示し，そ れが起きる対象となる振り子 の要因を問う。 【働き掛け１】 働き掛け１】 糸の長さの違う二つの振り子なのに， 一往復する時間が同じなのはなぜか？ ○ 既習を想起し，条件制御の必要性 を考える。何をどのように調べれば 要因を明らかにできるのか（実験計 画）を班内で共有する。グループ別 に自由に予想した要因を確かめる。 ☆つなぐ力② ○ 班ごとの仮説とその実験結果を要 因ごとに発表することで，自分たち の結果と他の班の結果や，他の班同 士の結果とを，数値の客観性を視点 に比較する。 ◆ 実験計画を班ごとにフローチャート図に 表させ，実験計画に沿った実験ができる時 間と実験道具・材料を与える。 【働き掛け２】 ◆ 実験結果を調べた仮説ごとに発表させ， 学習問題に整合する仮説を問う。 【働き掛け３】 働き掛け３】 ○ ターザンロープゲームのすること で，振り子の長さが長ければ，やは り１往復する時間が長いことと，重 さや振り幅には関係しないことを実 感をもってとらえ直す。 ◆ ターザンロープゲームを提案し，活動さ せる。 ○ ◆ 糸につるしたおもりが１往復する時間 は，糸がふれる根本からおもりの中心 までの長さが，１往復する時間を決め ている。 三 次 ３ 「振り子の秘密物語」を書く。 単元の終末に，どのような過程で見つけ 出したのかがわかるよう 糸につるしたおもりが１往復する時間は，糸の長さによっ な「振り子の秘密物語」 て変わる。でも，糸の長さが重要なのではなく，糸がふれる を書かせ，単元フローチ 根本からおもりの中心までの長さが，１往復する時間を決め ャート図を基に，「○○ ている。きまりを見付けるためには，２つのものを見比べて， の秘密」を発見する際に 生かせそうなことがない 何が違いを生んでいるのかを考え，条件をそろえて実験した か問う。 【働き掛け４】 働き掛け４】 り，より多くのデータから考察することが大切だ. ６ Ｑ ２ 時 間 内容の関連 ［第５学年］ 振り子の運動 ［第６学年］ てこの規則性 ○中核的な学習内容 ○中核的な学習内容 エネルギーの見方 エネルギーの見方 ・振り子の運動の規則性 ・てこの規則性 ［中学３年］ 運動の規則性，力学的エネル ギー ○中核的な学習内容 エネルギーの見方 ・合力や分力の規則性 ・運動エネルギーと位置エネルギー
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