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「つまずきフォローアップ」(東京書籍2012年10月作成)より。「電磁誘導」による「発電」は,私たちの生活に最も身近であるはずなのに,その仕組みが理解されていないというのは,憂慮すべきことである。授業改善で,日常の生活との関連から「思考」「判断」「表現」力の向上を目指したいと考える。
東京書籍株式会社
東研研究報告「理科教育の充実に向けて -小・中の系統性(粒子・生命・エネルギー)を踏まえた指導の研究-」(東京教育研究所2011年4月発行)より。本単元「電流とその利用」は,磁界の概念を導入し,磁界と磁力線の関係,コイルによる磁界など電流の磁気作用の基本的な概念を観察,実験を通して理解させるとともに電流が磁界との相互作用で受ける力や電磁誘導の現象など,電流の利用についての科学的な見方や考え方を養うことが主なねらいである。
東京教育研究所
東書教育シリーズ中学校理科「身近な材料を利用したおもしろい観察・実験」1989年発行より。電磁誘導現象を利用したリードスイッチを用いて,2つの回路にそれぞれつないだ発光ダイオードを交互に点滅させる。つまり,回路1の発光ダイオード1を点灯させておき,回路2のスイッチを入れると,発光ダイオード2が点灯すると同時にリードスイッチがはたらいて,回路1の発光ダイオード1が消える。
東京書籍(株) 理科編集部
東書教育シリーズ中学校理科「身近な材料を利用したおもしろい観察・実験」1989年発行より。内径7mm,長さ1mの金属パイプ中で,直径6mm,長さ1.5cmのアルニコ磁石を落下させてみる。比較のために,同じ大きさのアクリルパイプ中でも同じ磁石を落下させてみる。
東京書籍(株) 理科編集部
中学校理科「授業に活力!! 生徒をひきつける実験事例集」2006年10月作成より。平成18-23(2006-2011)年度用教科書「新編新しい科学」 1分野上 3電流 第2章 電流のはたらき に対応。「直線状の導線のまわりにできる磁界」と「コイルのまわりにできる磁界」の両方を立体的に表すことができるモデルの作成法を紹介する。このモデルは,モーターの原理を説明するときにも有効である。
東京書籍(株) 理科編集部
【物理アイデアカード】 磁界・演示実験。簡単な器具で磁性体について実験できる。広島県高等学校教育研究会理科部会物化部「理科アイデアカード」編集委員会 物理班作成「理科アイデアカード・物理編第Ⅲ集」より。
広島県高等学校教育研究会理科部会物化部「理科アイデアカード」編集委員会
【物理アイデアカード】 磁界・演示実験。(1)鉄粉に比べて,磁界の様子が分かりやすい。(2)キャッシュカードや録音テープに記録された磁気パターンを簡単に観察できる。広島県高等学校教育研究会理科部会物化部「理科アイデアカード」編集委員会 物理班作成「理科アイデアカード・物理編第Ⅲ集」より。
広島県高等学校教育研究会理科部会物化部「理科アイデアカード」編集委員会
電流が流れるとその周りには磁界ができます。磁界が発生する向きにも規則があって,ちょうど電流が流れる向きに右ねじを進めるとき,ねじを回す向き一致しているので,右ねじの法則と呼ばれています。①直線状導線②ソレノイド③平行な導線のそれぞれに電流を流したときの,導線に流れる電流のまわりの磁界のようすを,磁針と鉄粉によって可視化する実験です。導線が1本だけの場合は単に右ねじの法則だけを考えればよいのですが,導線が複数になると,重ね合わせの原理にしたがって合成磁界を数学的に考えなければなりません。しかし,鉄粉や磁針をを使うと,容易に全体の磁界のようすを確認することができます。
東京書籍(株) 理科編集部
②ソレノイドに電流を流した場合の映像です。電流が流れるとその周りには磁界ができます。磁界が発生する向きにも規則があって,ちょうど電流が流れる向きに右ねじを進めるとき,ねじを回す向き一致しているので,右ねじの法則と呼ばれています。①直線状導線②ソレノイド③平行な導線のそれぞれに電流を流したときの,導線に流れる電流のまわりの磁界のようすを,磁針と鉄粉によって可視化する実験です。導線が1本だけの場合は単に右ねじの法則だけを考えればよいのですが,導線が複数になると,重ね合わせの原理にしたがって合成磁界を数学的に考えなければなりません。しかし,鉄粉や磁針をを使うと,容易に全体の磁界のようすを確認することができます。
東京書籍(株) 理科編集部
③平行な導線に電流を流した場合の映像です。電流が流れるとその周りには磁界ができます。磁界が発生する向きにも規則があって,ちょうど電流が流れる向きに右ねじを進めるとき,ねじを回す向き一致しているので,右ねじの法則と呼ばれています。①直線状導線②ソレノイド③平行な導線のそれぞれに電流を流したときの,導線に流れる電流のまわりの磁界のようすを,磁針と鉄粉によって可視化する実験です。導線が1本だけの場合は単に右ねじの法則だけを考えればよいのですが,導線が複数になると,重ね合わせの原理にしたがって合成磁界を数学的に考えなければなりません。しかし,鉄粉や磁針をを使うと,容易に全体の磁界のようすを確認することができます。
東京書籍(株) 理科編集部
ポリウレタン線を巻いてコイルをつくり,回転軸と電極を兼ねた両端部分の皮膜を,1回転するうちの半分の時間が経過する間だけコイルに電流が流れるように,面の半分だけはがして回転子をつくります。
東京書籍(株) 理科編集部
発光ダイオードは赤と緑で,そのプラス,マイナスの極性を逆に接続してあります。交流の場合,ダイオードは,そのままでは赤,緑とも同時に輝いているように見えます。しかし,ハイスピードカメラで撮影して見ると,赤,緑,それぞれが交流の半サイクルに応じて発光していることがわかります。つまり,交流はプラス,マイナスが常に交代して流れる電流なのです。
東京書籍(株) 理科編集部
アクリルパイプにポリウレタン線を500回巻いたコイルに,2つのLEDを極性を変えて接続した装置に,ネオジム磁石を素早く出し入れしたときの映像です。電磁誘導の法則によると,磁石をコイルに近づけるときと遠ざけるときとでは,互いに逆向きに起電力が発生します。通常のビデオカメラで撮影すると,LEDが同時に光っているように見えることがありますが,映像では,通常の2倍のコマ数で撮影できるビデオカメラで撮影しているので,スロー再生をすると2つのLEDが交互に光っていることが確認できます。
東京書籍(株) 理科編集部
【物理アイデアカード】 電磁力・教育情報・演示実験・生徒実験・電磁誘導・工作・静電気。(1)簡単に作れ,授業で重宝するので,ぜひ作っておくことをお勧めします。(2)平行な導線間に働く引力によって,バネが縮む。下端が離れて電流が流れなくなる。重力によって再びバネが伸びる。下端が接触して電流が流れる。鉄芯を入れると磁束密度が増し,引力が大きくなる。より激しくはねる。(3)身近な材料で簡単なモーターを作り,電磁力とモーターの原理を理解する。自分が作ったモーターが回るのは感動的であり,興味付けとしても非常に効果がある。(4)磁界中で電流の受ける力を利用した機器の例としてスピーカーを取り上げ,身近にあるものを使ってつくる。(5)10数万ボルトの高圧静電気を利用した放電実験を体験する。広島県高等学校教育研究会理科部会物化部「理科アイデアカード」編集委員会 物理班作成「理科アイデアカード・物理編第Ⅲ集」より。
広島県高等学校教育研究会理科部会物化部「理科アイデアカード」編集委員会
教室の窓 理科版・機関誌「理科のミカタ」第11号(2023年11月)より。今回も、前回から引き続き、「学習内容の定着に関する調査・分析(2014 年)」をもとに考えていきます。前回紹介した、小学校と中学校の先生方の意識にギャップのあるもの(空気と水の押し縮められ方、西から東への天気の変化、てこのつり合い)に続くものをまとめてみました。
東京書籍(株) 理科編集部
平成18-23(2006-2011)年度用「新編新しい科学」に対応。理科の定期テストや入試問題は、学習指導要領および教科書の観察実験を通した出題です。そこで、問題を解く対策として問題を解くための根拠を明確にした解答例を作成した。問題を解く訓練や解き方として活用し、学力の向上および進路指導に役立てていただけたら幸いです。
埼玉県理科学力向上研究会 代表 大熊光治
「物理Ⅰ 5分間テスト」物理 Ⅰ教科書(平成19[2007]年度版)に準拠より。A4判横,1ページで,左半分テスト,右半分に解答の構成になっています。授業の始めの5分程度を,前の時間の復習として利用できます。
東京書籍(株) 理科編集部
「物理Ⅰ 5分間テスト」物理 Ⅰ教科書(平成19[2007]年度版)に準拠より。A4判横,1ページで,左半分テスト,右半分に解答の構成になっています。授業の始めの5分程度を,前の時間の復習として利用できます。
東京書籍(株) 理科編集部
「新編物理Ⅰ 5分間テスト」新編物理 Ⅰ教科書(平成15[2003]年度版)に準拠より。A4判横,1ページで,左半分テスト,右半分に解答の構成になっています。授業の始めの5分程度を,前の時間の復習として利用できます。
東京書籍(株) 理科編集部
「新編物理Ⅰ 5分間テスト」新編物理 Ⅰ教科書(平成15[2003]年度版)に準拠より。A4判横,1ページで,左半分テスト,右半分に解答の構成になっています。授業の始めの5分程度を,前の時間の復習として利用できます。
東京書籍(株) 理科編集部
「新編物理Ⅰ 5分間テスト」新編物理 Ⅰ教科書(平成15[2003]年度版)に準拠より。A4判横,1ページで,左半分テスト,右半分に解答の構成になっています。授業の始めの5分程度を,前の時間の復習として利用できます。
東京書籍(株) 理科編集部
「新編物理Ⅰ 5分間テスト」新編物理 Ⅰ教科書(平成15[2003]年度版)に準拠より。A4判横,1ページで,左半分テスト,右半分に解答の構成になっています。授業の始めの5分程度を,前の時間の復習として利用できます。
東京書籍(株) 理科編集部
教科書「新編新しい科学」(2007年度版)に即した内容で,板書例・実験プリント例を紹介します。またワークシート・授業プリントとしてもご利用いただけます。
東京都世田谷区立砧南中学校 大久保秀樹
「中学校理科ワークシート(授業指導案付き)~思考・判断・表現の指導と評価をふまえて~」2013年10月作成より。コイルに電流を流した実験を通して,コイルのまわりに磁界があることを見いだすことができる。
教科書「新しい科学」編集委員・群馬大学教育学部教授 小池啓一
「中学校理科ワークシート(授業指導案付き)~思考・判断・表現の指導と評価をふまえて~」2013年10月作成より。磁界の中に置いた導線に電流を流す実験を通して,磁界の中を流れる電流が磁界から力を受けることを見いだすことができる。
教科書「新しい科学」編集委員・群馬大学教育学部教授 小池啓一
「中学校理科ワークシート(授業指導案付き)~思考・判断・表現の指導と評価をふまえて~」2011年12月作成より。 コイルと磁石で電流をつくりだす条件を調べる実験を通して、コイルや磁石の相互運動で誘導電流が得られることを見いだすことができる。学習指導案とワークシート。
教科書「新しい科学」編集委員・群馬大学教育学部教授 小池啓一
ギルバート(物理学者)William Gilbertイギリス,1544-1603科学者人物誌―物理イギリスの医師。代表的な著作は『磁石論(De magnete, magnetisque corporibus, et de magnete tellure ; ... 1600)』と『われわれの月下界についての新哲学(De mundo nostro sublunari philosophia nova, 1651)』である。とくにギルバートはこの『磁石論』で,古くからの迷信や憶測を脱却した磁気論を展開し,近代的な実験科学の基礎を築いた一人に数えられるようになった。
東京大学大学院総合文化研究科講師 岡本拓司
クーロン(物理学者)東京書籍作成Charles Augustin de Coulombフランス,1736-1806科学者人物誌―物理東京書籍2004年4月作成1736年6月14日にフランス西部の都市アングレームで生まれる。その後,家族とともにパリに移り,コレージュで受けたル・モニエの数学の講義に影響されて数学を志すようになる。しかし,経済的な理由や父の仕事の関係で,フランス南部の都市モンペリエに移ることになる。クーロンはこのモンペリエの学会に所属して,比例中項についての数学的問題や,月食や彗星の動きといった天文学上の計算についての論文を発表している。その後,ヨーロッパでもっともレベルの高い技術学校であったメジエールの工兵学校へ進学し,1760年2月から1761年11月まで在籍した。そしてこれを期に,数学から工学へと彼の研究分野は変わっていった。この時代のフランスでは,経験的なものから数学を用いた理論的なものへと工学の主流が変わってきており,クーロンもそうした学問の潮流にのって,そこの教師であり生涯の友ともなったボッシュなどから数学を用いた理論的な土木・軍事工学を学んだ。
東京大学大学院総合文化研究科講師 岡本拓司
東研研究報告「理科教育の充実に向けて -小・中の系統性(粒子・生命・エネルギー)を踏まえた指導の研究-」(東京教育研究所2011年4月発行)より。小・中学校,学年別・単元別に,「エネルギーの変換と保存」に関するおもな学習内や指導事例などについて,系統的にまとめました。
東京教育研究所