電気についての理解を深める
１．実験の目当て・実験の趣旨
電気の単元が難しいと感じるのは大きく3つの理由があるからだと考えております。
1つ目は単位が多いこと。長さの単位であれば基本的にはメートルだけを、質量の単位であれば基本的にはキログラムだけを、覚えておけば大丈夫です。しかし電気の単位は「アンペア」「ボルト」「オーム」など覚えなければいけない単位が多く存在します。
2つ目は電気の大きさが目で確認できないことにあります。長さであっても質量であっても正確とはまではいかなくとも、大雑把には把握することができます。しかし電気の大きさは目で確認することはできません。
3つ目は電気配線を行うための行動力と、電気配線を理解するための空間把握能力が必要になってくることです。豆電球ひとつに対して電池ひとつであれば問題無いのですが、電池もしくは豆電球2個以上としてさらに並列にすると、急に難しいと感じる子どもたちが増えてきます。
今回の授業ではこれら3つのハードルを少しでも低くしてあげることで、今後出てくるかもしれない電気に対する苦手意識を少しでも取り除いてあげることにあります。
豆電球を光らせる
豆電球を光らせることは、小学校3年生の単元の「電気の通り道」ですでに学習しています。なのでこの実験そのものは復習となります。
とは言っても、実際に豆電球を光らせるのはなかなかに手ごわい様子。
直列つなぎと並列つなぎの違いを理解する
直列つなぎと並列つなぎの電気配線
「直列つなぎ」「並列つなぎ」も4年生の1学期のときにすでに学校で習っている単元ではあります。
よって、この実験も復習となります。
ですが、電池ひとつで豆電球を光らせる実験とは違い、特に「並列つなぎは」苦手としている子どもが多い印象があります。
これは「１本の配線から２本に分かれるという発想が難しい。」「１本の配線に、２つのみのむしクリップをつなげなければならない。」この２つがハードルになっているような印象を受けます。
それは、先に挙げた電気配線を完成させるための空間把握能力と作業を実行できる行動力の問題だと考えております。
そういったこともあり、ここでは各自の理解能力を把握しながらゆっくり進めていきます。
ここで焦ると、この先にある「直列つなぎ」「並列つなぎ」における豆電球の明るさと電力の測定につながらないからです。
電気の大きさを測定する
電圧と電流の違いを理解する
電気の単位は身近なところで「V:ボルト:電圧」「A:アンペア:電流」「Ω:オーム:抵抗」の3つがあります。
電気の学習の厄介なところは、電流と電圧の測定方法が異なることです。
電流と電圧どちらが直列つなぎで測定すればよいのか、並列つなぎで測定すればよいのか、混乱しやすいところです。
つなぎ方を理解していても、実際に電気回路を組みと、写真のように配線がぐちゃぐちゃとなり、さらなる混乱が生じやすいです。
豆電球の明るさと電力の大きさの関係を調べる
電流と電圧が測定できればあとは電力を求めるだけです！
計算は電卓に任さればよいので、それほど問題にはなりません。
あとは豆電球の明るさと電力の大きさにどのような関係があるのかを考察するだけです！
