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熱の伝わり方の教え方

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3年生、エネルギーの単元の「熱の伝わり方」の教え方です。この単元は、仕事やエネルギーなどと同じ単元ですが、単元同士の繋がりが少なく、理科の先生にとっては教えにくい内容ではないでしょうか?今回は、熱の伝わり方を例を交えて分かりやすく教える方法をご紹介します。

 熱の伝わり方の教え方

熱の伝わり方ではよく、下図のようなお鍋の図が使われます。私も熱の伝わり方を教える時はこのお鍋の図を使います。

↑熱の伝わり方を表したお鍋の図

①伝導

最初教えるのは、生徒が最も身近な伝導から教えます。まず、生徒に机の天板を触らせます。その後、机の脚などの金属部を触らせます。そして発問
「どちらの方が温度が低いでしょう?」
多くの生徒が金属と答えます。ここで「温度がは同じである」と答え合わせします。机の天板も金属の脚も室温と同じですね。生徒が疑問をもち、思考する時間をとったあとに、なぜ金属の方が冷たく感じるのかを説明します。「熱伝導率」を伝え、温まりやすく冷めにくいものと暖まりにくく冷めにくいものがあることを教えます。金属を触ると手から熱が直接奪われるから冷たく感じるということを伝えます。まさしく(熱)伝導ですね。

②対流

次に対流を教えます。私はスパゲッティを例に出します。
「スパゲッティを茹でたことある?」
「お味噌汁を暖めるときすることは?」
などの身近な例から対流を教えます。
「味噌汁やカレーなど粘度の高い液体は対流が起きにくく暖めるときには、混ぜないといけない・・・もし混ぜないとどうなる?」と発問
その後、味噌汁が突沸する動画を見せた時は大きく盛り上がりました。

③熱放射

最後に熱放射です。一番わかりづらい熱の伝わり方です。私は熱感知器の映像や写真を見せて、目には見えない熱エネルギーが物体から出ていること。赤外線ゴーグルなどをつかえばそれが見えることを説明しました。一通り説明したあと、手のひらを頬に1ミリの距離で置かせます。そして「手からの熱放射を感じるやろ?」というと「感じる!」「暖かくなってきた」などと感想を言ってました(笑)

④最後に

最後に確認問題として私は地球を例に出します。
「地球は太陽によって温められているけど、太陽はどのように地球を暖めているんだろう?」
伝導、対流、熱放射のどれでしょう?
思考する時間とってから答え合わせ。
伝導は直接、対流は水や空気などの媒体が必要です。宇宙は空気がありません。太陽は熱放射によって地球を暖めているのです。
いかがでしたか?実際、熱の伝わり方だけで1時間盛り上がる授業を行うことができました。考える時間が多く、思考力を鍛えられたと感じます。
どの授業にも言えることですが、今学んでいる学習内容に関する生徒に身近な例をあげることで生徒は関心を持ことができます。また、発問を工夫することで思考する場面を多く摂ることができます。アクティブラーニングが叫ばれる今、生徒の思考をアクティブにする方法を考えていかなければならないと感じました。
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自己紹介(PROFILE)

窪田 一志

窪田 一志

1986年生まれ、近畿大学農学部卒業、理科コア・サイエンス・ティーチャー(CST)養成課程修了
家庭教師、個別指導、塾講師を経て、神奈川県で5年間中学校理科教師として勤務。現在は大阪府の公立中学校で理科の楽しさを子どもたちに伝えるため日々奮闘中。
教材や教具、デジタル教材の開発、効果的なICT機器の活用方法、カードゲームや問題解決を通してのコミュニケーション能力の育成など自らの実践に基づいた教育活動を展開中。
ブログのアクセス数は月7万pvを超え、中学理科の授業情報をまとめた書籍「100均グッズからICTまで 中学校理科アイテム&アイデア100」を明治図書から出版。また、ブログがアプリ化されるなど勢いのある教育研究者 兼 教育実践者。
先生向け情報サイト「ふたばのブログ」の他、反転学習や、家庭学習に利用できるオンライン学習サイト「ふたば塾」を運営。
記事執筆、研修・講演依頼、書籍化についてはお問い合わせフォームからお願いします。

【著書】
100均グッズからICTまで 中学校理科アイテム&アイデア100[明治図書出版]
【協力実績】
株式会社 NHKエデュケーショナル
国立科学博物館
株式会社 朝日新聞社 企画事業本部文化事業部
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株式会社 アスウム
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