重力駆動車ダービー

• 付属の生徒用資料をよく読んでおきます。授業ではプロジェクターを使って生徒用資料を表示するとよいでしょう。
• 釣り合っている力と釣り合っていない力の概念を前のレッスンで学習しておいてください。
• それぞれの生徒の能力や学習進度を考慮してください。全員がレッスンを楽しめるよう、必要に応じて個別化します。下の個別化セクションを参考にしてください。

• ここで生徒用ビデオを見るか、付属の生徒用資料から再生してください。

• 斜面を下るゴーカートやソープボックスカー・レースで働く力について簡単なディスカッションを促します。
• 次のような質問をしてください:
  • ソープボックスカー・レースとは何ですか？(エンジンを搭載せず、重力だけで走る車を使ったレースです。)
  • テレビで見たことはありますか？
  • 車が斜面を下る際に働く力は何ですか？(重力)
  • 車を減速させるのは何の力ですか？(摩擦)
  • このようなレースで有利に働くのは何だと思いますか？
• これからスロープと重力駆動車を組み立て、車の運動におけるパターンを見つける実験を行うことを説明してください。

• 生徒をペアに分け、重力駆動車ダービーのモデルを組み立ててもらいます。ブロックを探す役と組み立てる役を、ステップごとに交代しながらモデルを完成させるよう指示してください。
• 組み立てに役立つ情報は下のヒントを参照してください。

実験 1:

• 車輪をつけず、車体のみをスロープの頂上に置いて手を放し、何が起こるか観察してもらいます (軽く手で押す必要があるかもしれません)。

実験 2:

• シンプルな構造の重力駆動車を自分で考えて組み立ててもらいましょう。
• 次のように指示します:
  • 滑りやすい座席からミニフィギュアが落ちないよう、安全対策も考えてください。ゴールに着くまでにミニフィギュアが落ちてしまった場合は失格です！
  • スロープの上から発車させたモデルがどこまで進むかを予測し、その位置にブロックを置いて印をつけ、巻尺で距離を測定して生徒用ワークシートに記録しておきます。
  • 実験で実際に進んだ距離を測定し、生徒用ワークシートに記録します (教師用サポート - 補足資料)。
• 車輪のサイズや重りブロックなど、色々な条件を試して移動距離が最も長くなる組み合わせを見つけるよう促します。

• 生徒を集めてわかったことを発表させ、ディスカッションを行います。
• 次のような質問をしてください:
  • 車輪を取ると、車はスロープをどのように下りましたか？(車は一定の速度でスロープを滑り、速度は車とスロープとの間の摩擦によって決まります。)
  • 車が急停止すると、運転手が飛び出てしまうことがあります。車が止まったのに運転手が動き続けるのはなぜですか？(この力は「慣性」と呼ばれます。 この現象は、動いている物体は、別の力が働かない限りは同じ方向に同じ速度で動き続けるとするニュートンの運動の第1法則によって説明することができます。)
  • 大きな車輪を取り付けるとどのような違いが出ましたか？ (斜面を滑る際の抵抗が減り、重さ/質量が大きくなりました)

• 組み立てと実験を行う時間を余分に5分間設け、誰の車が一番速いか、その理由はなぜかを調べてもらいます。
• 時間に余裕があれば、車に重りつきブロックを乗せて同じように試してもらいましょう。車がどこまで進むかを予測し、予測した距離と実際の移動距離を生徒用ワークシートに記録するよう指示します。
• 生徒がモデルを解体してブロックをトレーに仕分けし、作業スペースを片付ける時間を設けてください。

• 授業中に生徒に「なぜ」や「どのように」といった質問を投げかけて、学習の中心となっている概念についての考察を促してください。
• 生徒がモデル制作の問題を解決するために行った決断の思考プロセスや論理付けについて、「声に出して考え」たり説明するような声かけをします。

この学習におけるルーブリックの例

• それぞれの生徒が、重力駆動車の運動における釣り合っている力と釣り合っていない力の効果についてどの程度上手く説明できるかを評価します。
• 状況に合った評価基準を作成しましょう。例:
  1. 追加の支援を必要とする
  2. 支援を受けずに作業できる
  3. 他の生徒に教えることができる

自己評価
れぞれの生徒に、自分の成果に最もよくあてはまるブロックを選ばせます。

• 緑:重力駆動車の運動における釣り合っている力と釣り合っていない力の効果を理解することができると思う。
• 青:重力駆動車の運動における釣り合っている力と釣り合っていない力の効果を理解することができる。
• 紫:重力駆動車の運動における釣り合っている力と釣り合っていない力の効果を示す証拠を示すことができる。

仲間のフィードバック

• チームごとに、一緒に作業をした体験について話し合ってもらいます。
• 下のような文章を使うよう促してください:
  • 君が…したのはとても良かったと思う。
  • 君がどうやって…したのかもう少し聞きたいな。

組み立てのヒント

• 組み立て説明書では、最初のステップで、逆さまにしたブロックでスロープを組み立てていることを強調してください (ページ88～96)。
• 組み立て説明書通りにモデルを完成させた時点で、車には車輪がついていません。まずは車輪がない状態で車を走らせることで、摩擦の効果や、(ミニフィギュアの運転手が転落した場合は) 慣性の効果を観察することができます。
• 車輪を車軸にきつく押し込みすぎて車体に接触させてしまうと、摩擦が大きくなり速度が落ちてしまいます。車輪を小刻みに動かして少しだけ緩めておくと、スムーズに回転でき距離が伸びます。

製作例

学習に困る生徒が多い場合は、次のように学習方法を工夫してみましょう:

• まずはミニフィギュアを使わず、車だけでできる限り遠くまで進ませる実験を行う (アイデアをシンプルにするよう促す)

この学習で物足りない場合は、次のように学習方法を工夫してみましょう:

• 大きなスロープの根元にある小さなスロープを取り除くと何が起こるか観察させる
  • 時間に余裕があれば、小さなスロープを再び取り付け、高さを上げて小さなジャンプを作る
  • 必要に応じて下にブロックを入れて支える
  • 車がジャンプの上を安全に通過し、できる限り遠くまで進むことができるよう、車のデザインを改良させる

(注:時間が別途必要です。)
国語スキルの向上を図るには、重力駆動車の運動における釣り合っている力と釣り合っていない力の効果を説明したレポートを書くか、短いビデオを制作させます。

小学校学習指導要領国語　第2-第5~6学年-2-B