電気と私たちのくらし ― Plan¶
単元情報
| 項目 | 内容 |
|---|---|
| 学年 | 6年（1〜4組） |
| 時数 | 12時間 |
| 時期 | 2-3月 |
| 領域 | Aエネルギー / A(4)ア(ア)(イ)(ウ),イ |
教材研究¶
電気をつくる（発電）、ためる（蓄電）、変換する（モーターなど）という3つの観点から、電気の性質と応用を系統的に学習させる。実験を通じて、機械的エネルギーが電気に変わり、また電気が機械的・光的エネルギーに変わることを体験させる。プログラミングを用いて、センサーと制御の基本を理解し、電気と情報の結びつきを認識させる。
沖縄の地域性¶
沖縄における再生可能エネルギーの普及率（太陽光発電の増加）、台風時の停電問題と災害対策を、電気エネルギーの実践的課題として扱う。沖縄の強い日差しと季節変動、台風の存在が、エネルギー政策にどう影響するかを考察させることで、地域の現実と科学が直結していることを実感させる。
校内研究との接続¶
| 視点 | この単元での具体 |
|---|---|
| 見通し | 電気の性質を探る実験の全体的な流れを構成し、発電・蓄電・変換の3段階を理解 |
| 選択肢 | プログラミングの設計を児童が自分で考え、条件や動作を選択 |
| 振り返り（CP） | 各実験・プログラムの動作確認で、学習の成果と課題を検証 |
評価基準¶
| 評価 | 基準 |
|---|---|
| A（十分満足） | 電気の変換を複数パターンで説明でき、自分でプログラムを工夫して目的に合った制御ができている |
| B（おおむね満足） | 電気をつくる・ためる・変換できることを理解し、簡単なプログラミングができる |
| C→B（支援） | micro:bit の見本プログラムを提示し、条件部分だけ変えさせる |
つまずきポイントと対策¶
よくあるつまずき
プログラミングに苦手意識がある児童が多く、条件分岐やループ構造が理解しにくい。対策としてペアプログラミングで協力させ、役割分担（プログラマーとレビュアー）を設定。ブロック型プログラミングで視覚的に命令を積み上げるMakeCoder を活用。
展開表（全12時間）¶
| 時間 | テーマ・ねらい | 主な学習活動 | 教師の支援 | 評価 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 電気をつくる① | 手回し発電機を回す→LED が点灯する様子を観察 | 機械的エネルギーが電気に変わることを体験 | 発電の基本 |
| 2 | 電気をつくる② | 発電機の回転数とLED の明るさの関係を実験→速く回すほど明るいことを確認 | 「仕事率」という概念への導入 | エネルギーと仕事 |
| 3 | 電気をためる | コンデンサーに発電機で充電→スイッチを切ってもLED が一定時間点灯することを観察 | 電気がためられることを実感 | 蓄電の仕組み |
| 4 | 太陽光で発電 | 太陽電池パネルで発電→日光の強さで発電量が変わることを確認 | 沖縄の強い日差しを活用した太陽光発電の有効性を理解 | 再生可能エネルギー |
| 5 | 電気を光に変える | LED 回路で、電流の強さと色・明るさの関係を実験 | 電気が光エネルギーに変わることを確認 | エネルギー変換 |
| 6 | 電気を動きに変える① | モーター回路で、電流の方向を変えると回転方向が逆になることを実験 | 電気が機械的エネルギー（回転）に変わることを体験 | 電動機の基本 |
| 7 | 電気を動きに変える② | モーターの回転速度を電源電圧で制御→高電圧ほど速く回ることを確認 | 電圧制御による速度調整 | 制御の基本 |
| 8 | プログラミングで制御① | micro:bit の基本操作→LED表示、ボタン検出の見本プログラムを実行 | ブロック型プログラミングの直感的理解を促進 | プログラムの読解 |
| 9 | プログラミングで制御② | 条件分岐（IF文）を使い、「ボタンを押すとLED が点灯」→「離すと消灯」というプログラムを作成 | ペアプログラミングで役割分担させる | プログラム作成 |
| 10 | プログラミングで制御③ | ループ（REPEAT）を使い、LED の点滅を繰り返すプログラムを作成 | 「何度繰り返すか」の条件を児童に設定させる | 反復処理の理解 |
| 11 | センサー＋制御 | 温度センサーやLEDセンサーなどを使い、条件に基づいてモーターを制御するプログラムを設計 | 「センサー→判定→動作」という制御の流れを体験 | センサー応用 |
| 12 | まとめと発展 | 発電・蓄電・変換・制御の学習を総括→「沖縄のエネルギー未来」をテーマに考察・提案 | 再生可能エネルギーと災害対策の実践的課題へ | 統合的応用 |
ICT活用¶
MakeCode ブロック型プログラミング環境で、指でドラッグして命令ブロックを組み立てる。Scratch でも同様にビジュアルプログラミング。micro:bit ハードウェアに実装し、実際に動作を確認。データロギングで、発電量や温度などのセンサー値を時系列で記録・グラフ化。
準備物¶
- 手回し発電機
- LED（複数色）
- コンデンサー
- 太陽電池パネル
- モーター
- スイッチ
- 配線用ケーブル、接続用クリップ
- micro:bit （クラス分、またはペア分）
- 温度センサー、光センサーなど各種センサー
検証の視点¶
- 手回し発電機で発電できることを確認し、エネルギー変換の概念を理解しているか
- コンデンサーに蓄電でき、蓄えられた電気で LED が点灯することを理解しているか
- 太陽電池パネルが沖縄の環境に適していることを説明できるか
- 条件分岐とループを含むプログラムを自分で作成できるか
- センサー入力に基づいて制御するシステムを設計・実装できるか