コンテンツにスキップ

てこのはたらきとしくみ ― Plan

単元情報

項目 内容
学年 6年(1〜4組)
時数 8時間
時期 11-12月
領域 Aエネルギー / A(2)ア(ア)(イ),イ

教材研究

てこの規則性—力点・支点・作用点の距離とおもりの重さの関係—を系統的な実験を通じて発見・理解させる。データの取得と分析を通じて、物理的規則性を数式で表現する能力を育む。身の回りの道具(缶切り、ペンチ、シーソーなど)のしくみを、てこの法則で説明することで、科学が実生活に応用されていることを実感させる。

沖縄の地域性

沖縄の漁業で使用されてきた道具(船でのてこ利用)、伝統的な石臼(サーターアンダギーの製造に使う石臼)など、沖縄文化と物理学の結びつきを示す。また、沖縄の建築技術(石垣積み)における重い石材の移動にてこが応用されてきたことを紹介。

校内研究との接続

視点 この単元での具体
見通し てこの法則を発見する実験マップで、学習の全体像を構成
選択肢 実験の組み合わせ(力点の距離を変える、支点の位置を変えるなど)を班で選択
振り返りCP データ表で規則性の発見を確認し、複数の実験結果の統一性を検証

評価基準

評価 基準
A(十分満足) てこの規則性を数式で表現でき、身の回りのてこの原理を具体的に説明している
B(おおむね満足) 力点・支点・作用点の関係をデータで確認し、法則として理解している
C→B(支援) シーソー遊びで「遠くに座ると軽い人でも重い人を持ち上げられる」を体験させる

つまずきポイントと対策

よくあるつまずき

3点(力点・支点・作用点)の位置関係が混乱しやすく、どの距離を測るべきか分からない児童が多い。対策として、てこに色分けシールを貼り、支点(赤)・力点(青)・作用点(黄)を固定させ、測定する距離を明確化する。

展開表(全8時間)

時間 テーマ・ねらい 主な学習活動 教師の支援 評価
1 てこについて知る 身の回りのてこ(缶切り、ペンチ、シーソー)を集めて観察→支点・力点・作用点の位置を特定 てこは「棒が回転する」という共通点に気づかせる てこの認識
2 てこの3点を学ぶ 色分けシールで支点(赤)・力点(青)・作用点(黄)を標識→用語と位置の関係を定着 「支点を中心に回転する」という基本を強調 用語の定着
3 力点の距離を変える実験 てこに同じ1kgおもりを置き、力点の距離を10cm、20cm、30cmと変える→ばねばかりの読みを記録 距離が遠いほど、必要な力が小さくなることに気づかせる 実験操作と観察
4 支点の位置を変える実験 支点の位置を変えながら、作用点(おもりの位置)は固定→力点での力の変化を測定 支点の位置で、てこが「第1種・第2種・第3種」に分類されることを学ぶ 支点と力の関係
5 データをグラフ化し規則性を発見 実験データを表とグラフで整理→「力点距離×力=一定」という規則を見つける スプレッドシートでグラフを作成し、直線関係を視覚化 規則性の発見と数式化
6 てこの法則を数式で表す 「力点距離×作用点側の力=支点の反対側の作用点距離×その側の力」という式を導く 左右のモーメントが等しいという原理を説明 法則の数学的表現
7 身の回りのてこで法則を検証 学習初期に集めたてこ(缶切りなど)で法則が成立するか検証 実生活の道具が物理法則に基づいて設計されていることを実感 応用的思考
8 沖縄文化とてこ 石臼の使い方、漁業の道具などでてこの原理が応用されている事例を調べ、報告 沖縄の文化と物理学が深くかかわっていることを認識 文化・科学統合

ICT活用

実験データのスプレッドシート入力で、自動的にグラフを生成し、規則性を可視化。デジタル教材でてこの種類と身の回りの例を動画で確認。シミュレーションアプリで、支点の位置や距離を自由に変えて、力の変化をリアルタイムに予測。

準備物

  • てこ実験装置(セット購入または自作)
  • おもり(1kg)
  • ばねばかり
  • 色分けシール(赤・青・黄)
  • 身の回りのてこ道具(缶切り、ペンチ、シーソーなど)
  • スケール

検証の視点

  • 支点・力点・作用点の位置を正確に特定できるか
  • 実験データから規則性を見出し、数式で表現できるか
  • てこの法則を未知の状況に適用・予測できるか
  • 沖縄の道具・文化とてこの法則の関係を説明できるか