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TOSSランドNo: 1133144 更新:2012年11月25日

子どもが驚く演示実験 電磁石


法則化シリーズ/理科/6年/電磁石

子どもが驚く演示実験

                    福島法則化アンバランス TOSS会津 薄井 健文

これは平塚武司氏の実践「子どもが驚く演示実験ー6年電磁石の極を調べる学習ー」の紹介である。
出典 : 第7期教育技術の法則化 63 子どもを動かす小6の教育技術 

電磁石に、N極、S極があることがはっきりとわかり、子どもが驚く演示実験を示す。

準備 電源装置(1)     ミノムシ付きクリップ(2)
   実験用コイル(1)    3寸クギ(12)
   試験管(1)      脱脂綿(少々)
   小型の筒型磁石(1)

__

この時の授業で、子どもたちの行った実験(電磁石の極が、棒磁石のN・S極に反発するか)では、はっきりした結論が出ず、意見は「電磁石にはN極、S極がない」派(9人)「ある」派(4人)に分かれたままだった。
 意見が分かれた理由を、私の実験記録から示す。

(10/19 月 5校時)  さて、実験して驚いた。ほとんどの子どもの電磁石が
 棒磁石のN・S極共に反応し、くっつくのである。子どもたちは「やっぱり、電磁
 石にはN極・S極はない」と言いだしてくる。よく見てみるとコイルを巻いたパイプ
 がクギよりも太いので、くぎがスルッと出てくる。そして、くぎが鉄として磁石にく
 っついてしまうのである。
  (導線と磁石との接触不良も考えられる)

______

ここは、鉄心が出てこないようにセロテープで止めておくことを徹底しておかな
 ければならないことを反省した。
  だが中には、電磁石が磁石の極に反発するのを発見する子どもも出てきた。
 その子ども(川村祐、西村秀、佐藤久)たちは、電磁石を机の上に置き、上部か
 ら電磁石を近づけると、極のどちらかに反発して、スーと動き出すのを発見した
 のである。

______

実験結果の発表後、子ども同士で実験の仕方を検討させ、もう一度調べさせればよかった、と、あとになって気づいた。
 この時、私は次のように授業を展開した。
 「実験をやったけど、どうもはっきりした結果が出ないので、先生の少し強い電磁石を使ってやってみるよ」と言って、実験装置1を出す。
 この装置が、どのくらい強いかを子どもに示すため、2班から虫ピン(フィルムケース入り、約100本)を借りて電磁石につけると、虫ピンは全て、微動だにせずくっついてしまった。
 子どもたちは「ウォー、つえぇ~!」などと叫んでいた。

発問1:

綿を底に入れた、試験管に磁石を入れます(ストンと落として見せる)。
試験管をひっくり返すと磁石はどうなりますか。

___

子どもたちから「落ちちゃう」とほぼ一斉に声がする。
私は、手の平を下にして、試験管をひっくり返した。磁石は当然、手の平へ落下していく。

発問2:

試験管をひっくり返すと、磁石は下に落ちてしまいますね。
それでは、この試験管を、電磁石の近くでひっくり返したら、磁石はどうなるかな。
(演示しながら説明)

___

「え~磁石同士くっついて落ちていくんじゃない」「落ちていく」「反発すれば落ちないんじゃない」と、考えが、つぶやきの形で出される。
 実験を行う。まず、電磁石と試験管内磁石を異極同士にしてみる。すると磁石は、あっさりと落ちていき、電磁石にぴったりくっついてしまう。
 そこで、私は「じゃあ、今度は磁石を反対にして極をかえてみるよ。」と言って、同時に実験を行う。すると、スーと落ちていった試験管内磁石が、試験管内の途中でぴたっと止まり、見事に宙に浮いているのである。

※注、試験管はまず横にする。そして、だんだん斜めにし磁石を落としてやる。

 子どもたちは、この現象を見て「うわぁ、浮いてる」「止まってる」と驚く。「ある」派の者の中には「ほら見ろ、やっぱり電磁石にも極(N極、S極)がある」と立ち上がって喜ぶ子も見られた。

指示1:

先生の実験を見て分かったことを書きなさい。  

書き終わって、手をひざの上に置いている子らから、どんなことが分かったか発表させた。全員が、電磁石にもN極、S極があることが分かったと発表された。
 この演示実験は、磁石が反発して宙に浮くという驚きを子どもに与え、はっきりと電磁石にN極、S極があることを示せる効果的な方法である。
 しかし、子どもの実験がうまく行った後、この実験を行うと子どもの反応はどうかは、実践していないので何ともいえない。来年度の授業で確かなものにしたいと考えている。

 追報告
 次年度の子どもたちは、電磁石の極を調べるのに、次の2通りの実験を考え、行った。
  ① 電磁石の極が、棒磁石のN・S極に反発するか。
  ② 電磁石の極に、方位磁針を近づけ、反応を見る。
    (尚、子どもたちの電磁石は、市販の理科セット〔ベル(電磁石)B型 日本教材製作所〕
     のものを使用しており、鉄芯はきっちり入って容易には取れない。)
 結果はそれぞれ次のようになった。
  ①’電磁石のどちらの極にも、くっついた。だから、電磁石にはN・S極はない。 
  ②’電磁石に方位磁針を近づけると、片方の極でN極、反対の極ではS極になった。だから、電磁石にはN極・S極がある。
 ①’の結果になったのは、使用した棒磁石の磁力が、子どもたちの電磁石より数段強かったせいであった(ウチダ 棒磁石〔B〕 DMー513角型)。そのため、電磁石の鉄芯を鉄、鉄として引き付けてしまったのである。
 そこで、私は、本論文で述べている演示実験を行った。
 結果、前年度同様、子どもたちに電磁石には、N・S極がある」ことをはっきりとつかませることができた。(子どもたちは、試験管内の筒型磁石が宙に浮いたのでびっくりしていた。)
 本論文の演示実験は、子どもたちの検証実験ではっきりした結論が出ない場合に行うと、有効である。
 また、時数の関係で子どもたちに早く「電磁石には、N極、S極がある」ことをつかませたい時にも、有効であろう。


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