仮説つれづれ日記

今年は学校を変わり5年生担任です。仮説実験授業は《花と実》でスタートしました☆

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《燃焼》3時間目



3日連続の《燃焼》。
昨日は,「燃えた後に軽くなった鉄」にほとんどの子が予想を裏切られ,
大いに湧いたものでした(~v~)

さて今日は【問題2】。
「集気瓶の中を酸素でいっぱいにして鉄を燃やすと,明るい光を出してよく燃える。
 燃えたスチールウールをてんびんに乗せたら,燃える前と比べて重さはどうなっているか?」

というものだ☆


20070527153002.jpg

まずは復習から。
「燃えるというのは,燃えた後にどうなることだった?」という部分を質問して発表してもらいます。
まだこの時点では「ボロボロになること」「黒くなること」と答える子がけっこういます。
間違いとはいえないけど,『別の物質に変わる』という点を強調しておきます。


20070527153146.jpg

続いて前時の問題の復習。たった二人で正解した子が嬉しそうに手を上げてくれました。

さて,いよいよ今日の問題の説明にうつるわけですが,双書の解説を読むと・・・

【問題2】は,空気中で燃やすよりも,純粋な酸素の気体の中で燃やして,
イメージを単純にしようとして入れた問題です。酸素の分子しかないところで
燃えても重さが増えるわけですから,鉄の原子にくっついたのは酸素の原子であろう,
という推測を容易にしようというわけです。
単に「酸素の中ではよく燃える」というデモンストレーションのための問題ではありません。


と書いてあります。
つまり,「条件をさらにせまく統制してるんだ」ということを印象づける必要があります。できれば,
「どういう風に統制されたのか」ということは,気体の分子が飛び交っているイメージでもってつかませたい。
また,「デモンストレーションではない」とあるけれど,実際に酸素の中での燃焼の激しさを
見た上で考えなけりゃイメージがわかないでしょう。
そのあたりを考えながら問題の説明と実験を考えてみました。


20070527155339.jpg

まずは目の前で水上置換で酸素を集めます。
ここは目に見えるワケじゃないけど,「集気瓶の中にあるのは気体の酸素だけだ」
ということを強く印象づけたいから。前もって準備しておくのはやめました。手が塗れるのでタオルが必要です。

「鉄は明るい光を出して激しく燃えます」という文を読んでもらった後に,まずやってみます(第1回目)。
火をつけたスチールウールに息を吹きかけて燃焼状態を維持しながら,集気瓶の中に入れる。
けっこう手間のかかる作業です。

「うわ!」「花火みたい♪」


20070527155817.jpg

激しく燃えた後のスチールウール。黒く小さく固まっています。
「さて,これって燃やす前より重くなっていると思う?」
黒板に図を描いて分子模型を貼りながら,今日の問題の説明をしていきます。

前回は普通に空気の中で燃やしたけど,今回は周りに酸素しかないところで燃やした。
だから燃え方が激しかったんだけど,さて,重さは前回と同じようになっているか?
それとも,条件が変わったので前回とは違う結果が出るだろうか??
もう一度やってみるから,この点を意識しながらよく見ていて!


再び同じように針金でグルグル巻きにしたスチールウールを取り出し,
今度はてんびんの上にのせてもう一方には分銅を乗せてつり合わせておきます。
その後,スチールウールをさっきと同じように集気瓶の中で燃やします(第2回目)。
燃え方は「激しい」というよりも『現象が加速された』って感じ。
燃え尽きたスチールウールを出しててんびんの上にのせるフリをします・・・

こんな感じで説明しました。
最後にふっとのせるマネをしたとき,子どもたちは一斉にしゃべり出します♪
我ながら,子どもたちのノーミソがうまく動くように説明できたかな?(^^)v


20070527160840.jpg

※選択肢の絵の描き方をちょっとミスってしまったな・・・f(^ー^;

〔ア:燃やした方が下がる〕
とにかくね,燃やしたら重くなるの!

前の実験がそうだったから,今度も引き続き同じようになると思う。

前もそうだったけど,燃やして重くなるというのは,水分のような何かが鉄の中に入ると思うんよ。

それは二酸化炭素とちゃうかな~と思う。ほなけん,ア。

〔イ:燃やした方が軽くなる〕
普通,空気中はいろんな物質があって,その中で燃えたから何かが入って重くなった。
でも今回は酸素ばっかりの中やけん,何も入らんと思う。

〔ウ:重さは変わらない〕
空気中ではゆっくり燃えたから,少しずつ何かが加わって重くなったと思うんよ。
でも今のは一気に激しく燃えただろ? ほなけん,何もくっつくヒマがなかったと思う。


反論も飛び出します。

ウに反論やけど,燃やしたんだから「何も変化がない」というのは考えられない。
燃えた後のものは“別のもの”に変わっとるんぞ? 重さだって「軽くなるか・重くなるか」のはず!

いや,世の中にはそういうこともあるはずよ!(笑)



今回は意見を出してくれる子が極端に増えました☆
前回の実験で大方の子が予想を覆され,その結果ノーミソが一気に動き出したような感じです。
そういう意味でも,やはり【問題1】は授業書全体の中でもキーポーイントになるものだと思います。

また,「重くなったというからには,何かが加わったはず」という考えに改めてすごいなと思います。
原理的に考えれば当然とも言えるけど,燃焼という現象はどうも神秘的にとらえられる傾向が強い気が・・・。
こういう意見があって,そして実験結果からして,「酸素がくっつくんだ」という考えを
容易に理解できるはずだと思うのです。
ただ,それを納得して受け入れられるのは,もうちょっと先になるのかもしれませんが・・・。


20070527162423.jpg

実験の瞬間。緊張が走ります!
一瞬グラグラッとしたけど,これまたはっきりと燃やしたスチールウールの方が下がりました。

「そろそろ分かってきたかも知れんけど・・・」
と言って次の授業書を配ります。お話を読んだ後に分子模型で説明。


20070527163044.jpg

※あぁ~,酸化鉄の模型が崩れてしまった☆=>=>=>(+_+。)

授業書の図で見るより,やはり分子模型の方が迫力があります。
質感を伴った模型を見ることで,よりイメージが鮮明になることでしょう。
「ゴトセン,それも作るん?♪」
「いや,これは無理じゃろ・・・(^_^;)」



前の日の日記にも「何で燃えたら重くなったんだろう?」と書いてきた子がいたけど,
そのあたりの疑問は今日で解消されたかな?
疑問が解消されて,原子・分子のイメージで積極的に問いかけていけるようになるのは,
もう少し先の話だろうけど。
次の授業は週が明けて火曜日か水曜日の予定☆
  1. 2007/05/25(金) 10:35:31|
  2. 燃焼2007
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徳島で小学校教員をしています。

後藤浩之

Author:後藤浩之
小学校教員になって15年目。
仮説実験授業を始めて14年目です。
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