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》10時間目



《燃焼》の授業は,今日から第2部のスタート。
第1部では「金属の燃焼」を取り扱ってきた。
金属原子と空気中の酸素分子が結びついて(重くなり),新しい分子を構成する。
派手な実験とあわせて,そのイメージを分子模型を駆使して生き生きと頭に描いてきた。

第2部のタイトルはついていない。双書の解説を読むと・・・

第2部の表題は49ページまでの授業が終わった後で,子どもたちと一緒に
つけてください。「ふつうの燃料の燃焼」「炭素や水素の燃焼」など,
いろいろな表題が出てくると思いますが,どれでもよいのです。
第2部で扱うのは,私たちが日常生活の中でふつうに経験する「燃焼」ですが,
それらのほとんどは「炭素や水素の原子が酸素の原子と激しく結びつき合うこと」
だということが分かればよいのです。


第1部の始まりは「鉄の燃焼」で,その意外な結果に驚いたことが,
第1部を進めていく上でのキーポイントになった。
第2部についても同じような構成があるので,第1部との対比の上で考えて
いけるよう,前時までにやってきたイメージを確認してから授業を始めた☆


20070613065855.jpg

これが第1部の復習。といっても目新しいことは何もしていない。
これまでと同じように質問に対して元気に手を挙げて発表してくれるので,
それに合わせてペタペタとカードや分子模型を貼り付けていく。

「今日から第2部なんやけど,第1部に扱ったものすべてを合わせて何という?」
「金属!」
「そう。でも今日はまず,こんなものの燃焼を扱います」


といって割り箸を取り出す。

「割り箸!」
「いや,それはそうなんやけど,材質は?」
「木!」
「そう。木の燃焼。木がよく燃えることは知ってるだろうけど,
 燃えた後の重さは,いったいどうなってるんだろうか?」


ここまでしゃべってから授業書を配る。
割り箸をポキポキと折りながら,上皿天秤のステンレス皿の上に
井げた状に組んでいく。キャンプファイヤーの組み方だ。
そして,2膳分ほど組んだところでもう一方の皿に分銅をのせ,
つり合わせておく。

「今からこの木を燃やします。燃えた後の重さは・・・どうなるんだろう?
 《もし原》で知っての通り,木は生物だから炭素原子がいっぱい含まれてます。
 目に見えない分子の動きを想像しながらよく見てて!」
「ゴトセン,木の分子ってどんなん?」
「いや~。見せてあげたい気持ちはやまやまなんだけど・・・今日はやめとく!」
「うわ! ケチ~!!」


授業の直前までずいぶん迷ったんだけど,セルロースの分子模型を出すのはやめた。
前に授業をしたときには,この時点でセルロースの分子模型の絵を見せた
ように覚えているんだけど,今回は「まずは見た目の直観や経験を出しあう
のもいいんじゃないか」と思ったわけです。

この問題の次に「木炭づくり」がある。そこで,木からいろんな液体や気体が出て,
最後に炭素ばかりの炭が残る。それを見ながら,どんなものが木から出て行ってるのか,
それはどんな原子・分子なのか・・・?
これを,各自の中にあるイメージを駆使して想像するのもいいと思ったから。
最初から分子模型を与えたら,確かに予想を立てる際に根拠のよりどころ
となるだろうとは思う。
でもまずは,「空想する」ことに重きを置きたい。じれったいかもしれないけど。
こんなことを意識しながら,今回の授業を進めている。

※でも,「炭素原子が含まれている」ことと「原子・分子を想像しながら」
 なんて言葉を添えたけど・・・これはイメージの押しつけにはならないだろうf(^ー^;


20070613070101.jpg

燃やす作業は,ステンレス皿を三脚の上に置き直し,バーナーで直接あぶる。
すぐに火がついて炎が立ちます。

20070613071502.jpg

木が燃え切ったあとの様子。ステンレス皿ごとペンチで挟んで持って,
席をずっと見せてまわる。「分かった!」などとつぶやく子も多数。
さて,予想を聞くのが楽しみ♪


20070613071623.jpg

〔ア:燃えた後は重くなる〕
木が燃えてできた二酸化炭素がくっついて重くなっていると思う。

〔イ:重さは変わらない〕
木は燃えた後に細くなってるけど,それは燃えて圧縮されただけかもしれない。
だとしたら,重さは変わっていないんだと思う。

〔ウ:燃えた後は軽くなる〕
えっとですね~♪ 木は燃えた後は,小さく細くなって炭になりました!
これは,木からいろんな物がなくなったということで,軽くなるのです!

木が燃えたら,木には炭素がたくさん含まれているだろ?
それが空気中の酸素とくっついて二酸化炭素になって,それが空気中に出て行くから。

木は炭素が多い。ということは,燃えて二酸化炭素になる!


一通り理由を聞き終わったとたん,ウの予想に対してするどく突っ込みが入る。

あのな。「軽くなる」って子に言うけど,第1部でやったときやって,
最初は「燃えたら軽くなるだろ」と重いながら,でも結果は全部,
酸素がくっついて重くなっただろ? それを忘れたん!?

ほれは分かっとるよ。でも,木は細くなって小さくなっとるでえ。

いや,それ言うんだったら,マグネシウムやって見た目ボロボロになったけど,
重さはきちんと重くなっとったでえ!

ほれでも,銅と木はちがうの!

いや~・・・? 灰になったとしても,重さは一緒かもしれんよ?


予想分布の数からしても,討論の際の勢いからしても,どことなくアの
意見が優勢な感じである。
しかし,〔ウ:軽くなる〕に予想変更する子の方が多かった。
アの子たち,「なんで? 知らんじょ~!」と鼻息が荒いf(^ー^;

さて,実験・・・・・
20070614001449.jpg

一瞬,子どもたちの動きが止まる。そして「え?」「ん!?」の声。
キョトンとしているので,もう一度天秤をつり合う位置に手で支え,再び離す・・・
何度やっても,結果は同じ。燃えた方が明らかに軽いのだ\(^O^)/

「よっしゃ~!」の歓声と,「なぁんでぇ~~~!!」の悲鳴。
なかなか視聴率の高い実験だった(^^)v この瞬間がオモシロい。

この第2部とっぱちの問題は,むしろ「第1部を経験したからこそ」間違える・・・
とも考えられる。
それが証拠に,第1部最初のスチールウールを燃やす実験では,
大多数の子が「軽くなる」と予想して見事に外れている。
そこから数々の実験を通し,目には見えないが空気中の酸素分子が金属原子と
結合し合い,その結果重くなってきたことのイメージを焼き付けてきた。
「当然,木だって実は重くなってるんだ」と考えてもおかしくない。
しかし,木の場合は明らかに軽くなったのだ!

20070614002029.jpg

どれぐらい軽くなったのか,分銅で確かめてみる。
やはり,50分の1ぐらいになってしまってるのかな?
かなり軽くなっている。

さて,ここでの疑問が,この第2部全体を貫くテーマと関わってくる。
次の時間は,今日の日の衝撃を思い起こしながら作業をすることにしよう!
  1. 2007/06/11(月) 13:45:59|
  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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