抵抗を科学する!

~抵抗のイメージって?~

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中学校の理科の鬼門シリーズ。オームの法則です。中学生の頃から思っていたこと、それは「抵抗ってなんだよ?」と言う素朴な疑問です。「抵抗」って字を読んだままのイメージで電気を流れにくく邪魔するのかなぁ?とかそんな位の認識です。

 

 教科書では導線や回路の中を電子の粒が流れているみたいな、そんなイラストが入っていたりしますが、電子の粒の移動を邪魔する様子があまり見当たりません。たまにポールみたいなものが立ってたりします。抵抗は原子核の電荷とか原子の並び方がポイントになるようですが、結局、中学校では単なる計算問題(割り算や掛け算)として認識されているだけです。ちなみにオームの法則とは「電圧を電流で割ると抵抗の値が出てくる」ということではありません。ちょっと調べてみてください。

 

 前置きが長くなってしまいましたが、今回の授業は仮説実験授業の「電流」という授業書がベースになっています。本来こういう形で示す事は良くないのかもしれませんので、このページだけプリントのダウンロードは無しにしています。仮説社のホームページのリンクを貼っておきますのでそちらで購入してください。

 教科書には抵抗のことをどれぐらい書いてあるでしょうか?特に学習指導要領でも電圧と電流の関係を見出す位の記述しかありません。そんな教えにくい「抵抗」の概念を獲得するための授業です。

 若かりし頃、かなりの勢いがあったようで、実際に5メートル、10メートル、20メートルの導線で、このプリントと同じような回路を作っています。教室では入りきらないので、特別教室や廊下を使ったりして制作しました。ちなみに1回作ってしまえば、きっと定年退職まで使えるようなそんな代物です。是非一度、無理して作ってみてください。

 作り方は廊下に画用紙を並べてテープで貼ります。その台紙の上に決められた長さの導線を置いて、セロテープなどで固定していく感じです。電池とか電球の接続の部分が使いやすいものになっているといいですね。工夫しましょう。そして全部貼り終わったら、海苔巻きのようにクルクル巻き取って準備完了です。

 

 導線の準備として必要なものは、長さの違いだけではなく、太さも関係しますので、理科の消耗品カタログを見ながら、形の違う銅線、そして鉄の針金や真鍮線、ピアノ線などホームセンターなどで手に入れてきてください。最近はネット通販が便利ですので、必要なワードを入力して検索してみるといいと思います。

 

 授業の形態はぜひ仮説実験授業のスタイルをとって欲しいと思います。たまにはありです。課題提示→予想→説明→再検討→結果発表→考察 私の普段の授業もこのように科学的な思考を育成する授業スタイルであって欲しいものです・・・。ちなみに普通教室だと実験装置が長すぎるので、あっという間に壁から壁についてしまいます。斜めに使うとギリギリですが、どこか特別な教室で5mとか10mの長さを体験しながら授業をしてほしいと思います。

 

 実際に10m先の豆電球にほんのかすかな光が灯っている、そんな状態が見られたりします。教室の明かりを消して、真っ暗闇にしたらようやく見えるぐらいの時もあります。より一層ダイナミックさ光の貴重性を演出するため、やはり暗幕がある実験室や視聴覚室で授業をしてほしいと思います。

 

 この授業を通じて抵抗の値は 長さに比例し、断面積に反比例する というところまで実感することができれはOKだと思います。完全な理解には至らないにしても、抵抗とは「電気の流れにくさを表す数値であって、長さや太さ、金属の種類によっても性質が違う」ことがわかってくれると嬉しいです。クラスが一体となってディベートとかできちゃうと最高かもしれません。

 ここまで詳しくやる必要はないと思いますか、この授業のあとは、なんとなく抵抗について抵抗がなくなったそんな生徒たちになると理想的ですね。

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