このページは、Mr.Taka 中学校理科の授業記録 1年(2012年度)です

第51時
実験3 光の屈折

     2012 11 1(木)、2(金)
     理科室

はじめに
 当初の目標は、光の屈折を『光速は媒体によって変わること』から説明させること、でした。初めの15分で『光の屈折』を正しく図示できるようにして、次の25分で生徒による『検証実験』を行わせ、最後の10分で最終目標:光の屈折を『光速は媒体によって変わること』から説明させる、を達成するはずでした。

 しかし、初めの『光の屈折』を図示させる場面で大量の時間を使い、目標が達成できませんでした。原因は3つ。1つめは私が欲張ったこと、2つめは検証実験にしたこと、3つめはレーザーポインターを使わなかったことです。これらの問題を解決する方法は次の通りだと思います。

 初めにレーザーポインターを使った生徒実験を行い、その結果を図示する方法です。この事実に気づいたのは、光の分野が終了してからです。この授業に限らず、光の分野はすべて同様の授業展開が好ましいと思います。また、本時の内容は、生徒にとって初めてことばかりなので、当然のように無理でした。教科書レベルの内容でも1時間必要でした。単純な理由です。もちろん、もう1時間あれば楽々達成できるでしょう。

 レーザーポインターではなく光源装置を使ったことも失敗の原因です。屈折という現象を確認することはできますが、入射角と屈折角を測定することができないので、つまらないのです。レーザーポインターなら、固定したガラスに入射させる光の角度を自在に変えることができるので、楽しくなります。実験方法は難しくなりますが、難しさを乗り越えて何かを発見する=楽しい、の構図を使うべきでした。

 なお、本ページより別ページ『実験4 光の屈折1年(2002年』の方が良くまとまっているので、ご覧ください。


本時の目標
・光が屈折する現象を、正しく図示する
・透明なプラスチックに光を出入りさせ、屈折を確認する

準 備
生 徒 教 師
  • 教科書
  • 理科便覧
  • 定 規
  • 本日の学習プリント (1/人)
  • 光の実験用 プラスチック(ガラス)
  • 光の実験用 光源装置

授業の流れ
(1) 本時の授業内容の紹介 (1分)

(2) 光の屈折     (25分)
 光は、違う物質(媒体)に入るときに屈折します。詳しい原因はわからなくても、感覚的に光が曲がることは納得できます。私の作戦はこの感覚を利用して『光の屈折』をまとめ、それを検証実験させ、最後に正しい理論で説明させることです。


上:A組の板書

指導のポイント
1:光は、真空および透明な物質の中を進むことができる
2:光は、途中で曲がらない(光の直進性)
3:透明な物質の例として、空気がある
4:真空中より空気中、空気中よりガラス中、の方が通りにくい
5:光は、通りやすさが変わる時に屈折する
 (ただし、垂直に入る時は屈折しない
6:空気中→ガラス中ガラス中→空気中は、逆になる
7:入射角や屈折角を調べる時は、その基準となる法線を書く


上:A組でのまとめ


上:B組の板書
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上:C組の板書


上:D君の学習プリント
 → 入射角と屈折角は、これから書きます!

ガラス中を進む光の名前が変わることを理解させる方法
 ガラス中を進む光の名前は、屈折光から入射光に変わります。それを簡単に理解させる方法は、光がどこに入るか考えさることです。すなわち、空気中からガラス中へ入った光は屈折するので屈折光、ガラス中から空気中へ入ろうとする光は入射光、です。屈折することに注目するのではなく、入射すること着目さえるのです。また、空気を1つの透明体として認識させることも重要です。光は真空中で30万km/秒の速さですが、空気中では遅くなります。

(3) 生徒実験:光の屈折(10分)
 光源装置を使いました。初めの装置なので、操作方法を教えるのに時間を使いました。スリットの数は1本と3本(写真下)が選べます。

 写真右を見てください。光の屈折を確認するために、ガラスを動かします。屈折は確認できても、生徒はピンときません。ガラスが歪んでいるように感じるからです。

 スムーズに理解するためにガラスを固定し、光の入射角を変化させるすべきだと思いました。つまり、この光源装置は、単純なガラス体を使った『光の屈折』を調べることに不向きです。私の反省点です。

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(4) 片付け、考察(5分)
 実験装置を片付けさせ、自由に考察させます。


上:Fさんの学習プリント
 ※右ページ『光が屈折する原理』を説明させるために用意した図は使いませんでした。


授業を終えて
 今日は反省点が多い授業になってしまいました。別ページ『実験4 光の屈折1年(2002年』をご覧ください。

実践ビジュアル教科書『中学理科の物理学
第5章 目で見る 光   直進する光 p.88
 反射の法則  p.89
 屈折する光  p.90
 光の屈折を光の速さで説明する  p.91

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実験2 光の直進性と反射の法則

→ 第52時
実験4 光の直進 → 屈折 → 全反射

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