本時の目標 |
準 備
| 生 徒 | 教 師 |
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授業の流れ
（１） 本時の授業内容の紹介 （１分）
前半オシロスコープで音の三要素を学習してから、後半ストローの笛で遊びます。時間にゆとりがあるクラスは、ストローの笛で遊んでから、ストローの音をオシロスコープで観ながら音の三要素を学習します。
以下は、複数のクラスを実践をつないだものです。
（２） ストローの笛づくり （15分）
これは外せない実験です。自分でつくった笛が鳴ることは、文句なしに嬉しい体験です。リードがぶるぶる振動して、唇がびりびりする感覚も体験させるべきです。ストローの笛づくりは、音の三要素（高さ、大きさ、音色）を学習すために最適な教材の１つなので、是非試してください。教科書には弦１本を使った実験が紹介されていますが、それより多くの工夫・発見・考察をすることができます。なお、笛づくりの方法を含む記録が別ページ『実験13 ストーローの笛 １年（2002年）』にありますので、合わせてご覧ください。2000年度はより生き生きと記録されていますが、本年度も授業実践は負けていません。ほとんどの全員の生徒がストローを持参していました。
上：笛を示した板書
ストローの笛のまとめ方： 音の高さの場合
ストローの笛から、音の三要素を全てまとめることができますが、ここでは音の高さ（音程、ドレミファ）の例を示します。下図左上を見てください。笛の長さは波長、すなわち、音の高さを決めることを示しています。長い＝低音、短い＝高音になります。その下の表は、可聴音（周波数20�Y～20000�Y）を中心に超低周波と超音波をまとめています。生徒の発言を取り入れながら進めても、５分あれば十分でしょう。
上：ストローの笛から音の高さをまとめた板書（クリックすると拡大）ストローが長い＝振動数（周波数）が少ない＝低音、とまとめても良いでしょう。
note：ストローの笛（開管）の音の高さは、管楽器と同じように決まります。リードは振動体、ストロー本体は共鳴体です。共鳴体の中における基本振動の長さは、ストローを短くすれは短くなります（振動数が増えて高音になる）。興味がある人は、実践ビジュアル教科書『中学理科の物理学』p.77の『ストローの笛（空気柱：開管）の原理』をご覧ください。
（３） 音の三要素
学習プリントに印刷しておいた音の三要素の表を完成させました。以下に板書案、実際の板書、Ｂさんの学習プリントを掲載しましたので、参考にしてください。また、別ページ『実験11 いろいろな音 １年（2002年）』にも音の三要素をまとめた表があります。
音の三要素の板書案
実際の授業は、計画（板書案）通りに書きません。生徒の発言を活かし、より印象的な言葉や順序でまとめていきます。生徒の心に焼きつけるようにします。さもなければ、教科書や資料集で十分です。間違いを怖れることなく、色鮮やかな授業をするように心掛けてください。
音の三要素
（実際の音）高 さ
（音階、音程）
（ドレミファ・・・）大きさ 音 色
（音源や楽器がもつ特色）
オシロスコープ 波の形 ・１つの波の幅 ・１つの波の高さ ・波のぎざぎざ
（特徴的な形）名 称 ・振動数、周波数
（１秒間の波の数）・振 幅 ・な し 単 位 ・Hz（回／秒） ・ｄＢ（デシベル）
・ホン・な し 備 考 ・音が高くなる＝
振動数が増える音が大きくなる＝
振幅が大きくなる・好きな人の声はすぐ判る
・おんさは音色がない・物体は固有振動数をもつ ・固有な大きさはない ・音源には固有な音色がある Ｂさんの学習プリント
プリント左側に、音の三要素の表があります。もっとも時間を使ったのは、最下段のオシロスコープの波形です。
※右上のＡＡは、ストローを持参したＡ、ストローの笛を10秒間鳴らしたＡです。
上：Ｂさんのクラスの板書
上：Ｃ組の板書
上：Ｄ組の板書
（４） オシロスコープによる音波の観察
オシロスコープにマイクをつなぎ、クラスの人気者に出てきてもらいます。歌をうたってもよし、面白い声を出してもよし、オシロスコープに映し出される音の波形を楽しんでください。もちろん、（３）で学習した音の三要素を確認することが目的なので、大きな声と小さな声、高い声と低い声、人間離れした声を確かめてください。
（４）の最後に音叉の波形を観測しましょう。正弦波、音色のない振動を観察することができます。叩いた直後は大きな振幅（音）ですが、だんだん小さな振幅（音）になることが確認できます。
（５）音叉の共鳴実験
音叉の正弦波を確認したら、２つの音叉で共鳴実験を行います。実験方法はどの教科書にも掲載されているでしょう。実践ビジュアル教科書『中学理科の物理学』はp.78～p.79に『音叉の共鳴』として詳しい実験手順と結果、しくみをまとめています。
（６） ドップラー効果
ドップラー効果を簡単に確かめる実験として、アラーム付きの時計を鳴らし、それを長さ１mほどの糸に結んで回転させる方法があります。今回は、Ｆ１レースの物真似をしてくれる生徒に頼みました。それより面白かったのは、サイレンを鳴らしながら猛スピードで駆け抜ける緊急自動車を実演してくれた男子生徒です。大声を上げて教室を駆け抜けてくれました。ドップラー効果は確認できませんでしたが、何度も挑戦する姿にドップラー効果に対する愛情が湧いてきました。生の授業の醍醐味です。
上：大声を上げながら駆け抜けるＥ君
誰もが予想しない展開に、クラス中がびっくり仰天でした。この時は思いつきませんでしたが、「もっと速ければ、あああああああ（通過前）、あーーーーーーん（通過後）、となります」と私が追加実演すればよかったなあ。
（７） 本時の考察
上：Ｆくんの学習プリント