HomeMr.Taka による中学校理科の授業記録化学分野

  化 学

はじめに
 「先生、何か面白い実験やってよ。爆発実験!」という声が聞こえてきます。理科といえば化学、という固定観念ができるくらい化学変化の実験は印象深いものです。とくに、ガスバーナーや火を使う実験はわくわくします。しかし、化学分野を見渡すと、単純に説明できない実験や現象がたくさんあります。

 例えば、アンモニアの噴水実験(図1)は、アンモニアの水に溶けやすい性質を利用しています。その説明はいくつかの段階に分けられますが、授業現場ですべてを理解させることは無理です。「アンモニアが水に溶けてフラスコ内の圧力が下がったから噴水ができたんだ!」を理解させるまでに(みなさんは理解できていますか?)、少なくとも5分必要です。その内容は化学ではなく、物理です。

 しかし、生徒はそれで満足しますし、私もそれで十分だと思います。自然現象の全てを理解することは不可能ですから、今もっているイメージする力を1歩でも進めることができれば十分でしょう。その説明を先生ではなく、生徒ができるようになれば完璧です。

 実験の面白さは、不思議さを感じたり自分の無知を理解したりすることから始まります。高校でも化学を勉強したと思うような知的好奇心を育てる実験を展開してください。


図1 アンモニアの噴水実験

目 次
 化学分野は次の3つの方法で分類・整理されています。

1 Taka先生のカリキュラム案
・ 先生は必読、中学3年間のカリキュラム
・ 実践の繰り返しによる現実的&理想に近い案

2 学年・年度別の授業記録
・ 学習指導要領にもとづいて行った2つの中学校における記録
・ 年間を通した学習の進め方がわかる

3 項目別(毎時間の記録)
・ 学習内容によって分類・整理
・ 何かを調べたい時に使える

1 Taka先生のカリキュラム案
 次の5つの単元に分けて構成しました。それぞれの単元はいくつかの章、節に細分されていますので、各学校の実態に応じて、章単位で分離・追加することをお薦めします。

表1 中学3年間の化学分野 指導カリキュラム順序

単元1(11時間)
状態変化

単元2(8時間)
水溶液

単元3(14時間)
化学変化

単元4(8時間)
物質と化学式

単元5(14時間)
電気分解・イオン・中和

第1章
第2章
第3章

第1章
第2章
第3章

第1章
第2章
第3章

第1章
第2章
第3章

第1章
第2章
第3章

2005年3月中旬
Mr.Taka

Mr.Takaは、物質や物体の変化を3つに分類しました
1 状態変化(物質の相転移、固体・液体・気体)。
2 化学変化(ある物質が他の物質に変化すること)
3 物理変化(物体の変形(弾性)など
物理学の範囲)


2 学年・年度別の授業記録

 2つの中学校における実践です。A校(1999-2004年度)、B校(2012年度、2016〜2018年度)、合計199ページです。いずれも、学習指導要領のしばりや同学年の先生と歩調を合わせるために理想的カリキュラムで行うことはできていせんが、初めから順に読み進めることで、年間を通してさまざまな出来事(定期テスト、学校行事、気象現象など)を前向きに解決していく様子がわかります。

学 年
 年度 単元名
 (主な内容)
3 年 2018年 イオン
 
(イオンの構造、電気分解、イオン化傾向、化学電池、酸とアルカリ、中和反応)
2004年 物質と化学変化の応用
 (物質と化学反応の利用)

2001年 化学変化とイオン
 
(電気分解とイオン、酸・アルカリ・塩)
2 年 2017年 原子・化学変化
 (原子、周期表、化学反応式、定比例の法則、質量保存の法則、熱の出入り)
2003年 化学変化と原子、分子
 (物質の成り立ち、化学変化と物質の質量)
2000年 化学変化と原子、分子
 (化学変化、原子と分子) 
1 年 2016年 化 学
 (燃焼有機物、プラスチック、金属、密度、気体(分子)、状態変化水溶液)
2012年 化 学

 (固体の密度、有機物、金属、気体、状態変化、水溶液、濃度)
2002年 物質の性質

 (物質のすがた、水溶液)
1999年 身の回りの物質とその変化
 (水溶液、物質の状態変化、気体の発生)

3 毎時間の授業のページ
・ taka先生のカリキュラム案(2005年5月)に準じて配置
・ 1997〜2004、2012、2016〜2018年度の授業実践記録199ページにリンク
単元1 状態変化 (分子の3つの状態をイメージする→ 1年生には厳しい)

基本操作

実習5 マッチ、ガスバーナー (1年)2012年
基本操作 マッチ、ガスバーナー(1年)2002年
基本操作 マッチ・ガスバーナー(1年)1999年
実習1 マッチ、ガスバーナー(1年)2016年(new photo)

状態変化

実験15 沸騰した水の泡を集めよう (1年)2012年
実験7 水の状態変化(1年)2002年
実験12 沸騰した水の泡を集めよう(1年)2016年(状態変化導入)
実習14 物質の状態変化 (1年)2012年
状態変化(1年)1999年
実験17 パラフィンを加熱、冷却する (1年)2012年
実験13 パラフィンを加熱、冷却する(1年)2016年

融点・凝固点
沸点

実験18 パルミチン酸の融点、凝固点(1年)2012年
実験8 パルミチン酸の融点・凝固点(1年)2002年
実験15 パルミチン酸の融点・凝固点(1年)2016年
実験7 融点・凝固点(1年)1999年
実験16 エタノールの沸点(1年)2012年
実験9 エタノールの沸点(1年)2002年
実験14 エタノールの沸点(1年)2016年

蒸 留

実験16 エタノール水溶液の分留(1年)2016年
実験19 いろいろな酒を蒸留しよう
 (1年)2012年
実験8 蒸 留(1年)1999年
実験10 みりん、ワインの蒸留(1年)2002年
いろいろな蒸留実験(1年)1999年
実験17 いろいろな酒を蒸留しよう(new photo(1年)2016年

気体の性質

実験11 二酸化炭素をつくって調べよう (1年)2012年
実験4 いろいろな気体 <二酸化炭素>(1年)1999年
実験9 二酸化炭素をつくって調べよう(1年)2016年
質量保存の法則の続き(2年)2003年
実験10 酸素をつくって調べよう (1年)2012年
酸素を調べる(1年)1999年
実験8 酸素をつくって調べよう(1年)2016年
実験4 二酸化炭素、酸素の性質(1年)2002年
実験12 水素をつくって調べよう (1年)2012年
実験5 水素の爆発(1年)2002年
実験10 水素をつくって調べよう(1年)2016年
実験10 水の電気分解(2年)2000年
実験13 アンモニアの噴水 (1年)2012年
実験6 アンモニアの噴水(1年)2002年
アンモニアの噴水(1年)1999年
実験11 アンモニアの噴水(1年)2016年

液体窒素

演示実験 液体窒素(1年)2002年
実験5 液体窒素による状態変化(1年)1999年
演示実験 液体窒素による状態変化(1年)2016年

単元2 水溶液

導 入

実験20 こげた砂糖の拡散(水溶液)(1年)2012年
実験19 こげた砂糖の拡散(水溶液)(1年)2016年
実験1 5つの水溶液(1年)1999年
実験1 5つの水溶液2(1年)1999年
実験2 水酸化カルシウム・炭酸カルシウム(1年)1999年

質量パーセント濃度

実習21 水溶液の濃度 (1年)2012年
実習20 水溶液の濃度(1年)2016年
質量パーセント濃度(1年)1999年

溶解度

実験22 最高に濃い食塩水をつくろう (1年)2012年
実習21 飽和水溶液(1年)2016年
実験3 溶解度を測る(1年)1999年
溶解度2(1年)1999年
実習23 溶解度曲線 (1年)2012年
実験14 ミョウバンの溶解度(1年)2002年
溶解度3(ミョウバンの溶解度曲線)(1年)1999年
実習22 溶解度曲線(1年)2016年

再結晶

観察22' 再結晶した食塩 (1年)2012年 濃度と溶解度の復習
溶解度4(再結晶)(1年)1999年
実験15 飽和水溶液と再結晶(1年)2002年
単元3 化学変化

化合(硫化)

実験1 鉄と硫黄の化合(硫化)(2年)2003年
実験7 鉄と硫黄の化合(2年)2000年
実験5 鉄と硫黄の化合(2年)2017年
実験2 銅と硫黄の化合(硫化)(2年)2003年
 
参考松田先生から紹介して頂いた鉄と硫黄の化合
実験13 銅と硫黄の化合(2年)2017年

化合(酸化)
定比例の法則

実験3 を熱する(酸化)(2年)2003年
実験1 スチールウールを燃やす(2年)2000年
実験8 鉄を空気中で加熱する(2年)2017年
実験4 の酸化(2年)2003年
実験10 Cuの酸化(2年)2017年
実験13 銅と酸素が化合する割り合い(2年)2000年
実習11 定比例の法則(2年)2017年
実験5 マグネシウムの酸化(2年)2003年
実験2 マグネシウムの燃焼(2年)2000年
実験9 Mgの酸化(2年)2017年
実験5 水素の爆発(1年)2002年
実験6 使い捨てカイロ(2年)2003年
実験4 使い捨てカイロ(2年)2003年

分解(還元)

実験8 酸化銀の分解(還元)(2年)2003年
実験3 酸化銀の分解(還元)(2年)2000年
実験14 酸化銀を加熱する(2年)2017年
実験9 酸化銅の還元(2年)2003年
実験5 酸化銅の還元(2年)2000年
実験12 酸化銅の還元(2年)2017年

発展学習

化学変化(化合)のまとめ(2年)2003年
いろいろな酸化(3年)2004年 
いろいろな還元(3年)2004年 
実習7 化学反応式のつくり方(2年)2017年

熱分解
(有機物)
(プラスチック)

実験6 いろいろな物質を加熱する (1年)2012年
実験1 いろいろなものを熱する(1年)2002年
実験2 いろいろなものを加熱しよう(1年)2016年(new photo)
実験7 有機物の燃焼(7種類のプラスチック (1年)2012年
実験4 プラスチック(1年)2016年
実験2 有機物を熱する(1年)2002年
実験3 有機物の燃焼(1年)2016年(new photo)
実習17 有機物の燃焼(2年)2017年
実験6 炭水化物の燃焼(2年)2000年
実験3 炭酸水素ナトリウムを熱する(1年)2002年
実験8 炭酸水素ナトリウムの分解(2年)2000年
実験15 炭酸水素ナトリウムを加熱する(2年)2017年

カルメ焼き

実験12 べっこう飴(2年)2003年
実験13 かるめ焼き(2年)2003年
実験9 アメ・カルメ焼き(2年)2000年
実験22 カルメ焼き、炎色反応(2年)2017年
これまでのまとめ(2年)2000年

単元4 物質と化学式

原子周期表

原子周期表、原子と分子(2年)2003年
参考資料:
元素と原子の違い
実習2 元素周期表、希ガス・金属(2年)2017年
元素の周期表(2年)2000年
分子と原子(2年)2000年
チョークはどこまで小さくなるか、純物質(単体•化合物)(2年)2017年
原子の大きさ(2年)2003年

単体と化合物

原子を組み合わせていろいろな物質を作ろう(2年)2003年
単体と化合物(2年)2003年
実習3 いろいろな物質をつくろう(化合物のつくり方)(2年)2017年
実習4 いろいろな物質をつくろう(2年)2017年
実験8 金属(メタル)(1年)2012年 (単体、純物質)
実験5 金属(メタル)(1年)2016年
実習6 分子、 おもな分子の分類(単体•化合物)(2年)2017年
復習6-1 物質の分類(混合物•純物質)(2年)2017年

化学反応式

化学反応式『化学変化(化合)のまとめ』(2年)2003年
いろいろな酸化(3年)2004年
いろいろな還元(3年)2004年
実験10 水の電気分解(2年)2003年
実験10 水の電気分解(2年)2000年
実験16 水の電気分解(2年)2017年
化学反応式1(2年)2000年
化学反応式2(2年)2000年

質量保存の法則
熱の出入り

実験7 質量保存の法則(アンモニアの生成)(2年)2003年
質量保存の法則2(二酸化炭素の生成、硫酸バリウムの沈澱)(2年)2003年
実験18 質量保存の法則(二酸化炭素の生成)(2年)2017年
実験12 質量保存の法則(2年)2000年
実験13 硫酸と水酸化バリウムの中和(2年)2000年
実習19 化学変化は、必ず熱が出入りする(2年)2017年
実験20 吸熱反応(2年)2017年
これまでの点検・補強(2年)2017年
問題集を使った学習(2年)2017年
化学実験アラカルト(2年)2017年

物質の性質
(炎色反応)

実験2 炎色反応(1年)1999年

物質の性質
(密 度)

実験1 1円硬貨の密度 (1年)2012年
実験16 1円の密度(1年)2002年
実験6 1円硬貨の密度(1年)2016年
実験2 いろいろな物質の密度 (1年)2012年
実験7 いろいろな物質(固体)の密度(1年)2016年
密 度(1年)1999年
実験6 密度の測定(1年)1999年
実験17 密度の測定(1年)2002年
練習3 密 度 (1年)2012年

基本操作

基本操作 メスシリンダー、上皿てんびん(1年)1999年
第2章『物質のすがた』のまとめ(1年)2002年
単元5 電気分解・イオン・中和

導 入
中学生のイオン
原子構造
(電子配置)

実験1 水溶液に電流を流す(3年)2001年
オリエンテーション(3年)2001年
実験1 食塩と水は電流を流すか(3年)2018年
実験2 イオンを含む水を流そう(3年)2018年
実習3 中学で覚えるイオン(3年)2018年
実習4 原子のイオン化(電子配置) (3年)2018年
実習5 原子の構造(3年)2018年
実習6 カップル(イオン結合)を作る(3年)2018年
実習6-2 カップル(イオン結合)を作る(3年)2018年

電気分解とイオン

実験11 塩化銅の電気分解(2年)2003年
実験2 塩化銅の電気分解(3年)2001年
実験7 塩化銅の電気分解(3年)2018年
実験3 銅メッキ(3年)2001年
塩化銅の電気分解のしくみ(3年)2001年
実験6 銅イオンの移動(3年)2001年
実験4 塩酸の電気分解(3年)2001年
実験11 塩酸の電気分解(2年)2000年
塩酸の電解のしくみ(3年)2001年
実験8 塩酸の電気分解(3年)2018年
実験8 食塩水の電気分解(3年)2001年
実験9 食塩と食塩水の電気分解(3年)2018年
実験16 塩化鉄の電気分解(3年)2018年
実験10 の電気分解(2年)2000年
実験10 水の電気分解(2年)2003年

いろいろな電気分解

実験5 いろいろな電気分解(3年)2001年
実験5-2 いろいろな電気分解(3年)2001年
実験1〜5のまとめ(3年)2001年

イオン化傾向

化学電池

実験10 イオン化傾向(AlとCuの置換反応)(3年)2018年
実験11 HClと金属2種類による化学電池(3年)2018年
実験12 フルーツ電池(3年)2018年
化学電池のしくみ(3年)2004年
実験3 化学電池(3年)2004年
実験10 電池を作る(3年)2001年
電気分解と化学電池(理論)(3年)2018年

乾電池

実験9 乾電池の分解(3年)2001年

酸とアルカリ

実験11 酸・アルカリを調べる(3年)2001年
実験11 酸・アルカリ(1年)2002年

中 和

実験12 塩酸と水酸化ナトリウムの中和(1年)2002年
実験12 塩酸と水酸化ナトリウムの中和(3年)2001年
実験13 塩酸と水酸化ナトリウムの中和反応(3年)2018年
実験13 硫酸と水酸化バリウムの中和(1年)2002年
実験15 硫酸と水酸化バリウムの中和反応(3年)2018年
実験13 硫酸と水酸化バリウムの中和(3年)2001年
実験15 中和するときの量(3年)2001年

いろいろな中和

実験14 いろいろな中和・塩(3年)2001年
中和のまとめ(1年)2002年
実験14 いろいろな塩(理論)(3年)2018年
実験14-2 いろいろな塩を作ろう(実験)(3年)2018年

電流とイオン量

実験16 中和するときのイオン量(3年)2001年

note 2005春
 範囲が限定されている生物学や地学と違い、化学のカリキュラム編成は迷いに迷っている。何から始めるべきか、新しい単元を作るべきか、中学生に適した実験をどこに配置するべきか。

 化学は物質(アトム)という視点から系統的に自然界全体を調べる学問であり、複雑にからみ合った自然そのものを研究対象にしている。だから、自然を調べる切り口を見つけたとしても、学習を深めるほどに互いの事象が関連しあい、(単元や章レベルでの)分類が不可能になっていく。小学生なら興味関心を高める事象を取り上げて学習すれば良いし、高校生なら原子(アトム)の学習から始れば良いだろう。しかし、中学1年生は、原子という概念を知らないまま有機的にからみあった化学という学問の扉を叩かなければならない。

 ということで、もうしばらく研究すれば新しい視点が生まれてくると思うが、2005年春現在もっともベターと思われる単元の配置は図1の通りである。ただし、状態変化を正しく理解するためには、目に見えない分子の運動やエネルギー状態をイメージしなければならない。したがって、新しく教材を考案しなければ中学1年では困難だと思う。また、中学校理科を『化学』という連続した切り口でまとめた資料は、私の知る範囲ではない。

note 2019年5月
 改元(平成から令和へ)にともなう10連休を利用して萩山中学校(2016年〜2018年)64ページを追加することで、本ページのリンク先が合計199ページになりました。読み返してみると分量が多すぎるので、取捨選択しなければいけないようです。 以下に、2005年のカリキュラム案を読み返した感想をメモします。

  1. 2005年に作成したものはダメだ
  2. 状態変化から入るのはおもしろくない
  3. おもしろくないというのは、中学1年生が自分の力で説明できないということである
  4. 私一人ならこうする、という理想的な(実践)案は次にように立案する

  5. まず、
  6. 小学校との違いは『粒(原子)』にあるので、
  7. 1年生から『原子モデル』を使って教える。
  8. 原子は一部を教えるだけでよい。
  9. 完全や完璧を求めることは、私の理想ではない
  10. 私の理想は、子ども自らが一歩だけ進んだ説明して満足することである。

  11. 原子(元素)周期表は2年で教えるが、これも一部でよい。

  12. 新入生に初めに教えることは、雑巾の洗い方である。
  13. それは私の著書『中学理科の化学2011年誠文堂新光社』p14−p15で紹介したように、
  14. 『汚れの粒』と『水の粒』をイメージさせるためだ。

  15. 次に、マッチの使い方、ガスバーナーの使い方を教える。
  16. それは燃焼というダイナミックな化学変化を楽しむための基本操作だ。
  17. 私は炎にこだわっている。
  18. そのエネルギー(熱)現象は私たちの心を躍らせる。

  19. 次に、いろいろな燃焼実験を行う。
  20. それらはすべてモデル化した『粒(原子)』で説明させる。
  21. もちろん、大切なことはモデル化ではなく実験を楽しむことである。
  22. その楽しみを倍加させる手段がモデル化なのである。
  23. この順序を間違えると、化学がつまらないものになる。
  24. 化学は学問であり、産業や経済や政治家のものではない。
  25. 先生は学ぶ歓びを教えることが仕事なのである。
  26. 子どもの大人も死ぬまで学ぶ歓びを持ち続けて欲しいと私は願っている。
  27. あ、脱線した。

  28. 1年から2年にかけての化学変化は『気体』が中心となる。
  29. それから『固体』、金属などを扱う。
  30. これで原子(元素)周期表を理解できるだろう。

  31. 次に、状態変化をさらっと学習し、
  32. 水溶液に入る。
  33. 水溶液は『2つの粒』の関係を扱うが、それは中学2年生以上の力が必要になる。

  34. 3年からイオン。
  35. そこでは水中における『原子』の振る舞いを学ぶ。
  36. それを説明する鍵は『電子』なので、
  37. 原子構造、電子配置を学ぶことになる。
  38. どこまで詳しくできるかは、地域と時代よって変わる。
  39. 文科省が十分な時間数を与えてくれれば、かなり深いレベルまでできるが、
  40. さもなければできない。
  41. 中学3年間を通して週4時間確保してくれるなら、
  42. 日本のレベルは世界トップ水準を維持できるであろう。

  43. とうことで、3年間を通して化学変化→(状態変化・水溶液)→イオンという流れになりましたが、そもそも『状態変化』や『水溶液』は大きく扱う必要はなく、化学は電気を帯びてない粒子原子)と電気を帯びた粒子イオン)たちのいろいろな振る舞いについて学習するんだ、という考え方にすれば良いのではないかと思います。
  44. それから、2021年度から完全実施される学習指導要領は、『放射線』の学習をさらに深めようとしていますが、それが福島の原発事故現場の危険性を見えにくいものにしたり原子力関連事業を正当化したりしようとする政治的戦略によるものであるように感じるのは、放射線という物理現象が中学生が理解できる範囲から逸脱しているという事実からではなく、(1)それが化学分野の正道に入れ難しいこと、(2)科学的に十分理解できていない(コントロールできていない)こと、という2つの事実から生じているのだと思います。
  45. 放射線は高いエネルギーを自然事象で、アルファー線、ベータ線、ガンマ線の3種類に分けることができ、霧箱で観察することができます。などの実験や学習で得られることは、霧箱で飛ぶ様子は面白いですね、放射線は自然界にもあるのですね、という程度で、まるで、仕掛けのわからない手品を見せられたお客さんが喜んでいるようなもので、そんなことを中学校でする必要はありません。逆に、手品を見たおかげて、その手品の危険性がわからなくなったら大変です。
  46. また、現行の教科書では放射線関連の単位としてベクレル、グレイ、シーベルトの3つを紹介しています。これらは数値を伴う、科学的なもののように感じますが、残念ながら人体が受けた悪影響の大きさを単位シーベルトは、マヤカシの域を出ません。巨大エネルギー放射線が人体に与える影響を、人類は知りません。人体実験を繰り返すなら話は別です。正常な人の卵巣や精巣に、あるいは、妊婦に、さまざな方法(量、時間、間隔)で放射線をあて、どこまでなら健常な子どもとして産まるのか、そして、健常な大人になるのか。異常になった場合、その人の子孫はどうなるのか、という実験を日本政府は繰り返したのでしょうか。まるでわかったかのようにシーベルトで危険性を表し、「ここは何シーベルトだから安全です」という政府の基準に、私は絶対に従いません。私は盲信や狂信が嫌いなのです。あ、また脱線してしまいましたが、それほど危険なことだからこそ、私は何度も繰り返すのです。粘り強く教えることは、教育者の基本の1つです。
↑ TOP


→home本ページに関するお問い合わせはe-mail でどうぞ!
Copyright(c) 1997-2023 Fukuchi Takahiro, All rights reserved.