1この時間のねらい
W(ワット)は、1秒あたりにどれだけ電気を使うかを表す。数字を覚えるのではなく、足すと上限を超えるという形で確かめる。そのうえで、必要な電力を見積もる。
電力の計算は、紙の上では正解が出ても、実感が伴いにくいところです。この時間は計算した結果が、その場でブレーカーとして返ってくる形にしてあります。
2学習指導要領とのつながり ― 扱う範囲を限定しています
中学校学習指導要領(平成29年告示)理科 第1分野「電流とその利用」。この単元は範囲が広く、本教材で扱えるのは一部だけです。正直に線を引いておきます。
| 単元の内容 | 本教材で |
|---|---|
| 電力(W)・電気エネルギーの量 | 扱えます。すべての機器がW表示で、合計すると上限を超えます |
| 電流・電圧の測定、オームの法則、抵抗 | 扱えません。実験と併用してください |
| 直列回路・並列回路 | 扱えません。 |
| 電流の発熱(熱量・ジュール) | 扱えません。 |
| 電流の磁気作用・電磁誘導・静電気 | 扱えません。 |
この教材は、実験の代わりにはなりません。電流計・電圧計を使う実験、オームの法則、直列並列の学習は、そのまま必要です。
この50分は、電力(W)という量の意味を、規模の大きい場面で確かめる時間として置いてください。単元の導入にも、電力の計算を学んだ後の適用場面にも使えます。
この50分は、電力(W)という量の意味を、規模の大きい場面で確かめる時間として置いてください。単元の導入にも、電力の計算を学んだ後の適用場面にも使えます。
3使う数字
家の中で使う電力
| 道具 | 電力 | 使い方 |
|---|---|---|
| 冷蔵庫 | 200 W | ずっと動いている |
| あかり(LED) | 50 W/1つ | つけている間 |
| テレビ | 100 W | つけている間 |
| エアコン | 300 W | つけている間 |
| 洗濯機 | 500 W | 短い時間に一気に |
| 電子レンジ | 600 W | 短い時間に一気に |
家に入れられる上限(引込盤で選びます)
| 契約 | 使える電力 | 毎月の基本料金 |
|---|---|---|
| 10 A | 1,000 W | 311 円 |
| 20 A | 2,000 W | 624 円 |
| 30 A | 3,000 W | 935 円 |
つくる側の電力
| 発電のしかた | 電力 | 家(1,000W)に直すと | 変わるところ |
|---|---|---|---|
| 太陽光発電機 | 1,000 W | 1 軒 | 雨の日は 200 W |
| 発展型太陽光発電機 | 6,000 W | 6 軒 | 同じく雨に弱い |
| 風力発電機 | 1,200〜9,600 W | 1.2〜9.6 軒 | 建てる高さで8倍変わる。風でもゆれる(0.5〜1.2倍) |
| 原子力発電所(沸騰水型) | 320,000 W | 320 軒 | 廃棄物が5たまると止まる |
数字の出どころ すべてアドオンの設定そのままです。1軒=10A契約=1,000W は実際の電気の契約と同じ換算です。ゲームの版によって、数字が変わることがあります。授業の前に、お使いの版で確かめてください。
4準備するもの
- 1人1台の端末とマインクラフト、アドオンエネクラ(無料)― enecra.jp
- 大型提示装置、電卓(使わせてよい)
- 家が20〜30軒ある「まち」のワールド。家の中に道具が置いてある状態
5展開(50分)
つかむ5分
学習活動
教師の画面で、家の道具を1つずつつけていく。電子レンジをつけた瞬間にブレーカーが落ちて、家じゅうが真っ暗になるのを見る。教師の指導・援助
説明せずに、まず落として見せる。「合計が上限を超えた」という言い方に、生徒の言葉から近づける。
課題3分
学習活動
学習課題をつかむ。教師の指導・援助
板書:W(ワット)とは何か。合計するとどうなるか。調べる
(活動1)12分
(活動1)12分
学習活動
ワールドに入り、道具を1つずつつけながら合計を計算する。どこで落ちるかを確かめる。・冷蔵庫200+LED2つ100=300W
・電子レンジ600Wを足して900W。まだ大丈夫
・洗濯機500Wを足すと1,400W → 落ちる
教師の指導・援助
W=1秒あたりに使う電気の量、という定義をここで確認する。落ちた瞬間を全員が体験することが大事。早く終わった生徒には「落ちない組み合わせ」を探させる。
広げる
(活動2)15分
(活動2)15分
学習活動
視点をつくる側に移す。まちの家を数え、必要な電力を出す。・「20軒=20,000W」
発電機を建てて、1つあたりの電力を画面で読む。何台必要かを計算する。
・太陽光1,000W → 20台
・原子力320,000W → 1基でおつりがくる
教師の指導・援助
同じ「W」が、使う側と つくる側の両方で使える単位であることに気づかせる。ここが、家の中の計算と、社会の中の電力をつなぐところ。
ゆさぶる10分
学習活動
雨を降らせる。太陽光が 1,000→200W になる。20台では足りなくなる。「同じ台数でも、条件で変わる」
足りない分をどうするかを考える。
教師の指導・援助
/weather rain で雨、/weather clear で晴れ。「定格」と「実際に出る量」は違う、という見方に触れる。見積もりには余裕が要ることに気づかせたい。
まとめる5分
学習活動
分かったことを書く。・W は1秒あたりに使う(つくる)電気の量
・使う側は合計が上限を超えると止まる
・つくる側は条件で出る量が変わるので、余裕が要る
教師の指導・援助
板書:電力を見積もるとは、合計と上限、そして変わり幅を同時に見ること。次時(オームの法則・回路の実験)へつなぐ言葉を添える。6評価
| 観点 | 評価規準 |
|---|---|
| 知識・技能 | 電力(W)が単位時間あたりに消費(供給)される電気の量であることを理解し、複数の機器の電力を合計して上限と比較している。 |
| 思考・判断・表現 | 必要な電力に対して発電の台数を見積もり、条件(天候など)によって供給量が変わることを踏まえて説明している。 |
| 主体的に学習に取り組む態度 | 自分の見積もりが条件によって成り立たなくなったとき、見直そうとしている。 |
7うまくいかないときは
- 電流・電圧を扱いたい この教材では扱えません。電流計・電圧計を使う実験と併用してください。
- ブレーカーが落ちない 契約が20A・30Aになっていないか確認してください。この時間は10A(1,000W)で始めます。
- 家に電気が来ない エネクラを入れて、オンにしてください。
- 時間が足りない 「ゆさぶる」を省いてください。活動2まででねらいは達成できます。
- それでも動かないときは hello@ukabu.world までご連絡ください。
8前後につながる指導案
| 学年 | 指導案 | 関係 |
|---|---|---|
| 小6 理科 | ① 限られた電気で、くらしをつくる | 同じ導入(ブレーカー)を小学校向けにした形。既習の確認に |
| 中3 理科 | ② このまちの電気を、何でまかなうか | 後。エネルギー資源の選択へ進む |
| 総合 | ③-1〜③-3 このまちの電気を決める | 4〜6コマかけて探究として扱う場合 |
9先生方へ
この指導案は無料で公開しています。印刷・改変・校内での共有に、許可の申請は要りません。
ゲームの中に、社名・ロゴ・製品名・型番は入れません。形と仕組みの再現は行います。
賛否のあるテーマは、両方の立場を体験できる形で扱います。教材の中身の決定権は当社が持ちます――学校にも公共の場にも置ける状態を保つためです。
賛否のあるテーマは、両方の立場を体験できる形で扱います。教材の中身の決定権は当社が持ちます――学校にも公共の場にも置ける状態を保つためです。
