研究紀要第66号 「中学校理科の学習指導に関する研究」 -019/106page

6．豆電球を用いた「エネルギー変換」の指導

1．はじめに

　中学校3年理科に「エネルギー資源の理解や有効な利用と，その資源を大切にする関心・態度の育成の指導事項があるが，その指導上において，次のような問題点が見られる。

（1）教科書では，広範囲に，羅列的に記述してあるだけで，生徒実験もないために，平板な説明授業になりやすく，その概念が身につかない。

（2）恵まれた環境に育った現在の生徒には，石油・石炭資源の有限性の認識や正しい省エネルギーについての認識ははとんど持ち合わせていない。

（3）石油・石炭とともに，風力・太陽・原子エネルギーなどの指導も大切であるが，あまりにも規模が大きく，実生活から離れているため，実感としてとらえにくく，生徒の関心・態度の育成は困難である。
　そのため，身近な素材（豆電球・ニクロム線等）を用い，身近な事象としての白熱電球の有効なエネルギー変換の様子と，その変換率を把握させる生徒実験法を開発し，五感を通して体験的にエネルギー資源の有効な活用法について学習させたり，正しい省エネルギー観を理解させるようにし，さらに，その発展事項として，風力・水力・原子力エネルギーについて理解させたい。

2．素材の活用と指導法

（1）白熱電球利用の有効エネルギー変換率測定実験
　 1(丸囲み）　白熱電球である豆電球は光とともに熟も出している。しかし，熱だけ出すニクロム線に比べると，豆電球の出す熱量は小さく，その差は光に変換された電気エネルギーになるはずであり，これをもって，加えた電気エネルギーに対応させれば，エネルギーの変換率を求めることができる。（エネルギー保存の法則から。）

　◎　準　備　物（各班ごと）
1電源装置（直流・交流どちらでもよい。1−12V）2．豆電球1個（3．8V−0．5A）
3　ニクロム線（100V−300W用を6cm程度）　　4．電流計・電圧計各1個
5　無色透明のガラス製小ビン１個（30ml程度）　　6．温度計1個（0−100℃用）
7・メスシリンダー1個（20ml用）　8　ゴム栓1個　9．時　計

図−１　準備物と実験装置