中学理科 消化

授業の目的

『生命を維持するしくみ 〜消化(でんぷん→糖への変化)について〜 』

・口に入れた食物が、体内でどのように変化し、体外へ排出されるのか、その仕組みを「消化」を中心に理解させること。
・実験を通して、でんぷん(米)が、酵素の働きで糖に変わる様子を目で確認してもらうこと。

指導過程

(導入)「みんな、おはよう!!今日は実験室で授業をするねんけど、授業の後半では実験をみんなにしてもらいます。ところで、この授業終わったら次は給食やなぁ。おなかすいたよなぁ。朝ご飯しっかり食べてきたのに…みんなは今日の朝、ちゃんと朝ご飯食べて来た?」

質問:「朝ご飯食べてきた人〜?」
    →おそらく7〜8割の生徒が手を挙げる。
質問:「じゃあ早く給食食べたい人〜?(笑)」
    →おそらく全員?!が手を挙げる。

意図:生徒の頭の中を「食べ物」へと移行すること。

「私も早く食べたいわぁ(笑)。まぁ、早速授業始めよっか。今日は、前回の授業の続きを行います。『ご飯を口に入れてから、体の中でどのように変化して、必要なものは栄養として吸収され、不必要なものは体外へ排出されるのか』について勉強します。教科書92ページを開けてな。」

(展開1)
  質問:「私たち人間は、ご飯を食べて生きている訳やけど、じゃあ、ご飯を食べなくても生きていける生き物って何やったか覚えてる?」
    →忘れた / 修行を積んだお坊さん / 植物 など  (板書していく)
  
  意図:人間を含めた動物と、既に学習した植物を比較して、栄養の取り方の違いを再認識させること。

  →「植物」の発言がない場合は、「生き物って動物と何があった?」などの誘導をする。

「そう、『植物は生きる為に必要な栄養素を自分で作り出して生きている』んやったね。
つまり、ご飯を食べんでも生きていけんねんな。一方で私たち人間を含めた動物は、生きる為の栄養を自分で作れないから、野菜・肉・米などのご飯を食べて、体内で栄養分にしています。この違い、覚えといてな。」

(展開2)
「私たちはご飯を食べて、それらを栄養にしてる訳やけど、一体それはどうやって栄養にしてるんやろ?教科書94ページの図1を見てください。…(間)人間の体の中の様子を書いた絵があるよね。体の中がこんなんになってるって知ってた?」

質問:「図を見て、何か気付いたことがある人〜?」
  →いろんな場所がある(大腸・小腸・胃など) / 全部1本線でつながっている

意図:消化管は1本の管でつながっていることを視覚的に知ってもらうこと。

→ほしい答えの発言がない場合、「口から入った食べ物が通る道筋を肛門まで指でなぞってみよう。全部つながってる?」などの誘導を行う。

「口から入った食べ物は教科書図1のように1本の管を通り、最終的には肛門から便として排出されます。この『食べ物の通り道である、1本のつながった管を消化管』と言います。食べ物はこの消化管を通る時に、段々と細かく分解されていく訳やねんけど、この分解されることを『消化』と言います。余談になるけど、人間の消化管は大人で9〜10mもあるねん。体の中に10mの管があるって不思議じゃない?その中を食べ物が通過するのに大体12〜24時間かかるねん。なんかすごいよね〜。それで、食べ物を食べて、しばらくするとおなかがすくのは、消化管で消化が行われているからなんやね。」
杉浦コメント:実験の授業でなければ、消化管の長さは「ゆれのない発問」のネタになりそう。

(展開3)
 「じゃあ、次のステップに入ります!『口から入った食べ物が消化される時、どうやって栄養分として体に残しておくものと、それ以外の排出するものに分けているのか』について考えていこう。」

 質問:「例えば、白ご飯をずっと口の中で噛んでたらどんな味がするか、知ってる?」
→知らん / 味なんて分からん / 甘くなる

意図:食べ物は、体内である物質の働きにより別の物質に変えられることを、日常生活における経験から気付いてもらうこと。

「ご飯って、実は噛み続けたら、甘くなるねん。次の給食の時、ちょっと試してみてな。これってつまり、口の中で噛んでたら味が変わるってことは、ご飯が違う物質に変化してるってことやんね。」

質問:「口の中の何が、その働きをしてるんかな?」
→つば(だ液) / 分からん

意図:『ご飯の成分はでんぷんであること、でんぷんがだ液の働きで糖に変化すること』を実験より知ってもらうための、実験開始の誘導。

「ご飯、つまり米の主な成分はでんぷんやったよね?このでんぷんが、だ液の働きによって消化されて、甘く感じた原因の『糖』に変化するんよ。じゃあ今からこのことを実験で確かめてみましょう!実験用のプリントを配るから、そのプリントと書くもの以外は全部引き出しに片付けて〜!」

(展開4) ここからは適宜、実験台の間を歩き、生徒の行動を確認しながら進める

「(間)実験台の上、片付いたかな?じゃあ今からは、配ったプリントに沿って実験していくよ。実験テーマは『だ液がでんぷんを何に変えているのか調べてみよう』です。みんなで一緒に進めていくけど、分からんくなったり、質問があったら、自分達で判断しないで先生に聞いてな。じゃあ各班から1人ずつ、実験器具の入ったケースを前まで取りに来てください。試験管とか割れやすいから、走ったりしたら危ないよ。テーブルに持って行っても、説明するまで触らんといてな。」

「(間)じゃあ、まずこの実験の主役の『だ液』を採取します。各班から1人ずつ、誰でもいいんで協力して下さい。(みんな、ざわざわと話し合い。間…)」

「じゃあ、とりあえず、試験管が立っている試験管立てを実験台の真ん中に置いてください。だ液を提供してくれる人は、ケースの中から脱脂綿を取り出して、しばらく口に含んで〜!スタート!!」(間…適当な時間経過 ←「つばがでやすいように梅干の味を思い出してみて」などと話しかける。)

「そろそろ脱脂綿を取り出して、試験管に突っ込んで。そこにケース内の『蒸留水』って書いてある容器の水を、試験管の1/3くらいまで入れて下さい。水は入れすぎたらアカンよ!(間)みんな出来た?(ぐるぐると生徒たちの行動を見て回る。)
よし、出来たみたいやね。今作ったものは試験管立てに立てておいてください。」
「次は、残りの試験管6本に、マジックでA・B・a・a´・b・b´って分かりやすく書いて下さい。ちゃんと書かんな後で分からんくなるから、大きく書いとこう!」

「(間)じゃあ、試験管Aに、さっき作った『だ液の溶液1cm』をスポイトで加えましょう。目盛り、分かるよね?みんなで確認し合って量ろうな。同じように試験管Bに、『蒸留水1cm』をスポイトで加えましょう。」
■ 黒板のところまで戻り、A→だ液1cmと大きく書き、注意を促す

             B→水1cm 

「次は、今の試験管A・Bの両方に『でんぷんのり』をスポイトで10cmずつ加えましょう。」
■ 黒板に、さっき板書した部分に「+でんぷん10cm」と付け足す。

「(間)じゃあ、前でお湯を渡すから、各班1人ずつビーカーを前に持ってきて下さい。走ると危ないから、ゆっくり慌てないで歩いてきてな。」
(40℃に設定した湯沸しポットから、各々のビーカーに湯を注ぎ、手渡しで配る。)

「お湯をもらった班は、試験管A・Bの両方をビーカーに浸して温めといてな。」
■ お湯を配り終わった後、各班を回りながら生徒に声をかけて、質問などを聞く。また、実験プリントを読むように促し、次の操作手順をあらかじめ知ってもらう。)
:7分くらい

「次は間違いやすいから、ちゃんと聞いといてな。まず、さっきマジックで記入した試験管a・a´・b・b´を試験管立てに順に1列に並べよう。(生徒の様子を見つつ)お湯の入ったビーカーからAを取り出して、a・a´に半分ずつ入れてください。目分量でいいからね。(間)同じようにして、Bを取り出してb・b´に半分ずつ入れてください。」

「(間)出来ましたか〜?次は実験目的であった『でんぷんがだ液によって別の物質である糖に変化したこと』をいよいよ確かめます!ここで復習!!でんぷんの有無を調べる試薬には何があったか覚えてる?(間)『ヨウ素液』やったよね。でんぷんがあればヨウ素液は青紫色に変化します。」
■ 板書  でんぷん+ヨウ素液→青紫色

「(間)それから、でんぷんが糖に変わったことを確かめるには『糖試験紙』を使います。糖を含んだ溶液を試験紙上に垂らすと、色が変わります。」
■ でんぷんが糖に変化したことを調べるのは『ベネジクト液』の方が一般的である。この場合、操作過程でガスバーナーを使用するため、手間もかかり、危険を伴う。その為、本実験では糖試験紙を用いる。また、次の授業の時に『実験のまとめ』を行い、その際にベネジクト液について触れる。

「じゃあ、a・bにヨウ素液を1滴ずつ加えて下さい。試験管内溶液の色は実験プリントにちゃんと書き留めといてな。班全員が確認できたら、次は試験管a´・b´の溶液を糖試験紙にガラス棒で垂らして、色が変化するか、確認してください。色が変わった以外にも、実験中に気付いたこと・分からんかったことがあったら、プリントに書き留めといてな。」
(間)
■ この間に以下の表を板書する。

■ この間に以下の表を板書する。

 

ヨウ素液に対する反応

糖試験紙に対する反応

でんぷん+だ液

でんぷん+水

a´

b´

 

「実験が終わった班から、試験管とかスポイト、ビーカー、ガラス棒をきれいに洗ってケースに入れて前まで返却しに来てな。洗うときに割って、手をケガしないよう気を付けてよ。片付いた班から、自分の席に着席してください。」

(展開5)
「(間)みんなちゃんと片付いたみたいやね。じゃあ最後に今日の実験のまとめを少しだけします。今日の実験から『でんぷんはだ液の働きによって糖へと消化されたこと』が分かったよね?このだ液を消化液といいます。その消化液に含まれる消化酵素っていう物質が、実はでんぷんを糖に変える正体やねんよ。この消化酵素にはいろんな種類があるねんけど、だ液に含まれる消化酵素は『アミラーゼ』といいます。アミラーゼはでんぷんだけに働くから、肉に含まれるタンパク質とか、油の油脂は消化しません。つまり、『ある消化酵素は、ある決まった相手にしか働きかけない』というわけ。
■ 必要な事柄を簡潔に板書する。

よし!!じゃあ今日はみんなお疲れ様。次の授業のときに実験についておさらいするから、今日配ったプリントも忘れずに持ってきてな〜。」

杉浦コメント:授業がどのように進むのかが非常に明確。発問も明確な意図があり、また答えが出てこなかったときの誘導について考えているのも、「危機管理」ができていてgood。