2000.8.3〜4
科教協山梨大会化学分科会
林 正幸(愛知・高校)
「酸化・還元」の授業
「酸化・還元」の授業構成にはかなり入れ込んできたにもかかわらず、三学期に扱うの
でついついレポートしないで過ぎてきたので、今回は年度内にレポートを作成しておこう
と決心した。
検討してほしいのは
(1)授業構成(とくに酸化数の位置づけ)
(2)用語の整理
(3)「電子得失表」
(4)電池の教え方
などである。
なお私の理科教育に関する教材やレポートなどは次のホームページに掲載している。
www.zzz.or.jp/masasuma/
A 授業のあらまし
本校のカリキュラムは
1年 全体 化学TB 4単位
2年 理系のみ 化学TB 2単位
3年 理系のみ 化学U 2単位
と、やや変則的である(99年度まで)。そして1年の三学期は
9章 酸化と還元、および電子やり取り
10章 非金属元素の単体と化合物
を扱う。1年生全体に4単位の化学を習得させるのはややきつい。
9章の「授業プリント」は資料1として添付する(生徒向けではイタリックの部分は空
欄にする)が、授業計画は次のようになっている。
時間 項 目 備 考
1 実験1.「水を吸い上げる粉」とテルミット反応
2 1.酸素原子のやり取り
3 2.テルミット反応と製鉄
- 1 -
4 実験2.イオン化傾向と33円電池
5 3.金属のイオン化傾向
[A]金属と水溶液の反応
[B]イオン反応式
6 [C]金属のイオン化傾向
4.金属の電子やり取り
7 5.電池の原理
8 実験3.いろいろな電池
9 6.ボルタの電池
10 宿題1(演習)
11 7.マンガン乾電池と鉛蓄電池 分解した乾電池
12 8.ダニエル電池と燃料電池
13 実験4.塩化鉛の融解塩電解
14 9.電気分解の原理
15 10.非金属の電子やり取り (デモ:「紫色のけむり」)
16 11.アルミの電解製錬と銅の電解精錬
17 12.水分子の電子やり取り [A]「硫酸ナトリウム水溶液の電解」
(デモ実験)
[B]水分子の電子やり取り
18 [C]完成した電子得失表
19 13.酸化と還元の拡張 深入りしない
20 宿題2(演習)
B 私の授業構成
教科書はいきなり酸化・還元の定義の拡張から入っている。しかし酸化数は高次の概念
である。私はできるだけ実験に基づいて、まず初歩的概念を導入し、それを活用しながら
次第に高次の概念に発展させるように授業構成したい。その理由は
(1)概念は実験に基づく実感と連結して形成すべきである。
(2)認識の階段を一歩ずつ登ってこそ、広い視野を見渡すことができる。
(3)科学知識そのものが発展するものであり、完成品(ドグマ)ではない。
ことにある。
まず中学で学んだ酸化反応が「酸素と化合する」ことで、還元反応が「酸化する(厳密
には酸化される)前の物質にもどる」ことであったが、還元反応には酸化反応が含まれる
という矛盾を指摘する。そして酸化銅(U)の還元反応の実験(「水を吸い上げる粉」
後出 ”F”)に基づいて、「酸素原子のやり取り」という酸化還元反応の概念を導入す
- 2 -
る。ここでは酸化と還元に係わる用語の整理をきちんと説明する(後出 ”C”)。そし
てテルミット反応の実験や鉄の製錬などでこの概念の有効性を確認する。ただしこの概念
は中学で学んだ多くの酸化反応を枠外にしてしまうことは留意したい。またこれは生徒か
ら指摘されたことだが、次のような反応も「酸素原子のやり取り」に見えてしまうので、
CaO + 2HCl −→ CaCl2 + H2O
酸化数による定義との矛盾を避けて、酸素原子の「やり」反応と「取り」反応の2段階で
完成する反応に限定することにした。
次に「酸素原子のやり取り」ないし酸化還元反応とは一見無関係なように、「電子のや
り取り」の概念に導いていく。その始めは次の反応で示される金属樹の実験である。
Cu + 2Ag+ −→ Cu2+ + 2Ag
Zn + Pb2+ −→ Zn2+ + Pb
Fe + Cu2+ −→ Fe2+ + Cu
2Al + 6H+ −→ 2Al3+ + 3H2(これは水素の発生である)
そしてまず教科書のように陽イオンの交換としてとらえる(イオン反応式はここで本格的
に学習する)。つまりイオン化傾向の考えである。次にこれは見方を変えると「電子のや
り取り」になることに気付かせる。こうしてイオン化傾向は「金属が電子を失う傾向」に
置き換わり、イオン化列は「電子得失表」に発展する(後出 ”D”)。なおここで陽イ
オンが電子を得る傾向を持つことも説明する。
「電子のやり取り」の概念は電池と電気分解でゆたかに活用する。ここでは次の実験を
行う。
33円電池
ボルタの電池
鉛蓄電池、ダニエル電池(後出 ”F”)
*分解した乾電池
塩化鉛に融解塩電解
*亜鉛粉末とヨウ素の反応(「むらさき色のけむり」)
*硫酸ナトリウム水溶液の電解(後出 ”F”)
(*はデモ実験)
電池の扱いは後で提起する(後出 ”E”)。
電気分解では、塩化鉛の電解やヨウ化亜鉛の生成に基づいて、電子を失うものは金属だ
けでなく、陰イオンも含まれることを導入する。電子を得るもので見れば、陽イオンと非
金属がそれに当たる。そしてアルミニウムの電解製錬と銅の電解精錬に応用する。なお酸
化物イオンは水中では存在しないので電子得失表に入れない。さらにすこし難しいが、水
の電解に基づいて、水分子が電子を失う反応と、水分子が電子を得る反応を追加する。電
気分解の基本は「直流電源が電子を強制的に流すので、陽極では電子を失う反応が、陰極
- 3 -
では電子を得る反応が引き起こされる」であり、反応する物質は電子得失表から判断でき
る。もちろんこれは平衡論的視点でのみ見ており、速度論的視点があることには留意した
い。ちなみに電解の化学量論を扱いたいところだが、現実には省略している。
私は高校生はここまでよいのでないかとも考えるが、現実が許さない。そこで最後に、
中学で学んだ酸化反応にも、酸素原子やり取り反応にも、電子やり取り反応にも共通する
特徴があるだろうか、と問いかける。こうして高次な概念である酸化数を導入する。酸化
数の本質にも触れるが、実際にはそれを見つける「ルール」を訓練することが中心になる。
C 用語の整理
酸化と還元に係わる表現にはあいまいなものが多い。主語がはっきりしない、能動か受
身かがはっきりしない。
「水素が酸化して水になる。」
(水素が酸化されて水になる。)
「酸化銅(U)を還元すると銅ができる。」
(私たちが酸化銅(U)を還元すると銅ができる。
または 水素が酸化銅(U)を還元すると銅ができる。)
「電池の負極では酸化が起こる。」
(電池の負極では亜鉛が酸化される反応が起こる
本当は 負極の亜鉛が、正極のそばの水素イオンを還元する
と表現したい。)
これでは生徒の頭が混乱しない方が不思議である。
私は能動表現には「与奪」つまり、「与える」と「奪う」を使う。受身表現には「得失」
つまり、「得る」と「失う」を使う。それ以外の「受け取る」とか、「放出する」とかは
使わないようにしている。そして主語は物質が基本と教える。つまり「酸化する」とは酸
化銅(U)が水素を酸化するのであり、「酸化される」とは水素が酸化されるという意味
である。ここでは「酸素原子のやり取り」に係わる表現を上げておく。
CuO + H2 −→ Cu + H2O
酸化銅は:酸素原子を失う=還元される=
酸素原子を与える=酸化する=酸化剤
水素は: 酸素原子を得る=酸化される=
酸素原子を奪う=還元する=還元剤
いきなり能動形と受身形の両方を使いこなすことは難しいし、教科書や問題集ではっき
りしない場合は受身の意味のことが多いので、全体的には受身表現を中心に授業を展開す
る。そして酸化剤や還元剤という能動表現のときは、「酸化する」は「還元される」と
「クロス翻訳」して考えさせる。もちろんこれは一時の便法で、電池ではその内容から能
- 4 -
動表現を使う。
D イオン化傾向から電子得失表に
イオン化傾向に留まるのでなく、イオン結合の学習を振り返ってまずそれが「電子を失
う傾向」でもあることに気付かせる。視点を陽イオンから電子に移した方が発展的である
ことは言うまでもない。するとイオン化列は「金属が電子を失う傾向の順番」になる(水
素のみは非金属)。これを下のように電子を失う反応式にして上から順番に並べ、「電子
得失表」と名付ける。
電子得失表
Al ←→ Al3+ + 3e-
2OH- + H2 ←→ 2H2O + 2e-
Zn ←→ Zn2+ + 2e-
Fe ←→ Fe2+ + 2e-
Pb ←→ Pb2+ + 2e-
H2 ←→ 2H+ + 2e-
Cu ←→ Cu2+ + 2e-
4OH- ←→ 2H2O + O2 + 4e-
2I- ←→ I2 + 2e-
Ag ←→ Ag+ + e-
2Br- ←→ Br2 + 2e-
◎ 2H2O ←→ 4H+ + O2 + 4e-
◎ 2Cl- ←→ Cl2 + 2e-
(注意:◎は条件によって入れ代わる。)
ただし第一段階では、実験に登場した次の7種の金属に限定して表示する。
Al,Zn,Fe,Pb,H2,Cu,Ag
そして直ちに実験のすべての反応は「電子のやり取り」になっていること、つまり電子
得失表において右辺から左辺に進む「電子を得る反応」が同時に起こっていることに注目
させる。そして右辺の陽イオンが下から順番に電子を得やすいことになると説明する。こ
れは左辺の金属が上から順番に電子を失いやすいと見るのと同等に重要である。たとえば
Cu + 2Ag+ −→ Cu2+ + 2Ag
の反応では、
金属である銅と銀では銅が電子を失いやすく
陽イオンである銀イオンと銅イオンでは銀イオンが電子を得やすい
ことが電子得失表から分かる。だから自然にはこの反応は右向きに進行し、左向きには進
- 5 -
行しない、要するに電子得失表において右下がりの斜線で結ばれる物質どうしは反応する
のである。その反応式は得失表から電子を失う反応式と電子を得る反応式(反対向きに書
く)を積算すればよい。こうして「電子やり取り」の概念が形成される。
もちろん電子得失表は酸化還元電位表を意識したものである。このあとは”B”で触れ
たように陰イオンが電子を失う反応、右辺から見れば非金属が電子を得る反応を導入する。
実際には次の4種に限定する。
OH-,I-,Br-,Cl-
さらに水分子の反応を付け加えて完成する。ちなみに電気分解では、そのままでは反応し
ない右上がりの物質どうしが反応することが引き起こされる。
E 電池の教え方
電池の教え方はさまざまである。私は「電子やり取り」の流れに組み込むので次のよう
に展開する。33円電池の実験に基づいて、メロディテスターが鳴ったのは金属であるリ
ード線を電気が流れたためである。金属結合を振り返るとそれは電子の流れである。電子
は負電気を持つので、負極で電子を与える反応が、正極で電子を得る反応が起きているは
ずである。こうしてすぐに「電子やり取り」概念と電子得失表の活用ができる。負極ない
しそのそばに電子を与える物質があり、正極ないしそのそばに電子を得る物質があり、そ
れらがそれらが右下がりの斜線で結ばれれば、自然に電子の流れが発生する。
負極 2Al −→ 2Al3+ + 6e-
正極 6e- + 6H+ −→ 3H2
なお電解質水溶液の電導のしくみには深入りしない。
そして過酸化水素を加えたボルタの電池で減極剤を導入する。
負極 Zn −→ Zn2+ + 2e-
正極 2e- + 2H+ −→ H2
H2 + H2O2 −→ 2H2O (+
2e- + 2H+ + H2O2 −→ 2H2O
負極では還元剤が、正極では酸化剤が反応するという教え方は、するとしても酸化数を導
入してからになるだろう。
マンガン乾電池では
負極では亜鉛が電子を与える
正極では水素イオン(塩化亜鉛の加水分解による)が電子を奪い、
酸化マンガン(W)は減極剤である
とのみ教える。また鉛蓄電池では
負極では鉛が電子を与える
正極では水素イオンが電子を奪い、酸化鉛(W)は減極剤である
- 6 -
ことを押さえ、二次電池であることには触れるがそのくわしい説明は避ける。
ダニエル電池は起電力を計測して、その持つ意味を説明する。そして燃料電池を紹介す
る。
F お勧め実験
時間が許せば、私のお勧め実験を紹介したい。
(1)酸化銅(U)の還元(「水を吸い上げる粉」)
原形は盛口さんから教わった。アルミ皿に針金のスタンドを固定し、少量の黒い粉を載
せてバーナーで強熱し、水素の入った集気びんを被せると、黒い粉は赤熱状態になって炎
を上げて、水そうの水が吸い上げられる。そして黒い粉ははだ色になる。
(2)ろ紙電池、ろ紙電解
電池や電気分解の実験にろ紙を使うと、薬品の節約になる、水溶液が移動しにくいなど
のメリットがある。ただし水溶液中の変化を観察しにくいという弱点もある。
(a)鉛蓄電池
1mol/l硫酸を染み込ませた4枚のろ紙を2枚の鉛板でサンドイッチにして、手まわ
し発電機をつないでしばらくまわすと、手を離してもハンドルがまわり続けるようになる。
回転が止まったらまた発電機をまわしてやると、再びハンドルが自分でまわる。途中で鉛
板につないだクリップを外すと止まり、もう一度つなぐと再びハンドルがまわる。
(b)ダニエル電池
亜鉛板に、ろ紙2枚を載せて1mol/l硫酸亜鉛水溶液を染み込ませ、セロハンを被せ
て、さらにろ紙2枚を載せて1mol/l硫酸銅水溶液を染み込ませ、その上に銅板を置く。
この電池の電圧(起電力)をテスターで計測すると1.10Vであり、また3つ直列にする
とおもちゃを動かすパワーを持つ。
(c)硫酸ナトリウム水溶液の電解
約2%の硫酸ナトリウム水溶液に10%ほどBTB溶液を加え、この13mlを4枚の
ろ紙(φ110mm)に染み込ませ、2枚のステンレス板(150mm)でサンドイッチ
にし、200mlくらいの水を入れたビーカーをおもしにし、手まわし発電機をつないで
3分ほど電気分解すると、陽極側のろ紙2枚が黄色に、陰極側のろ紙2枚が青色にきれい
に染め分けられる。
この実験には他の指示薬などを使ってもよい。
(3)塩化鉛の融解塩電解
原形は小野さんから教わった。試験管に塩化鉛10gを入れて加熱して融解し、黒鉛電
極を差し込んで直流(6V)を通して10〜15分電気分解すると、陽極から刺激臭のあ
る塩素が発生し、陰極には銀色の鉛の玉が生成する。これを取り出した鉛を金づちでたた
くと展性を示す。
- 7 -
この実験のポイントは黒鉛電極にある。黒鉛棒(φ5mm)を紙を挟んでたこ糸で縛っ
て固定する。こうすると試験管(φ18mm)に差し込める。こまかい作り方や使い方は
資料の実験プリントを参考にしてほしい。
なお塩化鉛は回収して保管する。
G 生徒の感想など
生徒の全体的な感想は「面白いけど、難しい」であろう。今年度はカリキュラムが
1年 全体 化学TB 3単位
2年 理系のみ 化学TB 3単位
3年 理系のみ 化学U 3単位
に変更されたので、事態はすこし改善するかもしれない。
2つの実験
「いろいろな電池」
「塩化鉛の融解塩電解」
に対する感想などと、この9章が終わった時点でのアンケート
納得したこと、面白かったこと
難しかったこと、興味がわかなかったこと
もっと知りたいこと、感想
を資料2として添付する。
- 8 -
資料1
9.酸化と還元、および電子やり取り(その1)
酸化と還元、および電子やり取り(その2)
資料2
第9章「酸化と還元、および電子やり取り」の実験に対する
生徒の「考察・感想」
00年1月17日のメール
件 名:「いろいろな電池」に対する感想など
(前略)
今日は「いろいろな電池」という実験に対する生徒の感想などを紹介してみます(2クラス分のまとめ)。取り上げたのは
(a)ボルタの電池
(d)ダニエル電池(ろ紙使用)
(c)鉛蓄電池(ろ紙使用)
の3種です。ちなみに、この前に「33円電池の」実験をやり、電池の原理は話してあります。
「(a)の実験で過酸化水素を加える前、ソーラーモーターはまわるのに豆電球がつかないのはなぜ? また、過酸化水素を加えると豆電球がつくのも疑問。
こんなに簡単に電池が作れるとは思ってなかった。
起電力が1.082とはどのようなっことを表しているのだろう。」
「電池ってけっこう簡単に作れるものだなって思ったりした。でもこれをはじめに発見した人はほんとすごいって思いました。なんか、この実験をいかして、日常生活にも行かせないものかと思いました。」
「(前略)
(b)のダニエル電池の実験で最後に犬のおもちゃがでてきておもしろかった。犬のおもちゃは、作ったダニエル電池が3つつないであった。1つだけだとやっぱり動かないのだろうか。」
「私たちが電池をつくって豆電球がついたのはすごいと思った。
鉛蓄電池で、手まわし発電機でまわしているときとても手がつかれた。でも自分がまわした分だけ自動にまわっているのを見てとてもうれしかった。」
「(前略)
(b)の実験はセロハンが無いとどうなるのだろうか。
(c)の実験はなぜ速く回すと回転数が多くなるのだろう。グリップをはなした時の電子の動きが知りたい。」
「(a)の実験で、豆電球をつけるためには、過酸化水素水を加えるのが、不思議だった。
(b)はろ紙の枚数は関係あるの?
(c)はハンドルをまわしてないのに、かってにまわっているのはすごいと思った。」
「こんなにいろいろな電池があるなんて知らなかった。
(b)の実験で、飽和硫酸銅をつかったのはなぜかしりたい。
(c)はいわゆる充電電池かと思った。」
「(c)の実験で手で回して、かってに回る回数が、10回まわして、9回のとき、19回のとき、24回のときがあって、規則性はなかった。
(後略)」
「銅板が正極になったけれど、亜鉛板が正極になることはないんですか。」
「自分たちで電池が作れるなんて、すごいことだなあと思った。
そしてその自分たちが作った電池を集めて直列につなぐだけでおもちゃまで動かせるなんてすばらしいと思った。」
「(c)の実験で、手回し発電機をまわして勝手にまわっている途中でクリップをはずしたら止まって、つけたらまたまわった。」
「(a)はなぜ過酸化水素水を入れたことによって、豆電球の明かりがついたのか。そのとき一応銅板を取り出したのはなぜか。
(b)はダニエル電池のダニエルって・・・何だろう。
(c)でできた電気はどれくらいもつのか。」
「ボルタの電池は昔中学の技術の時間に見たので、実験が楽だった。
(c)の実験で、何故同種類の金属で反応が起こるのかが不思議だった。」
「金属と溶液で電池ができるなんてびっくりした!!」
「(前略)
(a)の実験では液体が色が最後に変わった。何かが溶けたのか?」
「犬のおもちゃがすごく変だった。
発電機が思っていたよりも多く自分で回ったことにびっくりした。(始めは回した数の1/5くらいと思っていたら、ほぼ1/2だった。)
(後略)」
「乾電池の電池でなく、薬品を使っても電池ができたのでびっくりした。
なぜプラス鉛板は茶色くなったのか。」
「セロハンはどんなはたらきをしているのだろうか。」
「化学反応でこんなに強い電池ができるなんてすごいと思う。」
「電池にはいろいろあるんだと思った。すごいなあ。」
「こんなにかんたんに電池はできるものなんだと思った。他にも電池を作る方法はいくらでもありそうな気がした。」
「(a)の実験で、過酸化水素水を入れた後、炭酸飲料のようになって、鼻につんとくるにおいがした。」
「手回し発電機はこうつなぐと(図あり)なんで重たくなるのか? で、はなすと、シャカシャカ回った。
(後略)」
生徒たちの豊かなとらえ方には感動します。そしてとても応え切れません。ではまた。
00年1月25日のメール
件 名:「塩化鉛の融解塩電解」に対する感想など
(前略)
今夜は、塩化鉛の融解塩電解の実験に対する生徒の感想などを紹介してみます。この実験は随分昔に小野さんに見せてもらったのを、私なりに改訂したものです。
「塩素の臭いがくさかったけど、なまりが大きかったので、なんかうれしくなった。」
「(前略)
鉛ができた時に、なんとなく、”すごい”と思った。
塩化鉛(U)がとけはじめた時の色は、黄色かったのに、加熱を続けると、赤茶色っぽくなった。」
「ガスバーナーで加熱している時プールのにおいでくさかった。」
「始めての〜水溶液以外の電気分解なので、どのような反応が起こるか楽しみだったが、発生した物質から、反応式がだいたい読めた。」
「粉から鉛ができるのがすこいと思った。」
「鉛は金づちでたたくとなぜ展性を示すのか?」
「試験管をくだくなんてびっくりしたけどたのしかった。
本当に塩化鉛は塩素と鉛でできていることがわかった。」
「なぜ塩化鉛がとけたら黒鉛棒を入れるのだろうか。先に入れといたらダメなの?」
「最初、粉だったのに、液体になって、固体の鉛になったにが不思議だった。」
「(前略)
たくさんの塩化鉛をつかったのに鉛が少ししかできなかったことにおどろいた。」
「鉛がバラバラでなく1つにかたまって出て来たのでふしぎに思った。」
「この実験は交流電源ではできない。
塩化鉛が液体になると、なぜ、だいだい色になるのだろうか。
試験管がもったいない。」
「実験成功。
俺、NASAに就職できるって感じ。」
「今日の実験は1つしかなかったので落ち着いて出来た。途中で塩素のにおいがしてきた。
試験管の底に融解した鉛ができているのが見えたので良かった。」
「コンセントから電流を流したので、入れる時や抜くときに怖かった。何をしたら火花が散るのか分からなかたし、ヒューズがあるので試験管を割ったときよりも怖かった。
黒鉛棒を使うということは、黒鉛棒が溶けて鉛になったのかと思う。」
「塩化鉛の加熱を止めたとき、色がとたんに黒→白に変わっているときがすごくキレイだった。
(後略)」
「とにかくとてもくさかった。あんがいと大きい鉛ができたのでよかったと思った。
鉛をかなづちでたたく時なぜだか楽しかった。鉛がうすっぺらくのびた。」
「(前略)
白い粉末の中に鉛が入っているとは思わなかった。」
「(前略)
塩化鉛(U)は粉末なのに熱しただけでとけてしまった。しかも白から黄色にかわった。」
「黒鉛棒を試験管に入れるときに下に長い方の黒鉛棒が下側にくるようにするのはどうしてだろう。
(後略)」
「(前略)
ガラスはすぐにわれてしまったけど、鉛はすごいかたくて、ちょっとびっくりした。また、やりたいと思いました。」
「水の電気分解では、水酸化ナトリウムを入れていたけど、この実験ではそういうものは必要ないのかと思った。」
「塩化物イオンが陽極にひきよせられて、どこにどうやって電子を与えて塩素にもどったかと思った。
PbCl2 ―→ Pb2+ + 2Cl-」
「(前略)
また実験の途中の塩化鉛も、熱していたら黄→赤になったり、黒鉛棒を差し込んだらすぐに黒くなったりしておもしろかった。」
「塩化鉛を電気分解すると塩素と鉛が出来るのはわかったけど、電気分解するときにどうして黒鉛棒というものを使うのですか。」
「鉛がどこから出てきたのか不思議だった。」
ではまた。
以上。
第9章「酸化と還元、および電子やり取り」に関する
生徒アンケートのまとめ
00年2月12日のメール
件名:「酸化と還元」に対する生徒アンケート(その1)
(前略)
1年生の化学で「酸化と還元、および電子やりとり」という章が終わり、4クラス中余裕がある2クラスで次の3項目でアンケートを取ってみました。
*納得したこと、面白かったこと
*難しかったこと、興味がわかなかったこと
*もっと知りたいこと、感想
まず第1項目についてまとめてみました。
*納得したこと、面白かったこと
「いろいろな電池を作る実験は、電池という身近なものだけに興味が少しあったから面白かった。
製鉄の話では何となくだけど分かった気がした。
ほとんどの実験は面白かったけれど、皮膚にやけどを引き起こしたりする薬品を使う実験はかなりこわい。」
「ただの「電子のやり取り」という言葉以外にも、いろいろな言い方があって面白かった。」
「ボルタの電池やダニエル電池や鉛蓄電池などいろいろな電池があり、反応式に直すとそれぞれが異なった反応をしていて面白いなあと思った。」
「電池の原理がだいたい分かった。
金属と非金属の違いが分かった。
身近な物で電池が作れるというのが面白かった。」
「電池を自分で作ったこと。
酸化数の見つけ方。」
「電池の構造が分かったのは面白かった。
電池が簡単に作れるというのが意外だった。
これといった計算問題がなかったのはうれしい。」
「昔作られていた電池というのは歴史を感じて面白い。
電池や電気分解のしくみがよく分かった。
どの物質が電子を得たり失ったりするのか、ということを考えるのは推理していくようで面白い。」
「実験で電池を作ったり、乾電池のしくみを知るのが面白かった。
アルミ缶を作るのに電気を使うのを納得した。」
「いろいろな電池のしくみについて学べてよかった。今までは電池はボルタの電池しか知らなかったが、いろいろな種類があることが分かった。
電子を得たりとか失ったりとか、どうもよく分からないところもあるが、このような小さな世界のことも分かった気がする。」
「電子得失表が全ての鍵になっていることが分かった。
第9章はとにかく実験がたくさんあったので、それにもとづいて授業をやってくれたので、分かりやすかった。でも、内容は難しい。」
「電子のやり取りと、酸化・還元に酸化数という共通点があるのを発見した人はすごいと思った。
いままで還元という言葉を何となく使っていただけで、どういう意味か全然分からなかったけど、この章をやって「酸素原子を失う」ということが分かった。
宿題のときに、その章にやった内容を理解していると、それを思い出したりしてけっこう面白いけど、分かっていないところは、やってもあまり効果がないと思った。」
「テルミット反応の実験は花火みたいで面白かった。
相手物質を酸化する薬剤を酸化剤と言い、相手物質を還元する薬剤を還元剤と呼ぶことが分かった。」
「酸化数の増減が納得でき面白かった。
酸化されると還元されるっていうのがよく分からなかったけど、反応式を書いてみると分かりやすかった。」
「電池のしくみがよく分かった。中学生のころ、自分たちで分解したら、ぐちゃぐちゃになっちゃって分からなかったから。
反応を起こす時は、私たちが見えない小さな世界で、こんな複雑な反応が起こっているなんて、ビックリだった。」
「第9章の実験は、硫酸に過酸化水素水を加えると豆電球がついたりして、不思議に思った実験ばかりだったので面白かった。」
「ボルタの電池、ダニエル電池、鉛蓄電池の実験が特に面白かった。電池のしくみが分かったこともよかった。」
「実験をした時にはその物質がどんな反応をしたか分からないけど、授業で説明を聴いて納得したことがたくさんあった。
ボルタの電池の実験で、過酸化水素を加えたら、電池がパワーアップして面白かった。あと、減極剤というものについてよく分かった。」
「最初は、e-とか2e-とか出てきて全然分からなかったけど、プリントで何度も何度も出てきて、少し理解することができて、電子のやり取りが面白く感じられるようになったと思う。」
「積み算で計算すると反応式が簡単に求められること。
電子得失表があり、左辺の金属は上から電子を得やすいことや、陽イオンは下から電子を得やすいなど・・・という表を見ると、反応式など作る時に見ると便利ということ。」
「自分たちで電池を作ってメロディを流した実験はとても面白かったし、こんなことで電池が作れるのにもビックリ!!しました。
またこれを何個か作ってつなげるとかなり強い電気になることも驚きまた感動した。」
「いろいろな電池をつくる実験は手まわし発電機などを使ったので面白かった。
酸化数を求める問題はなんとなく納得した(分かった)と思う。それになんだかこの問題は楽しかった。」
「金属には、電子を得やすいもの、失いやすいものが順序よく決まっていることがすごいなと思った。
酸化還元反応には、電子のやり取りが深く係わっていて、本当の反応のしくみを知ることができた感じがした。
電池の原理も、勉強したことが係わっていて、身近にあるもので、触れることができて感心したし、分かりやすかった。」
「ほとんど、やったとこ、全部面白かった。」
「電子得失表が良かったと思った。左辺の金属は上から電子を失いやすい順番に並んでいたり、右辺の陽イオンは下から電子を得やすい順番になっているところや、矢印を両方向きに書くところなどはよく理解できた。」
「電子得失表を覚えればたいていの問題ができることを確信した。」
「面白かったのは実験で、分かりやすいし、とても面白い。
先生の授業は間に、実際の物や反応を見せるので、とても分かりやすい。
でも、自分は実験は分かっても、他のことが分からねえよ。」
「電池はだいたい理解できました。
化学そのものが好きなので、習っていることは全て面白いです。」
「宿題が当たってたので、先生にききにいって、時間はかかるけどなんとかできるようになった(気がするだけかも)。やり方が分かったらちょっと楽しかった。」
「他の章と違って実験が多かったので楽しかった!
酸化数についてはよく分かった!
フラスコにヨウ素と亜鉛粉末を入れて、紫色のけむりが発生した実験は面白かった。」
「中学のとき習ったことで「何でこーなるんやろ?」って思ってたことが、電子のやり取りでなっていることが分かって、よかったです。」
「酸化数が増えるか減るかによってその物質が「酸化される」とか「還元される」が決定されること。
電子を失いやすいものと得やすいものがあること。
いろいろな方法で電池が作れること。」
「銅の電解精練がよく分かった。銅と銅でイオン化傾向を使って不純物を取り除くのは面白いと思った。」
「製鉄とか電池など身のまわりのことのしくみが分かったのが面白かった。特に乾電池はよく使うので、すごい技術工夫がしてあるんだなあーと思ったし、電気はすぐできるんだなあーと思った。」
「やっぱり実験!! 真剣に実験に取り組んで、次の授業でプリントをやっていくとき、少し自分でも書き入れていくことができるのが、なんかうれしかった。あと、実験プリントが印刷されてみんなにまわったときも、なんか「やったあ!」て感じでうれしかった。」
「アルミニウムの電解製錬。
電池の原理。
電池のことは身近なこともあって結構分かりやすかったです(とくにマンガン電池)。
実験はいつも自分の目で見たりできるからとても面白いし、納得できます。だから好きです。」
以上です。第2項目まで読まないと授業の実態は分かりませんよ。
(後略)
00年2月13日午前のメール
件名:「酸化と還元」に対する生徒アンケート(その2)
(前略)
*難しかったこと、興味がわかなかったこと
「酸化数が難しかった。どのようにして求めるかが分かったつもりでも、実際に問題を解くと、全然分かっていなかった。
イオン化傾向に興味がわかなかった。これを知ってて何の得になる? まず最初にこう思ってしまう。」
「反応式や電子得失表を覚えるのがつらい。
物質名がたくさんある。」(この種の意見多数)
「酸化数の変化の考え方が分からなかったので、もう一度教えてほしいと思った。」(この種の意見多数)
「受身形、能動形の言い換えがややこしくて大変だった。」
「電気分解と電池のしくみがごちゃごちゃになってしまって、いまいち理解できない。電池だけなら理解できたけど、電気分解は何となくしか分かっていないので、ちがう電気分解の反応が出てくると分からなくなってしまう。今までで一番むずかしいと思う。」
「いろいろな電池のところ。実験をやったけどよく分からなかった。いろいろあったので、グチャグチャしてきた。減極剤がいまいち分からない。」
「酸化数とか式で求めるやつや、電子のやり取りが、よく分からない。
反応式、分解式を見るとやる気がしない。」
「化学式を覚えるのが難しかった。化学式をあまり覚えなかったので、化学式が出てくるところは難しかった。」
「日本語でははっきりしない「能動形」と「受身形」が難しかった。
塩化鉛の実験は簡単だったけど、鉛を含む物質を沢山使って鉛が出てきても、面白くなかった。」
「難しかったのはほとんどのコトで、興味がわかなかったことはとくにない。」
「金属の電子やり取りのところで、電子得失表が出てきたけれど、さっぱりわけがわからない。積み算が出てきて、難しい反応式などが出てきて難しい。
水を吸い上げる粉に対しては、水を吸い上げることに興味がわかなかった。」
「電子得失表で初めは右下がりしか反応できないと言っていたのに、授業が進んでいくにつれて反対でも反応ができると言われ、よく分からなくて難しかった。」
「酸化剤とか還元剤とかであまりよく理解できなかった。」
「金属のイオン化傾向のイオン化列が、あまりふだん触れない物質とかあったので、なかなか覚えにくいと思った。」
「とくになかった。でも酸化数はちょっと難しかった。」
「酸素原子を失う=還元される=酸素原子を与える=酸化する=酸化剤
〃 得る=酸化される= 〃 奪う=還元する=還元剤
の表現が、能動形なのか受身形なのがを納得するまで大変だった。」
「スベテです。面白くなる方法教えてください。全部ムズカシイです。
化学式を思えるのはマカセテ!!!(ちょっとホント でもちょっとうそだったりする。)
「電気分解のあたりから陰イオンが登場して、ややこしくてよく分からなかったが、決して説明が悪かったわけではありません。」
「その実験の中身は分かっても、その実験をやる意味というか、うまく言えないけど、そーゆーのをよく分からずに実験をやっているから、スッキリしないと思った。」
「すべて(でもこれは先生じゃなくて、自分が悪いです。)」
「いつも難しいと思うのは”反応式” 覚えてしまえば”話”が分かると思うけど、どんどん増えて頭はパンクしてしまって・・・。ただの化学反応式が出たときは覚えよう!と思ったけど、電子得失表が出たとき、これはもうだめだーと思ってしまった・・・ので全然覚えてないし、先生が「前に出たよねー」と言っても、「は?」と思うだけで、どうしても勉強する力がわいてこない・・・。」
「右上がりとか右下がりとか分からん。
反応式で、還元される物質と還元剤が違っていて、自分は同じものだと思っていた。酸化剤と還元剤の見つけ方が分からん。ごめんなさーい。」
「酸化と還元の拡張が全然分からなかった。」
「すべて難しかった。でもちょっと分かるようになった。」
これをまとめて、試験のときには「電子得失表」は載せてやろうと思いました。
ではまた。
00年2月13日午後のメール
件名:「酸化と還元」に対する生徒アンケート(その3)
(前略)
*もっと知りたいこと、感想
「今まで分からなかったことが分かったのでよかった。」
「もっとほかの電池があるか。」
「覚えることがいっぱいありそうで”大変”だと思った。テストで苦労しそう。」
「分かりやすい実験と分かりにくい実験があって、成功するとどういうことか理解しやすいけれど、実験に失敗すると、どうして失敗したのか、本当はどうなるべきなのか、分からないので理解しにくかった。」
「化学式とか反応とか全然分からないから、もっと勉強して分かるようになりたいと思うし、この「酸化と還元」でいろいろ難しかったので大変だった。」
「実験をすると普通に授業をしているより私は頭に入ると思った。
これからも、化学計算のまとめのプリントのように「まとめ」にしたプリントをぜひ作ってください。」
「33円電池よりももっと簡単で身近にあって、大きい電流が流れるものはないのですか?
紫色のけむりについて、他の色のけむりは作り出せないのですか。」
「宿題プリントはテストのときに役に立つのでよいと思います。
電子得失表を覚えるのが大変そうです。」
「電池のくわしいしくみを知れてよかった。電池のことをもっと知りたい。銅の精練以外のものも知りたい。」
「電池の効率のいい利用法が知りたいです。電池をセットした時、使わなくても使えなくなってしまうのは、電源をoffにしてもやっぱり電気が流れ続けているのですか。」
「この範囲はもうこれ以上は深入りしたくないと思った。
実験の量が増加していくので、やるのが大変だった。」
「酸化数のところをもっと時間をかけてやってほしかった。」
「授業の進度は早くも遅くもなく、ちょうどいいと思います。」
「もうほとんど付いていけないと思う。授業の途中とかでやった実験とか・・・。
授業があった日に理解できるよーに努力しようと思います。」
「授業でもっと自分自身理解して、テスト直前じゃなくて、授業その日にすべて覚えるぐらいの意気込みでやろう。」
「化学は役に立つと思うけど、どうしてもスキになれません。スキになるにはどうしたらいいの?」
「今回は範囲が広いので大変だと思います。
実験は、目の前で結果を確かめられるので、楽しいしとても分かりやすい!」
「先生の説明が理解できないところもあった。特に反応式で、積み算して答えるところとか(自分がきいてなかった、というのもある)。」
「化学は覚えることも多いので、やったところをすぐに忘れてしまって困ります。たまには、前にやったところを振り返ってほしいなあなんて思いました。」
「黒板にはったボール紙に書いてあったこと(図など)を、プリントにしてほしい。」
「宇宙のこと、地球の誕生について」
「少し進んだら要点を皆でまとめたりしたらきっと覚えられるだろうと思った。
小テストをやると言うと聞こえが悪いけど、そういうことしないと、バカな私は覚わらないのです。
大事なところをもっと強調してほしーい!!」
「実験は楽しいけど、反応式は分かりにくい。数学的なことは苦手で嫌!!
教えていただいたことは丸暗記で、応用問題はまったくできません。どうしましょう?」
「電池についてもっといろいろな種類のものを知って、環境問題を考えてみたかった。
理解する時と分からない時がはっきりしてるんで、何とかなんないかなー。
くさい実験も多かったんで、寿命がちぢまったのかな!?と思った。」
「授業をまじめにちゃんと聞いてもなんか頭の中がごちゃごちゃしてきて、終わりの方には「もう・・・」って感じになる。
どうにかしなければ、と思うけど、理解できるアタマではないみたい・・・。」
「いろいろなことができる水分子のことについて知りたい。
計算はやっぱり難しいと思った。
頭がなかなか付いていけないので、もう少し・・・沢山がんばらないとイケナイなあと。」
「ゴチャゴチャして理解不明なところが点々と残っているから、どうにかしなければいけないけどなかなか・・・。」
苦労している生徒もたくさん居ます。自分でまとめるべきと言わずにまとめプリント作ったり、復習は自分でせよと言わずにそんな時間を設けることも必要なんでしょうね。やや反省!
ではまた。
以上。
林 正幸と主万子の始めの
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