1. はじめに：この記事を読んで得られるメリットと実戦力

予習シリーズ4年上の第8回・第9回の理科は、第8回が水の姿(化学分野)、第9回が光(物理分野)です。どちらも、「なぜそうなるのか」という理屈と身近な現象を結びつけて理解することが大切な単元です。第9回は、総合回の前の最後の新しい単元になります。

【本記事を読むメリット】
この記事を読むことで、第8回では、蒸発と沸騰の違い、融点・沸点、グラフで温度が止まる理由を、どう整理すればよいかが分かります。第9回では、光の直進・反射・屈折の3つの性質のうち、特に苦戦しやすい屈折をどう理解するかのコツと、この単元をどの程度の深さで取り組めばよいかの目安が分かります。

2. 第8回：水の姿

第8回は、春期講習明けの最初の内容で、これまで化学分野がなかったため、初めての化学分野です。基本的には生物分野と地学分野を中心に進んできて、第1回の磁石が物理分野でした。そのため、子どもたちにとって新鮮な感覚があるかもしれません。化学分野は不思議なことが多いので、「なんでだろう」という疑問に答えてあげられる状態にしておくとよいでしょう。ただ、化学はすべての理由が言えるわけではなく、大人でもまだ分かっていないこともあります。そのときは、「大人の人たちでもまだ分かっていないんだよ」と伝えて、一緒に考えてみるのも面白いでしょう。(進塾講師の見解)

蒸発と沸騰の違い

蒸発と沸騰は、どちらも水が水蒸気に変わる状態変化です。大事なのは、2つの違いを理解することです。たとえば、「鍋に水を入れて温めたら、水の量が減った」「水たまりの水が、だんだん少なくなった」という場合に、それぞれ蒸発か沸騰かを考えると、違いが深まります。

• 蒸発:自然に水が水蒸気に変わることです。洗濯物が乾くのも蒸発です。蒸発は、水面で行われます。
• 沸騰:ブクブクと泡が出る現象で、水中から水蒸気に変わっています。水面だけでなく、水の中から水が水蒸気に変わる様子です。沸騰が起こるには、水が100度に達する必要があります。

また、水が沸騰して水蒸気に変わる温度は100度です。この温度を沸点といい、しっかり覚えておく必要があります。知っている子のほうが多いかもしれませんが、大事な知識です。

水と氷:0度で温度が止まるのは、熱を吸収・放出しているから

水と氷は、蒸発・沸騰と逆の方向の変化です。水を冷やすと氷(固体)に変化します。この温度は0度で、融点といいます。ここも、しっかり覚えておく必要があります。

• 氷から水にするとき:温める必要があります。ところが、0度のところで、いくら温めても温度が止まります。氷が水に変わるためには、熱を吸収しなければならないからです。温めた熱は、氷の中に入って水に変わるために使われるので、温度が上がりません。
• 水から氷にするとき:こちらも温度が変わりません。冷やすと、その分の熱を放出するからです。吸収の反対は放出で、放出しているので温度が変わらないのです。

「0度や100度のところでは温度が変わらない」という知識として覚えておくことも大事ですが、理屈としてしっかり理解することも大切です。

水の3つの姿:体積の変化に注意

ここは、これまでの内容をまとめる部分です。融点と沸点を覚えておくこと、そして体積の変化が大事です。

地球上を巡る水

最後は、地球上を巡る水(水の循環)です。規模が大きいので、小学生にはイメージしにくい話かもしれません。ただ、「水はぐるぐる回っているんだ」ということを教えてあげれば、なんとなく理解はできるでしょう。もしぐるぐる回っていなかったら、地球はどうなるかを想像するのも、大切です。山に水が落ちてこなければ、川の水は流れてこず、田んぼで米を作ることもできず、食べるものがなくなってしまいます。飲み水もなくなるかもしれません。循環の大切さが伝えられると、勉強する意義や必要性を感じてもらえるでしょう。

重要度は、それほど高くないと考えられます。ただ、これを使った計算問題がまれに出るので、知っておくに越したことはありません。(進塾講師の見解)

3. 第9回：光

第9回は、総合回(翌週)の前の最後の新しい単元です。光は、ほかの単元に広がっていくことはなく、独立した単元です。ここを踏み外したからといって、ほかの単元に大きな影響が出ることはありません。関連する単元は、第14回の「音」ですが、これも大きく関わるわけではありません。5年生の下巻の第11回では、中学受験にそのまま出てくるような内容を深く扱います。ただ、そこまでかなり間が開くので、覚えていられるのは厳しいと考えられます。そのため、光の常識を頭に入れておくという感覚で取り組むのがよいでしょう。(進塾講師の見解)

光は、内容が難しいというより、「光とは何?」と聞かれたときに、概念を説明するのが相当難しい、という難しさがあります。小学生にそのまま伝えることはできません。そこで、「太陽から出ているもの」「電球から出ているもの」「炎から出ているもの」というように、ふわっと理解してもらい、その出ているものの性質について考えるという進め方になります。感覚的に理解する要素が強い単元です。深く考えすぎなければ、そんなに難しい単元ではないので、考えすぎずに取り組むのがよいと講師は述べています。

光の直進:ピンホールカメラは重要

テキストの最初のセクションは「光」です。ここでは、光とは何かという概念は書かれていません。太陽や電球から出ている光を想像して、話を進めていきます。大事なのは、光の直進です。「なぜ直進しているとわかるのか」を考えてみましょう。たとえば、影ができるのは、光がまっすぐ進んでいるからです。重要度は高めで、光の直進を利用した道具のピンホールカメラも、しっかり押さえておきたい内容です。

光の反射:入射角・反射角と、鏡に映る自分

鏡で跳ね返される光は反射です。テキスト71ページの下の右側に、入射角と反射角の図があります。この場所を、よく間違えます。

72ページには、鏡に自分を映してみる内容があります。鏡では、左右が逆に映りますが、上下は逆になりません。なぜ左右だけが逆になるのかを、少し深めてあげられるとよいでしょう。また、自分が動くと、鏡の中の自分も動きます。自分が後ろに下がると、鏡に映る自分も後ろに下がるので、距離がどれくらい離れるかを、考えて理解を深めましょう。

光の屈折:一番苦戦するのはここ

光の性質は3つで、第9回の最初に出てくる直進、次の反射、そして最後の屈折です。この中で一番苦戦するのが屈折で、理解をしっかり深めておくことが大切です。そもそも、屈折がどのようなときに起こっているのか、というイメージすら分からないことが多いものです。

• 身近な例:一番分かりやすいのは、プールサイドの例です。プールサイドからプールを見ると、浅く見えますが、実際に入ってみると意外と深い、というものです。これは、光が屈折しているため、底が実際より高く見えるのです。
• テキストの図:73ページには、屈折の様子が書かれています。透明なコップを使ったことがあれば、一度は見たような光景です。「見たことがある」とイメージできるとよいでしょう。

74ページの最後のほうには、虫めがね(凸レンズ)のことが書かれています。実は、光で最終的に難しいのは、凸レンズです。凸レンズの構造を理解し、どこに光が集まるのか、どれくらいの大きさに見えるのか、といった計算が入ってくると、光が苦手になる子が急に増えます。その足がかりとなるので、一番大事なのは、74ページの虫めがねのところです。ここの理解は、しっかり深めておきたいところです。

ただし、5年生になって光の単元をやるのは、1年以上先で、おそらく忘れてしまいます。ですから、身近に感じないようであれば、5年生になってから習えばよい、と講師は述べています。今回は、身近なものを論理的に理解することに焦点を当てて、頑張るのがよいでしょう。

4. まとめ・解説動画（タイムスタンプ付き）

第8・9回の理科は、化学分野の「水の姿」と、物理分野の「光」の2回です。第8回は、蒸発と沸騰の違い、沸点100度・融点0度で温度が止まる理由(熱を吸収・放出するため)、そして水が「凍ると体積が大きくなる」特殊な物質であることがポイントです。第9回は、光の直進・反射・屈折のうち、特に屈折を、身近な例とたとえ話で理解することが大切です。光は独立した単元なので、考えすぎず、常識として頭に入れておく感覚で取り組みましょう。

5. 関連記事：今週の他科目の対策と復習

同じ範囲の他教科や、同じ教科のほかの回の記事を、教科ごとにまとめました。いま読んでいる記事は緑色で表示しています。