ぐちゃぐちゃ配線がスッキリ！回路図を学ぶ授業の展開について（２時間目の展開）
サイエンストレーナーの桑子研です。毎日が実験。
みなさんは、理科の教科書を開いたとき、カクカクとした線で描かれた「回路図」を見て、「なんだか難しそうだな」「これ、覚える意味あるの？」と感じたことはありませんか？実は、あの記号の一つひとつには、電気という目に見えない力を操るための「人類の知恵」が凝縮されているのです。
今回は、退屈だと思われがちな回路図記号を、ワクワクするような「発見の物語」に変える授業の様子をご紹介します。
鉛筆が導線に？驚きから始まる電気の冒険
私の授業では、いきなり記号を暗記することはしません。まずは、「鉛筆回路実験セット」（ためす君）を使った驚きの体験からスタートします。
みなさんは、鉛筆の芯が電気を通すことを知っていますか？鉛筆の芯の主成分であるグラファイト（黒鉛）は、炭素原子が層状に重なった構造をしていて、その間を電子が自由に動き回れるため、金属のように電気を通すことができるのです。実際に紙に濃く太く線を描き、それを「道」にして豆電球を光らせる実験を行うと、生徒たちの目は輝きます。この「自分で電気の通り道を作る」という原体験が、のちの回路図理解への大きな伏線となります。
「現実のぐちゃぐちゃ」と「理想のシンプル」
2時間目。今度は本格的に、電池や豆電球、スイッチを使って直列回路と並列回路を組んでもらいます。
１班（４人）に２つずつこちらの箱を用意しています。この箱の状態を毎回保てるように、何が入っているのか、どうやって戻すのか、そんなこともこの時に伝えています。
ここで面白い現象が起きます。いざ本物の素子を手に取ると、小学校で習ったはずの知識がなかなか形になりません。コードが長すぎて絡まったり、どこに繋げばいいか混乱したりして、机の上は「スパゲッティ状態」の配線で埋め尽くされます。そこで私は問いかけます。「このぐちゃぐちゃな状態を、遠くにいる友達に電話で正確に伝えられるかな？」と。
こちらが直列回路
こちらが並列回路です。
並列については字を間違って「平列」と書く生徒がいるので、その辺りも注意しました。
回路図は「世界共通の地図」である
ここでようやく回路図記号の登場です。生徒たちに、自分の組んだ回路を整理して図に描いてもらいます（直列は私が書き方を説明しました。並列については生徒にやらせました）。すると、あることに気づきます。
「だぶついたコードは、ただの直線でいいんだ！」
「電池や電球を絵で描くより、記号の方がずっと速い！」
回路図は、誰かに正確に、そして素早く情報を伝えるために発明された「電気の地図」です。現実のぐちゃぐちゃした配線から、本質的な「流れ」だけを抽出した究極の整理術なのです。カクカクとした直線で描くのは、それが最も見やすく、設計ミスを防げる形だから。このメリットを実感したとき、記号はただの暗記対象ではなく、便利な「共通言語」へと変わります。
最後に、実際に回路図を書いて、じゃあこれを組み立ててみようという、回路図の読み取りも行いました。またLED電球を持ってきて、豆電球との違いについて実験をするなどをしました。LEDは光ときと、光らない時があるようです。
なぜでしょうか？
「なぜこれを学ぶのか」という納得感があれば、学びはもっと楽しく、深くなります。皆さんも、街中の電化製品や建物の設計図を見かけたときは、そこに隠された「スッキリとした知恵」を探してみてくださいね。
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