中学1年の第1分野「身近な物理現象」のうち、音の性質を学ぶ内容です。小学校3年生では、物から音が出たり伝わったりするとき物はふるえていること、音の大きさが変わるとふるえ方が変わることを学んでいます。中学校ではそれを、振幅と振動数という言葉で整理します。振幅は、振動の中心から振れ幅の最大までのきょりで、振幅が大きいほど大きい音になります。振動数は、音源が1秒間に振動する回数で、単位はHz(ヘルツ)です。振動数が多いほど高い音になります。モノコードでは、弦を短く・細く・強く張るほど振動数が多くなり、高い音が出ます。はじく強さを変えると、変わるのは音の大きさ(振幅)です。学習指導要領の解説では、弦をはじく強さや弦の長さ・太さを変える実験と、オシロスコープやコンピュータで音を波形に表示する活動が例に挙げられています。プリントでもこの2つが中心で、波形の縦のはば(振幅)と横の間かく(振動数)を読み分ける問題が多くなります。計算は、「2秒間に880回振動したら何Hzか(880÷2=440Hz)」のように、振動数を求める簡単なものをポイントの例題で扱います。

つまずきやすいところ

「大きさ」と「高さ」を同じものと考えがちです。大きさは振幅、高さは振動数、と別の量に対応しています。
波形のグラフで、縦と横がそれぞれ何を表すかが読めないことがあります。縦のはばが振幅(山の高さ)、横は時間の進み方で、同じはばの中に山がいくつあるかが振動数の目安です。
「波が細かく詰まっている=振動数が多い=高い音」という流れが、ひとつながりにならないことがあります。
モノコードの実験では、はじく強さを変えたときと、弦の長さ・太さ・張りの強さを変えたときで、変わるものが違います。条件を1つずつ変えて調べる考え方をふまえないと混乱します。

教え方・声かけのコツ

「大きさは山の高さ、高さは同じ時間の中の山の数」と短く言いかえて、波形を指で追わせると読みやすくなります。
家にある楽器や輪ゴムで、強くはじくと音が大きくなること、短く・強く張ると高くなることを確かめると、意味が実感できます。ギターで弦を指でおさえる理由(振動する部分を短くする)も、ポイントで紹介しています。
2つの波形を並べて「どちらが大きい音か」「どちらが高い音か」を別々に答えさせると、2つの量の区別がつきます。
振動数の計算は「回数÷秒」です。0.1秒や2秒など、1秒でない時間で出題されたときに、かけ算かわり算かを言葉で確かめさせてください。

運営者の見方

音の単元は、言葉の暗記だけでなく、グラフから読み取る力が問われるので、ポイントに波形の図を大きくのせ、「①大きい音・②小さい音・③高い音・④低い音」を並べて比べられるようにしました。例題は、波形の読み取り2問と、振動数を求める計算2問です。問題は、知識(6問)・波形の読み取り(4問)・モノコードの実験・考察(3問)の13問です。この単元の問題には計算の大問はなく、2つ目の大問はグラフ(波形)の読み取りになっています。振幅と振動数は字面が似ていて入れかわりやすい語なので、波形の問いでは「振幅が大きいのはどちらか」「振動数が多いのはどちらか」を分けてたずねています。実際の弦やおんさの実験は、学校の授業で教科書にそって行われます。プリントは、その結果を言葉と図で整理しなおす道具として使ってください。

よくある質問

Q. 振動数の単位のHzは、中学1年で習いますか。
A. このプリントでは、振動数の単位としてHz(ヘルツ)を扱っています。学習指導要領の解説には単位名の記述はありませんが、振動数そのものは第1学年の内容で、中学1年の教科書で単位とあわせて学ぶのが一般的です。

Q. オシロスコープを使ったことがありません。
A. 実際の機器は学校の授業で扱うことが多いです。プリントでは、波形の縦と横が何を表すかを読む練習のつもりで進めてください。

Q. 音の大きさと高さを、うまく区別するコツはありますか。
A. 大きさは振幅(山の高さ)、高さは振動数(同じ時間の中の山の数)と、波形の見た目に結びつけると区別しやすくなります。