中学校理科：地震の揺れとP波・S波グラフ解析

地震の観測データを使い、P波とS波の到達時間を読み取る教材です。学校においては、この内容を教材、ワークシート、配付資料の作成の場面で活用し、児童生徒・保護者・教職員に必要な情報や判断材料を分かりやすく示します。教職員は、対象者、目的、実施時期、校内手続を確認し、事実と提案を区別して、学校の実態に合う内容へ整えます。

初期微動継続時間と震源からの距離の関係を、表やグラフで分析します。
このページでは、授業のねらいに合う問題と資料の作り方が分かります。

この文書の目的と使う場面#

このワークシートは、中学校理科の教員が、地震の学習で生徒に配付し、P波とS波の到達時刻、初期微動継続時間、震源からの距離の関係を読み取らせるために使います。主な使用者は理科担当教員で、対象は中学生です。授業の導入で用語を確認した後、個人または小集団で表の数値を読み取り、計算、グラフ作成、考察へ進ませます。

使用時期は、地震の揺れや地震波を扱う単元の【実施日】です。教員は、学年、授業時間、生徒の計算や作図の状況に合わせて、地点数や設問数を調整します。学習用の架空データを用いる場合は、実際の観測記録ではないことを明記します。授業後は、教師用確認資料を用いて、単位、計算方法、グラフの軸、考察の根拠を確認します。

保護者向け説明や校内共有に転用する場合は、生徒の氏名、住所、個別の成績などを記載せず、教材の目的と使用方法だけを示します。

関連語：学習指導要領、著作権、個人情報、プロンプト

作るときのポイント#

1. 学習目標と順序をそろえます。 冒頭に対象学年と目標を示し、「表からP波・S波の到達時刻を読む→初期微動継続時間を求める→グラフを作る→関係を説明する」の順に課題を配置します。初期微動継続時間は、S波の到達時刻からP波の到達時刻を引いて求めることを明記します。

1. データの性質を明示します。 実測値、出典を示した観測資料、学習用に作成した架空データを区別します。架空データを使う場合は、一定の関係を見いだしやすくするための学習用資料であり、実際の地震を再現したものではないと注記します。地点名はA、Bなどの記号にし、個人が特定される情報を入れません。

1. 数値と図表を突き合わせます。 時刻の単位を秒に統一し、P波がS波より先に到達する表になっているか、S波到達時刻からP波到達時刻を引いた値が初期微動継続時間と一致するかを確認します。横軸を震源からの距離、縦軸を初期微動継続時間とし、軸名、単位、目盛り、原点の扱いをそろえます。

1. 考察を数値に基づかせます。 「距離が大きい地点ほど初期微動継続時間はどうなるか」「そのように考えた根拠はどの数値か」と問い、単なる印象で答えない構成にします。P波とS波では伝わる速さが異なるため、到達時刻の差が生じることを、グラフの傾向と結び付けて説明させます。

1. 印刷・授業運用と確認手順を整えます。 計算欄、グラフ欄、振り返り欄に十分な余白を取り、色だけに頼らず線種や記号でも区別します。教師用資料には答えだけでなく計算例と確認観点を示し、教科書、観測資料の出典、引用・画像の利用条件、校内での教材確認者を【確認者】として記録できるようにします。

関連語：学習指導要領、著作権、個人情報、プロンプト

例文（対象校種に合う架空校の場合）#

【青葉台市立ひかり中学校　理科ワークシート】
地震の揺れとP波・S波――初期微動継続時間をグラフで調べよう

第2学年　組【　】　番号【　】　氏名【　　　　　　　　　】　実施日【　　　　　　】

■学習の目標
P波とS波の到達時刻を読み取り、初期微動継続時間を計算します。
その値と震源からの距離をグラフに表し、二つの関係を説明します。

■用語の確認
P波は、地震が起きたときに先に伝わる波です。S波は、P波の後に伝わる波です。
初期微動継続時間は、S波が到達してからP波が到達するまでの時間ではなく、
「S波の到達時刻－P波の到達時刻」で求める、最初の小さな揺れが続く時間です。

■資料
次の表は、計算とグラフ作成のために作った学習用の架空データです。
実際の地震の観測記録ではありません。距離は震源から各地点までの距離を表します。

| 地点 | 震源からの距離(km) | P波到達時刻(秒) | S波到達時刻(秒) | 初期微動継続時間(秒) |
|---|---:|---:|---:|---:|
| A | 10 | 2 | 4 | 2 |
| B | 20 | 4 | 8 | 4 |
| C | 30 | 6 | 12 | 6 |
| D | 40 | 8 | 16 | 8 |

■課題1　読み取り
(1) 最初に到達している波は、P波とS波のどちらですか。
答え【　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　】
(2) 地点CのP波到達時刻とS波到達時刻を書きなさい。
P波【　　　】秒　　S波【　　　】秒

■課題2　計算
地点Dの初期微動継続時間を、式と答えで示しなさい。
式【　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　】
答え【　　　　　】秒

■課題3　グラフ
横軸を「震源からの距離(km)」、縦軸を「初期微動継続時間(秒)」として、
表の4地点をグラフに表しなさい。軸名、単位、目盛りを必ず書きましょう。
【ここに十分な大きさの方眼グラフ欄を配置する】

■課題4　考察
(1) 震源からの距離が大きくなると、初期微動継続時間はどのようになりますか。
表またはグラフの数値を一つ以上使って説明しましょう。
【　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　】
【　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　】

(2) P波とS波の到達時刻に差ができる理由を、「伝わる速さ」という語を使って
説明しましょう。
【　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　】
【　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　】

■振り返り
□ 到達時刻を表から読み取れた。
□ 初期微動継続時間を計算できた。
□ 軸名・単位・目盛りを付けてグラフを作成できた。
今日分かったこと、まだ確認したいこと
【　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　】
【　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　】

【教師用確認資料】
地点Dの計算例：16秒－8秒＝8秒。
グラフには、(10,2)、(20,4)、(30,6)、(40,8)を表します。
考察は、例えば「距離が大きいほど初期微動継続時間が長くなる。地点Aは2秒、
地点Dは8秒である」のように、表またはグラフの根拠を含んでいれば確認できます。
P波とS波は伝わる速さが異なるため、到達時刻に差が生じます。
この資料は学習用の架空データです。実測値として扱わないでください。
確認者【　　　　　　　　　】　確認日【　　　　　　】

関連語：学習指導要領、著作権、個人情報、プロンプト

良い文章の条件#

• 読み手を中学生と理科担当教員に限定して想定し、生徒用本文では「何を読み、何を計算し、どの軸でグラフを作るか」が説明なしでも分かるように、課題を学習順に並べている。
• 表、計算欄、グラフ欄、考察欄、振り返り欄が分かれ、50分授業で書き切れる分量になっている。グラフ欄には、横軸「震源からの距離(km)」、縦軸「初期微動継続時間(秒)」を明記している。
• 原資料を用いる場合は、観測機関名、資料名、URLまたは掲載箇所、利用日を確認する。架空データの場合はその旨を明記し、実際の観測値や教科書の数値と誤認されない表現にしている。
• P波がS波より先に到達すること、初期微動継続時間を「S波到達時刻－P波到達時刻」で求めること、距離と時間の単位が表・設問・グラフで一致していることを確認している。
• 色だけでP波とS波や線を区別せず、記号、線種、見出し、十分な文字サイズを併用している。読み書きや作図に配慮が必要な生徒には、方眼の大きさや記入方法を調整できるようにしている。
• 印刷した紙と画面表示の両方で、表の列、グラフの目盛り、ふりがな、注記が欠落しないことを確認し、理科担当者と【確認者】が数値、出典、引用・画像の利用条件を授業前に点検している。

関連語：アクセシビリティ、学習指導要領、著作権、個人情報

AIに渡す情報（入力項目のチェックリスト）#

AIに渡す情報は、次の項目に整理します。

• 対象学年と授業時数
• 学習目標と扱う理科の内容
• P波、S波、初期微動継続時間の扱い
• 使用するデータが実測値、公開資料、架空値のどれか
• 表に載せる地点数と各地点の距離
• P波とS波の到達時刻、または初期微動継続時間
• グラフの横軸、縦軸、単位、目盛り
• 生徒が行う計算、作図、考察の内容
• 生徒用と教師用を分ける必要性
• 読みやすさに関する配慮

学校名、担当者名、学級名、生徒名は入力しません。
実測記録に個人名が含まれる場合は、地点名や記号に置き換えます。
学校が特定される観測日時や位置情報も、必要な範囲に限定します。
公開資料を使う場合は、出典名を確認してから入力します。
AIの出力は、教職員が内容、計算、表記、授業適合性を確認します。

関連語：匿名化、著作権、個人情報、学習指導要領

コピーして使えるプロンプト#

中学校理科の「地震の揺れとP波・S波」を扱うワークシートを作成してください。

【対象学年】中学校【学年】
【授業時間】50分授業【　】時間
【学習目標】【例：初期微動継続時間と震源からの距離の関係を説明する】
【扱う内容】【P波・S波・到達時刻・初期微動継続時間】
【データの種類】【実測値・出典を示した資料・学習用の架空データ】
【地点数】【　】地点
【距離の範囲】【　】kmから【　】km
【時間の単位】【秒】
【グラフの横軸】【震源からの距離】
【グラフの縦軸】【初期微動継続時間】
【生徒の活動】【読み取り・計算・作図・考察】
【配慮事項】【例：計算欄を広くし、目盛りを見やすくする】
【出力する資料】【生徒用ワークシートと教師用の確認資料】

表には、地点名を記号で示し、個人が特定される情報は入れないでください。
生徒が考える問いを、読み取り、計算、グラフ、考察の順に作ってください。
解答は断定せず、教職員が確認できる確認欄として示してください。
数値、単位、グラフの軸、P波とS波の説明に矛盾がないか確認項目を付けてください。


【この文書に必要な良い文章の条件】
- 読み手を中学生と理科担当教員に限定して想定し、生徒用本文では「何を読み、何を計算し、どの軸でグラフを作るか」が説明なしでも分かるように、課題を学習順に並べている。
- 表、計算欄、グラフ欄、考察欄、振り返り欄が分かれ、50分授業で書き切れる分量になっている。グラフ欄には、横軸「震源からの距離(km)」、縦軸「初期微動継続時間(秒)」を明記している。
- 原資料を用いる場合は、観測機関名、資料名、URLまたは掲載箇所、利用日を確認する。架空データの場合はその旨を明記し、実際の観測値や教科書の数値と誤認されない表現にしている。
- P波がS波より先に到達すること、初期微動継続時間を「S波到達時刻－P波到達時刻」で求めること、距離と時間の単位が表・設問・グラフで一致していることを確認している。
- 色だけでP波とS波や線を区別せず、記号、線種、見出し、十分な文字サイズを併用している。読み書きや作図に配慮が必要な生徒には、方眼の大きさや記入方法を調整できるようにしている。
- 印刷した紙と画面表示の両方で、表の列、グラフの目盛り、ふりがな、注記が欠落しないことを確認し、理科担当者と【確認者】が数値、出典、引用・画像の利用条件を授業前に点検している。

関連語：プロンプト、著作権、個人情報、学習指導要領

出力フォーマット#

注意点（個人情報・著作権・確認）#

実際の地震記録を使う場合は、資料の出典と利用条件を確認します。
気象機関などが公開する資料でも、加工や再配布の条件を確認します。
図、地震波形、地図を転載する場合は、著作権に注意します。
必要に応じて、転載ではなく自作の模式図を使います。

学校や地域が分かる観測地点を使う場合は、情報を絞ります。
児童生徒の氏名、学級、住所、行動記録はAIに入力しません。
実験や観測の記録に個人名がある場合は、記号に置き換えます。
地震の発生を予測できるような表現を教材に入れないようにします。

AIが作った計算結果やグラフの説明には誤りがありえます。
教職員が元データと照合し、式、単位、目盛りを確認します。
学習内容や生徒の実態に合うかを確認し、最終判断を行います。
評価や成績の判断を、AIに決めさせてはいけません。

関連語：個人情報、著作権、学習指導要領、プロンプト

関連する文書#

• 0225 中学校理科：元素記号・化学式暗記ドリル：理科の基礎事項を整理するワークシートの構成が参考になります。
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• 0298 中学校理科：動物の分類系統樹シート：観察した情報を整理し、関係を図で表す教材作成に関係します。

関連語：著作権、個人情報、学習指導要領、プロンプト

参考資料#

• 中学校学習指導要領（平成29年告示）↗
• 所属する自治体・学校の規程・様式