科学サークル大黒屋 その2

三重県理科の教科研究や地域での科学ボランティアを行うサークルです。科学教育協議会会員が中心となって会を運営しています。教科研究、実験工作交換会、理科の出張授業、地域工作教室など「何でもやってみよう」の精神で活動しています。現在大黒屋は「県生涯学習センター」など各地公民館でサイエンス講座をしています。ホームページはここ!http://www.mecha.ne.jp/~hitoshijin/ 質問,連絡は sci.daikokuya■gmail.com まで(メールの際は■を@に置き換えてください)

出前講座ご希望の学校の方へ
●三重県生涯学習センター文化体験プログラム・科学(http://www.mecha.ne.jp/~hitoshijin/)にお問い合わせください。

●科学サークル大黒屋へのお問い合わせはメールで
sci.daikokuya■gmail.com まで(メールの際は■を@に置き換えてください)

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初めてのサーボなので、45度、90度、135度、180度そして0度に戻るプログラムです。
とっても簡単なので、
まずサーボがどのように使われているのかをみてから 意欲を引き出す作戦です。
1.天狗ロボ 二個のサーボで頭の板を動かし、目玉のLEDを上下させています。
2.ステッピングモータで音楽を奏でます。
「上を向いて歩こう」だけが全員知ってる曲でした。
小5の子は「花は咲く」を知りませんでした。
3.高専の金子君が製作した「スチロールレンガ集めロボット」
の なかからサーボを紹介してもらいました。
①このサーボで左右の板ABでスチロールレンガを挟んで持ち上げます。 IMG_9919

②このサーボは集めたレンガをまとめて後方に送るもの。アームがついています。 IMG_9922

③これもスチロールレンガをしっかりと挟む動作をおこないます IMG_9924

④サーボによって荷物が直線状を動いて格納庫にまとまられる。 IMG_9925
このシステムは工場で製品の搬入整理格納で多用されています。

⑤サーボによってゴム製キャタピラーが回転するもの IMG_9927

⑥サーボに糸がついていて、糸を輪に巻き取っていくと下のほうから台車が上方に動いていく IMG_9928

⑦サーブモータじゃないDCモータで車輪を駆動する IMG_9929
いろんな場面で使われてるサーボは

1.プログラムでモータの微小回転角度が自由に扱うことができる
2.逆回転も自由自在
3.ロボットやオートメーション機器に使われている
以上確認して
本日のサーボを扱うプログラミングに入りました。
プリント二枚を配布して、
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ブレッドボードの使い方を説明すれば プログラミングは超簡単
約10-15分でかんたんに完成させることができました。
サーボの安定を考えて、サーボ用に別途電池4本を用意して駆動させました。
遅い子は画面上のサーボホーンの動きを確認して出来上がりです。

マイクロビットを使って小学生プログラミング講座三回目
夏の講座で使った四本足RGBLED電子工作を
プログラミングでコントロールするのです。
<前回電子工作写真>
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使った4本足RGBLEDはこれ
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光の三原色RGBが一つのパッケージに収められていて大変便利です。
しかし混色して適正な色を出すためには抵抗を入れて
調整したほうがきれいな色になるので
まずブレッドボードにこのLEDを挿して、
それぞれの端子に抵抗を入れる作業から始めます。 IMG_9899s
板書とプリントと見本を使って、ブレッドボードに部品を挿していきます。 IMG_9842

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プログラミングに慣れている子はどんどん進めます。
完成すると、プログラムを自分流に変えて、
音を出したり、 プログラムの始まりを「ロゴを触ったら」をつかったりしていきます。
一方なれない子は ブレッドボードの部品挿入でミスがあったり、
マイクロビットの端子を選ぶのに手間取ったり
できたプログラムのダウンロードから次の操作にうまく映れなかったり・・
これらトラブルを一つ一つ個々人をサポートしながら進めました。
遅い子は三色RGBのコントロールまで
早い子は7色のコントロールまでプログラミングして
RGBLEDの色の変化やマイクロビット上のLED表示の変化を楽しみました。
RGBLEDでいろいろな色を作るプログラムでしたが、
本来これは7色じゃなく8色になるのです。
上の動画白色の後に、すべてのLEDが点灯しない黒色が存在します。
このLEDではうまく表現できませんから
TFT(Thin Film Transistor LCD)を使ってそれを表現することを表を使いながら
見てもらいました。
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WIO  TERMINALを使って表現

70分

70分小学生電子工作からマイクロビットプログラミングというテーマで講座を持ちました。 IMG_9870
夏に二個のトランジスタと可変抵抗などを使ってマルチバイブレータの電子工作を行いました。
二個の点滅の時間を測って「周期」のお話をしたのでしたが、  
今回は同じ二個の黄LEDをブレッドボードに差し込むだけで
電子工作と同じ回路がプログラミングで完成させることができるという趣旨です。 IMG_9869
マイクロビット本体に25個の表示用LEDがついているので
点滅するこうごのLEDに番号をつけて、
1.2.1.2.と点滅に合わせて数字を表示させるものです。
電子工作は小学生にはとってもむつかしかったのですが、
プログラミングはとっても簡単、
すべての子どもは簡単にプログラムを完成させました。
「もっと時間間隔を早くしたい」
「お風呂に入ってるとき数を数えるようにゆっくりとさせたい」
「1.2.1.2.じゃなく→、←、→、←の変えてみたよ」などと とっても反応が早い。
次のプログラムは道路交差点にある信号機の点滅プログラムに挑戦しました。
ブレッドボードに緑色、黄色、赤色の三個のLEDをセットします。
マイクロビットからLEDを点灯させるために
三個の端子0,1,2,を使ってONにするので
ブレッドボードの-(青い線)を共通にしてさんこのLEDの-側の足を差し込ませます。
あとは簡単プロブラムです。
プリントと画面を使って回路設定とプログラムの例を読んでもらいながらの プログラミングです。 (プログラミ例をまったく示さないで、プログラミングをしていません)
動画にあるようにすすめの時は矢印を、
注意信号黄色の時は+の記号を 点滅してほしいと要望しました。 IMG_9871
慣れてきた子はどんどん進みますが、
パソコン上のドラッグやダウンロード、
できたプログラミむのインストールなど毎回注意深く見守って指導します。
「国道23号線の信号はもっと長い時間ついてるから20秒くらいにした」
「黄色で点滅してることないからやめてみた」
「矢印をやめて英文字に変えた」
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などそれぞれが思い思いのバリエーションを自由に楽しんでいました。
「中には音が出ないの」などどんどんほかの機能に目移りしていく子もいて
(学校教育現場のプログラミング教育って大変だな)とおもって
子どもたちに学校で行われたプログラミングの授業をの感想を聞いてみたりしました。
「外の講師先生がやってきて決まった通りのプログラミングをやった」・・・
なかなか大変だな!
でも子供たちの慣れはとっても早い、
また出遅れていく子も出てしまうよね。 IMG_9872
70分

鶴田さんの昔おもちゃ紹介 今は機械化が進んで稲穂がありません。
戦後貧しい時代に稲穂の第一番目の節を利用して、
とんぼを捕まえて遊んだそうです。
今回はそれに似せて太ストローの中に細ストローを入れて、
その先端を裂いて輪を作り その輪の中にモノを挟み、
細ストローを引っ張ればつかめるというわけです。


昔やった稲わらでトンボとりを再現しました。

キャップでおもちゃ「イモムシ君」

-------現在野鳥の捕獲は禁じられております---------

1.県立神戸(かんべ)高校地学教室の岩石・鉱物・化石標本データベース

創立100周年を機会に約1100点に及ぶ標本のラベル書き換え、
箱の交換、間違ってる表示の変更等々
標本棚の整理を赤嶺さんが約数ヶ月集中して整理されてきたたまものです。
日本の科学教育において地学の学習者が減ってきている現状
および災害がどんどん増えてる今日、
地質と地形について今こそ学びなおす必要アリということから、
大学生・若き教員に地学学習の面白さを感じ取っていただける機会になればいいと思います。


2.葉脈標本づくりのコツ
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写真をクリックしてお読みください。
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3.四日市自然観察ガイドブックがすばらしい
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自然観察会会員の多くの方が編集に携わって、季節季節の生き物や植物を
たくさんの写真とともに満喫できて、「自然の中に飛び込んで観察してみよう」と
いう気持ちになって自然界の中で「あっ、こんなところにあった」
「本に載ってる蝶を見つけた」
「この鳥も飛んでる」と観察への意欲をそそる格安
一冊600円の素晴らしい本です。
四日市市立博物館で販売中です。

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かんたんで、すぐ楽しめるプログラミングを マイクロビットを使って行うことにしました。 マイクロビットのあらましと、 今回「じゃんけんゲーム」プログラミングの手法を黒板で説明し class="itemSubTxt">keyes
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全員一度はマイクロビットを使ったことがあるという子どもたちでしたが じゃんけんゲームのプログラムをプリントして配布 それを時々見ながらプログラミングしてもらいました。 一応キーボードを使いこなせる子どもたちでしたが、 「マウスがないとやりずらい」と訴える子どももいました。 サイエンス講座として行うので、以前この講座で作った加速度計をみて IMG_8513
「加速度ってなんだっけ」 「ブレーキとアクセル?」 「そうそう速度が増えたり減ったりすることだね」 本物の加速度計をみて accell 008
これがマイクロビットの中に入っていて、マイクロビットを振ると 数値がプラスからマイナスに変化して「振られた」ことがわかるんだね。 子どもたちは意外と慣れた手つきでパソコンを操作 グー、チョキ、パーの表示を英文字や好きな形にしたりして全員完成。 じゃんけん大会を一回やって 次の回に行うマイクロビットでLEDをコントロールする準備をしました。 IMG_9470

河原先生の報告は福井県三方五湖の水月湖の湖底堆積物を紹介してる博物館の紹介でした。
福井水月湖年縞(ねんこう)博物館
70歳以上無料
パンフ
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資料:¥1500
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URL:http://varve-museum.pref.fukui.lg.jp/
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さらに地球環境を探るうえで大事な地球の歳差運動についてのお話がされました。
気候変動の要因として地球の公転や自転が影響するとする
「ミランコビッチ理論」 があるのですが、
自転に伴う歳差運動(コマの首振り)について 注意すべき点があると指摘されました。 IMG_9720
上の写真最上段(数研出版)は間違っており)
次の図(1994新版地学教育講座11巻・1977新地学教育講座11巻)は正しく説明されております。
それは地球上のコマはコマに重力が鉛直方向にかかって歳差運動が起こっています。
しかし地球自転の歳差運動には遠く月から地球に及ぼす月の引力が
地軸を起こそうと働くために、コマの歳差の回転方向がまったく逆に
なるということです。

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参考:詳しくは「人類と気候の10万年史」の139P
そのうえで気候変動の原因になるという「ミランコビッチサイクル」
を学んでみることをお勧めします。 IMG_9723

コロナ禍の中、ズームと自宅工房の両用の会議を持ちました。
ズーム参加は7人、工房参加者は6人でいろいろな分野の方からの報告がありました。
このうち大学生の参加は4名でフレッシュな顔ぶれから元気をいただくことになりました。
順不同ですが報告(記録)しておきます。
鈴木美好さんの報告 高校生時代はマラソン選手として練習に明け暮れていたが、
ひょんなことから太陽黒点観測に興味を持つことになってしまった鈴木美好さん。
教員になって初めて赴任した高校には天体観測の望遠鏡もなく
途方に暮れたが 初任給をはたいて望遠鏡を購入し
継続した太陽観測がスタートしました。 image24s
この手書きのデータが約60年の太陽黒点数観測結果です。
この表からわかるように、
太陽黒点数<黒点相対数>は大きな山と少なくなる時が
11年周期で交互に現れ現在毎日黒点数は非常に少なくなっています。
「今日も少ないなー、なんて観測してますよ」
「過去の歴史から見ると、ひょっとしてこの後
ずーっと黒点数極小の時代がやってくるのかしらと 興味津々なんです」
これは1982年黒点数が多いときのスケッチです。
(この時は黒点数が多くて日本国中騒がれました)
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黒点が太陽のどの位置に現れ、どのような状態なのかを観測して手書きしたものです。
このデータをもとに太陽の黒点の緯度を求めて図表にしたものがこれです。 image31

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この図は「蝶形図」と呼んでいて、
蝶が羽を広げた形に見えることからこの名前がついています。
黒点が増え始めると、中緯度によくあらわれ、
その後は低緯度に移動していくことがわかるのです。
(高校地学の”地学図表”の「太陽の活動」のページにこの二つの図が入っているのです)
鈴木さんは日食の観測にも参加されてスケッチを残しています。 image1
「海外の方も日本の方もほとんどの方は写真や動画で
観測結果を残そうとするのですが 私は一切そのようなことをせず
今なおスケッチで通しています」と。
「このコロナの時は素晴らしいものでした。
今はコロナという名前がウイルスにつけられ、
人々の脅威になってるのはなにかさみしいですね」と。
この手書きのスケッチが世界で着目され世界の天文誌に掲載もされました。
「40年前には日本でも太陽黒点観測するグループは
たくさんいたのですが 年々減少して今は数えるほどになり将来を心配しています」 IMG_9738
(下から7番目に鈴木さんの名前があります)
黒点観測データは世界からベルギーに集められ、
学会にも参加しました。
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写真にあるオランダ出身の研究者からは大きな示唆に富んだ考えをいただき
勇気づけられたこともありました。
現在東亜天文学会誌「天界」(2020年8月で593号)の
「太陽課」の課長をしており 執筆編集を担当しています。
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「願わくは若き観測者が現れるような科学教育をお願いしたいですね」
当日提出されたレポートの最後には
「現在多くの天体観測者は、日本の偏差値教育が進む以前の方々
が多いように感じております」
の文につないで次のコメントが記されております。 IMG_9741
現在も晴天の日は、必ずご自宅のドームに入って太陽黒点観測を続けておられます。 KIMG2888

<準備> 一番大事なモノは松脂(ロジン)なのですが、
美術関係の材料を扱うところから購入。
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溶かして竹ひごにビーズ2個をはめた隙間に塗布します。 IMG_9685

出来上がったものはコレ
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竹材を購入して切断します。
この竹筒が共鳴箱になります。
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今回の講座の内容
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工作開始 糸の結び方を練習するところから始めます。 3a8515c5
糸の調節がむつかしいが、それぞれ完成させて
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ジー、ジーと教室に音が鳴り響き始めました。
本物のセミを見ながら、
配布された緑の紙に印刷されたセミの羽を竹筒に貼ります。 semi06ds
よーく観察すると羽の根元がかなり離れていること
羽のカーブが強いほうが内側にあること 内側のカーブが中央で近づいてること IMG_0028
目玉の位置を確認して、
ビーズ球をホットボンドでつけてセミが完成です。
どんどん出来上がったセミの声が大きくなって、
セミの生態を質問形式で学びました。

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●セミが地中にいるのは何年?
●セミが地上に出て生きてる期間は?
●泣かないセミはいる?
●セミの卵はどこに産み付けられる?
全員土の中に卵を産むという反応でしたので、
木の幹に産み付けられた卵・幼虫の写真を見せました。
●セミが羽をつけて飛び回るようになるのはなぜ?
●昆虫のポイントは何?
●知ってるセミの名前は?鳴き声は?
●セミの声はどうして出してるの?

これは全員が羽をこすって音が出るというものでした。
セミの腹に筋肉があって、まるで打楽器のように筋肉を震わせて
音を出してる ことをセミの腹と筋肉の図を紹介、
本物の腹は空洞になっていて音を響かせる 共鳴箱になってることを紹介しました。
全員がセミの声工作から音を出してると
「わーめっちゃやかましい」
「まるで夏本番や」
「携帯で録音したら夏のセミと間違えるかも」
数人が携帯で録音した音をみんなで聞きました。
セミについてのみんなの反応はとってもいい反応でした。
日本の子供たちはセミ好きなんだね!
70分

カメラ工作に続いて写真プリントのことについて考える講座です。
(色の三原色で中学美術の授業でも行われます)
富士フィルム社からいただいた、このアイテムがとっても楽しい! IMG_3606s

三枚重ねると
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「めっちゃきれいやん」
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三枚重ねると
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「えー、かわいいーい」 「これほしいなあ」 IMG_3611s
三枚重ねると
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「これもいいわー」
「きれいやー」
黄色い色を「イエローY」 赤い色を「マゼンタM」
そして青い色を「シアンC」というのです。
ちょっと絵の具の色や光の色と違う感じですね。
でもこれが印刷インクの基本の三色「色の三原色」なのです。
次はプリンターインクYMCと絵の具皿を用意して実験 IMG_9595s
まずYMCの中から二種類の色を選んでお皿の上で混ぜます。 IMG_9606
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いろいろな色ができてほかの人と比べます。
次は三色YMCをお皿にとって、徐々に混ぜていくと・・ IMG_9611
「混じったところは黒い」
「もっといい黒ができた」
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次は色環の紹介
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色環の反対側にある色を補色と呼んでいて
今から実験やるからねと
テレビ画面に赤い円を10秒間見せて白いマルに変えると
「ほんのり赤っぽい」
「人間の目の構造からじっと赤い色を見て急になくすとその反対色が見えてくるんだね」
電車の写真や子供たちの写真のRGB調整をして
画面に映し出し10秒間見せて無色の写真に変えると
「あー、見えた見えた、色がついて見える」 IMG_9599

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「色って私たちの生活に密着してて大事な要素なんだね」
手術着が赤の補色の緑色にしてたり、 牛乳パックが白地に青い色を付けて、
なんかクリーム色を浮かばせて濃い牛乳のように感じさせてるとか工夫してるらしいね。

70分

小学生低学年17名、静電気実験工作講座でした。 IMG_9530
1.静電気を今までに漢字と事あるかな?
●車やドアの取っ手にさわろうとしたとき
●髪の毛を下敷きでこすった時髪がくっついてきた
●シャツや上着を脱いだ時

2.「まっしろしろすけ君」工作
スチロールコップを二つ手渡して、
中にスチロール球を入れて セロテープでコップを二つくっつけて、
シャカシャカとコップを振ります。 数分間勢いよく振ると、中に入れたスチロール球が コップの壁にくっついたら「まっしろしろすけ君」の出来上がり。 5f33f55c-s
細長いフーセンを膨らませて、
輪を作り ナイロン布でこすって静電気を帯びさせれば
そのフーセンがコップの中のスチロール球を激しく動かすのです。 20141101

3.静電気の種類をチェックする実験
「静電気にはプラスとマイナスがあるんだね」
「このチェッカーで電気が赤くつけば+の電気、青い色がつけば-の電気なんだ」 20141167

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「フーセンはマイナスでその下にあるアクリル板はプラスだね」
「プラスとプラスはしりぞけあって、プラスとマイナスはくっつくんだよ」

4.電気クラゲ工作で楽しもう 荷造りテープを10cm各人に渡して、
「このテープは袋状になってるのではがして一枚にして」
「真ん中を結んで、櫛を使って細かく細かくしてよ」
意外とうまく出来上がって、早速見せた見本通りに浮かび上がらせる子がいました。
1年生や2年生にはサポート役4人がうまくお手伝いしてくれました。
電気クラゲでひとしきり遊んで汗ばむような状態になりました。
休憩がてら椅子に座らせて、
電気クラゲはマイナス、
フーセンはマイナスをチェッカーの青色LEDで確認して
「どうしてクラゲは空中に浮いたの?」
「マイナスとマイナスでしりぞけあってるから」

5.静電気発生装置で「ビリビリ!」
(百人脅し)
この時間になって急に部屋が暑くなり、
百人脅しがうまくいきませんでした。
子どもたちの熱気だけじゃなく、
窓を開けても北風がなくなって 生暖かい南東の風に代わって・・
ちょっとだけ”ビリっ”とした程度でした。
静電気発生装置はこれ
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6.ヘリコプター工作 時間が余って、
二枚のスチロール板を重ねて、
ヘリコプターを作って 二階のベランダから落下させて楽しみました。
「上から見るとくるくるコマのように回ってるね」
「空中のコマだね」
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2時間

特別支援学校中等部での出前講座でした。 IMG_9493

実験1.「空気をつかみとる実験」
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まず空気の存在を認識してもらいます。
口から吸ってる空気吐き出す空気。
両手で空気を捕まえる→ビニール袋で空気を捕まえる。
空気の入ったビニール袋を両腕でしっかり押さえてもらう実験から
空気の大きさ(体積)を実感してもらう。

実験2.「空気の重さ(質量)を感じる実験」
自転車の空気入れを使って缶の中に空気を詰め込んでもらう。 affa2a19
重さを測ると118g、缶から空気を放出したら115g、
再び空気を詰めて118g。
今度は水槽の中で缶に入ってる空気の体積を測るのです。
(水上置換)
2Lのペットボトルに空気が一杯になってさらにブクブクと外にかなり漏れたのです。
2.5L-3.0Lで3gかな? 空気って重さも体積もあるモノなんだね。 08a69432-s

実験3.「空気中の酸素を調べる実験」
ホッカイロが酸素を食べて熱を出してることをつかえて、
ペットボトルに入れたホッカイロの出す熱を全員に感じてもらいました。
「講座最後までそのままにしておくと、
ホッカイロがボトルの中にある酸素を全部食べてボトルがへっこむんだね」
「へこんだ量を測れば、空気の中にある酸素の量がどれくらいあるのかわかるよね」
-------
放置して講座最後に調べました。
nitorogen 037
なくなった酸素の代わりに(減圧吸引して)
ほかのボトルから引き込まれた水の量で酸素量を測ります。
「450ccくらいだから空気中の酸素(2000cc)は半分より少ないね」
------------
実験4.「酸素の性質をしる実験」
nitorogen 017
酸素は私たち人間が呼吸する大事なモノです。
酸素がなければ生きていけません。
この酸素はモノを激しく燃やす性質もあります。
酸素が入った集気びんの中でローソクの炎が白く光って勢いよく燃えてる実験でした。

実験5.「沸騰実験」 お湯がブクブクと沸騰してます。
温度を測ると105度Cでした。
KIMG0689
(今日の天気は高気圧)
「各テーブルに置いた液体窒素のジュアー瓶(保温汁物弁当用魔法瓶)の中をのぞいてね」 nitorogen 012
「下のほうから泡が出てるね。沸騰してるよ」
温度計を少し液体窒素につけると、急激に温度が低下していきます。
(超低温で-190度C)
「沸騰は高い温度だけじゃなく、こんなに低い温度でも沸騰してるよ」

実験6.「液体窒素をちょっとさわる実験」
机の上に液体窒素を撒いて一瞬さわってもらいました。 DSC09599
「冷たい液体窒素に触れてもらって、ちょっとさわるぐらいなら安全、
だけど冷えたものを口に入れたら、冷たい熱をいっぱい貯めてるから危険だよ」

実験7「液体が期待になると1000倍実験」
「爆発実験」とも言ってますが、
フィルムケースに液体窒素を少し入れて ゆっくり落ち着いてフタをすると nitorogen 013
「どかーーん」と大音響。
この日一番人気だった実験でした。
「液体ってね気体になると1000倍になるから、急にフタを押しのけて大音響がするんだ」

実験8.「なんでも冷やす実験」
トマト、バナナ、豆腐、ミカン、コンニャク ともかくこれが一番楽しいのかな! IMG_9499

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実験9.「フーセンゴムと軟式テニスボールを冷やす実験」
「フーセンゴムは液体窒素で割れなかったのに、どうして軟式テニスボールは割れるの?」 nitorogen 040

実験10.「ドライアイスをつくる実験」
人間の吐く息にたくさん含まれてる二酸化炭素。
これを試験管の中で冷やしてみよう。
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できた白いものは?
「ドライアイスかな?」
「二酸化炭素がドライアイスなんて知らなかった」
「この気体は変わり者なんだね」
「ふつうは冷やされて気体→液体→固体になるんだけどね、
二酸化炭素は気体から固体になっちゃうんだ」
「そう、固体からすぐに気体になるからケーキを冷やすのに便利だね、
ケーキがびしょぬれにならないからね」

最後は窒素を人間は直接利用できてないけど、いろんな食べ物から体に取り入れて、
人間の体を作ってるモノなんだね」

2時間

先の講座(カメラ&望遠鏡工作)の後の実験講座です。
1.光の大原則「どこまでもどこまでもまっすぐ進む」実験
真っ暗な部屋でレーザー光線を発射します。
横から光は見えません。
突き当りの板に当たってるところが小さく赤く見えます。
レーザーが走ってる付近に参加者全員が、
サランラップの芯をもってレーザー光のそばに並び、
芯をフリフリすると

「オー見えた見えた」
「すごいすごい」
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このあと黒板けしをはたいてチョークの粉を一面にまくと
光が乱反射して見えるようになり、まるで光の糸が伸びていくように見えて感動です。
「すごいわー」

2.ガラス板に入って出ていく光の実験
今までガラス内の光線の筋道を見ることができなかったが、
今回用意した紫外線レーザーによってガラス内の光の道筋がくっきりと見えるのです。 IMG_9489s
これを使うとガラス内の光路がきれいに見えます。 IMG_9483s
写真右下から入射した光がガラス面で屈折、
ガラス内を直進して ガラスから出るときに屈折する様子が
とてもきれいにみることができます。
「光が違うものに入ったり出たりするときには進行方向が変わるよ」
「これを屈折といいます」
「ほんとうにきれいに見えるね」
直角プリズムの中を走る光線をおまけに見てもらいました。
3.「凸レンズによる光の道筋」実験
赤色レーザーを三本平行に走るように調整して実験機を作ります。 IMG_1684s
これを使うと凸レンズの焦点がきれいに見えます。
教科書にあるような図が、目の前に出現するのです。
プラケースに水をはって、
そこにレーザー光三本を投入すると
「見えない」
「空気中と同じで水の中に浮遊物がないと光の道筋は見えないよ」
「じゃミルクを一滴入れるね」
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「オー一一点に集まっててすごーい」
「これが凸レンズの焦点だよ」
「ここに黒い紙をおいて日光を集めるとね、紙が焦げ始めるんだね」

4.「本物のカメラをみる」実験
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まずシャッターを見てもらう。
1/1000秒から1/50秒1秒、
バルブ(解放)まで
シャッターの切れる音がなかなか気持ちいい
「1/1000秒をもう一度やってみて」
次はバルブ(解放)にして絞りを見せる。 IMG_9669
「猫の目とおんなじだー」
「そうだね明るいと目を細めてるね」
「これで光の量を調整してるんだ」
さらに距離とレンズの動きを観察してもらう。
「遠くの景色をとるときはレンズが後ろに引っ込んで、
近くの景色をとるときにはレンズが前に出るね」
「みんなの作ったカメラは内箱を出したり入れたりしてたけどね」 IMG_1690

5.「凸レンズでできる像をさがす」実験
机の上にローソクを立て、同じ並びに凸レンズをおいて、
トレース紙でローソクの像がどの辺にあるのかを探すのです。 IMG_9479
二人一組になって、トレース紙を移動させて
「あったあった。小さくてさかさまのローソクが見える」
「大きな像も工夫して作ってみて」
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「わーこんなでかいローソクが見つかった」
「紙の上にできる像が、写真にとることができるんだね」
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「せんせい、それって”カメラ像”?」
「おおなかなか面白い表現だね、”カメラ像”って」
「簡単望遠鏡工作」も行いましたが、
100均レンズだけでは大きな拡大が望めなかったので
本物の望遠鏡を最後に見てもらったのです。
夜の雨天なので、遠くのコンビニの看板を狙って
「みえたぞ」
「みえたぞ」
「どれどれ」
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70分

0均で購入した虫眼鏡(倍率4-5倍)を使って望遠鏡を作りました。
望遠鏡の対物レンズとしては焦点距離が短く、あまりいいレンズでないのが玉にキズ。
しかし望遠鏡の原理がわかるのではないかとトライしました。
牛乳パックを内筒に使う(前回講座カメラづくりで使った外筒にあたる)
のでその外側に今回のレンズをつける外筒を作成しました。
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工作用紙で直方体を作る作業ですが、製図をして箱を作る作業は今回で三回目。
皆慣れた手つきで簡単に出来上がりました。
この箱の上にフタをして丸くくりぬかれたところにレンズをホットボンドで張り付けます。

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「先生マルをくりぬくには千枚通しでマルの部分に線をつければいいよね」
みんなうまくくりぬきました。
ホットボンドでレンズをつけて・・・
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「ぼやけてきれいに見えないよ」
「そんなはずないんだけど、事前作成したときはきれいに見えたけど」
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「100均のレンズがぼろいからかなあ」しかしそれは間違いだったのです。
よく調べたら、まったく同じ形の100均虫眼鏡4-5倍の商品なのですが、
以前購入したものと今回購入したモノとは焦点距離が違っていたのです。
そこで試作品の望遠鏡内筒(牛乳パック)の長さを14cmに切り落とし、
それに合わせて今回作った対物レンズをつけた外筒の長さも14cmに短くしました。
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筒が変に短い望遠鏡の完成です。しかし・・ 遠くのものも、
かなり近くのものもきれいに拡大されて見えるじゃありませんか。
これで「いちおう望遠鏡」
「倍率数倍(約4倍)」のものになって、
望遠鏡の基本を学べる工作に仕上がることになりました。
化粧の色紙をはって
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対物レンズに接眼レンズ(カメラ工作で使ったレンズ)をあわせると
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試しに外の月を見てみたら 光収差で色づいて見えるし、
月がほんのすこし大きく見えるだけ。(クレーターは見えない)
かんたんデジカメのほうがよっぽと大きくきれいに見えるのです。
しかし!
チコちゃんの近くに出来上がった「いちおう望遠鏡」をおいて IMG_9468
チコちゃんをみたら
「おー、大きく見えてるわー、さかさまやし」 IMG_9467
外のネオン(ホテルやパチンコ店のイルミネーション)をのぞいて
「オー見えた見えた」
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「けっこうかくだいするやん」
「信号近くに落ちてるミカンが見えるよ」
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「あるある、見えたね」とみんなが窓から外の目的のものを探し出していました。
レンズについていた支持台を使って工夫したり
レンズの周りを黒紙で覆ったりして、擦れぞれ工夫して楽しんでいました。

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これで次回の「凸レンズ実験講座」につながります。
75分

小学生4-6年生23人(欠席2)で初めての体験・電子工作を行いました。
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ブレッドボード上での工作でしたが、なかなか大変でした。
前回の電流講座「電気パン作り」から電流の復習から始めました。
電気の流れは熱をつくる、光を出す、磁石を作るの三項目をよく覚えていました。
「今回は電流が少なくって熱はほとんど出さないけどひかりがでるよ」
「電気はプラスからマイナスに向かって流れるんだけどもとにもどってくる道筋を回路というよ」
「三本足のトランジスターをつかうけどね、この働きはスイッチとして使われるよ」
早速電子工作へ
ブレッドボードの説明と部品紹介そして部品の差し込み方法を教えて
どんどん自由に進めてもらいました。
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「うまくいかなかったりわからなかったら手を挙げてね」
どんどん手が上がります。
二人でそれぞれ対応しながら進めていきました。

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多かったミスは
1.差し込み場所が一列ずれている
2.部品を短く切りすぎて接触不良
3.LEDのプラスマイナスが逆になってる
それでもどんどんうまくできる子が増えて行って
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「できました、電池つないでいいですか?」
「うまくいったらご近所の子の面倒見てくれる」
2時間かかって全員が完成
「今から部屋の電気を消すから、電池スイッチONにして」
「LEDがつかないよ」
「そうだよ!部屋が明るいとつかないんだ」
「おー真っ暗」
「わーついたついたー」
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子どもたちの感想文
●こんな細かい部品だけでLEDがついたのでびっくりしました。
●きょうはたのしかったです。電気の講座が大好きです。
●ブレッドボードがハンダを使わないでできるとは知らなかった。
●こんな部品で明るくってすごいと思いました。
●回路は英語でサーキットという。なかなか経験できない電子工作ができてよかったです。
●手で暗くしてLEDがつかなかったけど、部屋を暗くしたらついたのでびっくりした。
●とても楽しかったです。あんなことできるのでびっくりしました。
●部品を切りすぎてうまくはまらなかったり、よく似た部品があって難しかったけど、
達成感があって楽しかったです。
●うまくつかなかったけど、ほかの人が教えてくれた。そしたらついた。暗い時だけ電気がつくんだ。
●うまくつかないときは、どこが違うのか?など頑張って探すことが大事だと思った。
●なかなかつかなかったけど、いろいろと工夫してやっとついたから、面白いと思った。
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●回路をつなぐことができて楽しかった。
●電流はプラスからマイナスへ行く。前の講座と違って熱は出さなかった。LEDは光を出しことがわかりました。回路がサーキットと初めて知りました。
●いろんな発見ができた。電子工作の中でいろんな部品の名前を知ったからよかった。
●意外と簡単だった。
●細かい作業だったけど楽しかったからまたやりたい。LEDはLight Emitting Diodeということが分かった。
●できるとおもっていたけどむつかしかったです。はんだごてを使わないでこんなのができてすごいです。
●とても面白かったです。たくさん間違えたけど完成してよかったです。もっと電子工作してみたいです。
2時間
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文字が書ける葉っぱ「タラヨウ」をたくさんゲットできました。
(伊賀上野公園石段にたくさん落ちていた)
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”郵便局の木”と言われて、各地の郵便局に植樹されていると聞いています。
この葉っぱをきっかけに葉っぱの学習から葉脈標本づくりをおこないました。
先がとがってない鉛筆で葉の裏側に思い思いの言葉を書いてもらうと
しばらくして真っ黒な文字が浮かび上がります。 IMG_9403
セイヨウバクチの木も同じように文字が書けるのでこれも合わせて使いました。 IMG_9253
それぞれ文字を書いてもらって葉っぱの解説をプリントで IMG_9404
葉っぱの周りにあるギザギザをのこぎりみたいなので漢字「鋸」を使って
「キョシというんだね」
「きづかんだけど、さわってよーくみたらタラヨウにもとげとげがあるわ」
葉っぱが緑である重要性を問いかけると
6年生が勢いよく 「光合成」
3年生は「それってなに?」
簡単に説明してすぐに葉脈標本づくりへ
歯ブラシで"たたく"見本を見せてスタート IMG_9396
「だんだんとれてくる」
「透かして見るとよくわかる」
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食用色粉を3色用意して、染色したい子は染めてもらうことにしました。 IMG_9412
「よーく乾かしてラミネートするよ」
(ラミネートは大人に任せます)
「5種類の葉っぱ
ツバキ、ヒイラギ、カナメモチ、ヒイラギモクセイ、キンモクセイを用意しました。

カナメモチ
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ヒイラギ・ヒイラギモクセイ
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ヒイラギモクセイ
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キンモクセイ
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用意したので好きなものからやっていいよ」
「葉が硬いのと柔らかいのがあるし、真ん中から破れやすいのもあるから気を付けて」
子どもたちはもう夢中になって、次々と挑戦していきました。
「ヒイラギの元の葉っぱもラミネートできる?」 IMG_9408
「しっかり乾燥させてからラミネートしてね」 IMG_9392

「ラミネートの大きさからはみ出しそう」
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「できたできた、見て」
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出来上がった葉脈を虫眼鏡で見てもらうこともしました。 IMG_9414
「ヒイラギはまいてるけど、カナメモチは細かい」
出来上がったしおりを大事に持ち帰ってもらいました。
最後に葉脈の働きをお話しして
「人間の血管みたいにすみずみまで張り巡らしてるね」
「水を送ったり、葉っぱでできた養分を送ったりしてるんだね」
資料提供:赤嶺さん 90分

牛乳パックを使ってカメラ工作でした。 牛乳パックの底は硬いので、
工作カッターを使って四角に切り開けました。 IMG_9381s
凸レンズはアーテック122円のものを使いました。
(凸レンズだけで近くの文字をみて大きく拡大した文字を確認ー虫眼鏡だね!) IMG_9373
牛乳パックに外光が入らないようにまずレンズ周りを黒紙で覆います。
工作用紙を幅6.5cm長さ25cmの直方体を製図し組み立て、 IMG_9383as
8.5cmの正方形に切ったトレース紙を貼って牛乳パックの中箱として使います。
それだけでは牛乳パックの側面から外光がどうしても入るので
黒紙A4サイズで牛乳パックの中に挿入して
外光を遮断し その中に工作用紙で作った(トレース紙を貼った)内箱を差し込んで出来上がりです。 IMG_9382s

IMG_9377

IMG_9387as
まず気が付くことは外の景色が反対に見えること
(フレネルレンズを使った工作より格段に像が鮮明です)
遠くの景色と近くに景色を見てもらって 中箱が引き出されるのか、
中に入るのかを確認してから 大型フレネルレンズで作ったカメラ実験機を使って実験です。
KIMG2836s

KIMG2837s

IMG_9376
レンズの前に貼り付けたたくさんの星形抜いた紙をおいて・・
(内筒を取り払ってそのまま除いてもらうと)
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「そりゃ星型がいっぱい見えるよ」
次に像を映し出すトレース紙の貼ってある内筒を入れると IMG_9450

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「内筒を入れて覗いたら星形が消えちゃった」
「あれーちゃんとチコちゃんがみえてる」
IMG_9459
「あんなに星がいっぱい見えてたのに」
「なぜ?」
(次回の実験へつづく)
75分

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水の流れを「水流」と呼ぼう。 各家庭に設置されてる水道のメーターで「水流」を見てもらいました。 bd7d5d78-s
「ほら!ここ見て、くるくる回ってるとこ、横にある数字は使った水の量だよ」 「水の流れを早くすると回転も速くなるね、”水流”という」 電気の流れを「電流」と呼ぼう。 各家庭にある電気のメーターで「電流」を見てもらいました。 IMG_9332
「ほら、ここ見て、くるくる回ってるとこ、上にある数字は使った電気の量で、電気代になるよ」 「たくさん電気を使うと早く回転するよ、”電流”というよ」 装置の裏側にあるコンセンセントにヘアードライヤーをつないだら 「オー、めっちゃはやく動いてる」 IMG_9336
ドライヤーからでてくるあったかい風を子供たちの顔に当てて・・・ 「電流の役割を知ってるかな?」 最初に出てきたのは、電子レンジ 次に出てきたのはIHヒーター。 さすが現代っ子!(電熱器やホットプレートはすぐに出てこなかった) でも素通りできないから 「電子レンジは電波でモノを温めるよ」 「IHは電磁石でモノを温めるんだね」 「今日のテーマは電流が熱を出すことを学ぶんだね」 IMG_9344
「ほら電流が流れるとこんなに真っ赤になるんだね」 水の中に突っ込んで蒸気を作ったり、手のひらを電熱線にかざして熱を感じてもらいました。 IMG_9346
何度も「電流が作る熱を使って電気パンを作るんだよ」と繰り返しながら パン作りへ ホットケーキミックスと牛乳をボウルでしっかりとかき混ぜ ステンレス板の間に流し込み、点検の上電圧100Vをかけました。 IMG_9350
すぐにクランプメーターで電流を測ります。 (電流の単位はAアンペアと教えて) 約三分ごとに測定します。 1.5A→2.6A→急に下がって→0.03Aの変化を感じてもらいます。 IMG_9353
温度が上がってくると「あーいいにおい」 箱に触って「めっちゃあつい」 「先生いっぱい膨らんできてこぼれないの」 IMG_9356
少し冷ましてから牛乳パックの箱をハサミで解体します。 IMG_9361
一つの班が三人と四人なので包丁で三等分・四等分して紙皿へ 紙コップに入ったジャムをつけておいしくいただきました。 IMG_9368
「パンの中に電線がないのにどうして電流が流れたのかな?」 と問いかけて 「モノが水気のものに溶けると電気を持ってしまうものがあってね」 「電気を帯びた粒が動かされると電流になるんだね」 「するとすごい熱が出てホットケーキミックスが温められるんだよ」 「なんでパンが膨らんだのかな」 IMG_9365
「空気が膨らんだ」 「膨らし粉がはいってたから」 「ホットケーキミックスが温められて二酸化炭素が出て膨らんだんだね」 「先生パンの表面にあいてる小さな穴は何?」 「ガスが出てきた穴かな」 IMG_9366
感想文を書いて2時間 <感想文> ●電気は熱を出すことからパンができて電気の力を身に染みて感じた。電熱線の赤い色から何度か来夏わかるなんてすごいとおもった。 ●電流の単位はアンペアで、1.3から2.6A最後は0.03Aになってパンが出来上がった。 ●パンのふくらみがすごいスピードだった。 ●単位の読み方がよくわかった。 ●電気で熱が出て、パンができたのですごいと思った。 ●電気パンはおいしくって楽しかった。また水流や電流の流れ方がわかって楽しかった。 ●電流のいろんな働きを知りました。 ●私は理科の中でも電気のことが好きなのでとても楽しかった。頑張って作ったパンはいつもと違って特に美味しかった。とても説明が上手で、いまほどにきょうみがわきました。 ●電流が熱を出したり光を出したりすることを知らなかったのでいい勉強になりました。 パン作りには炭酸ガスが出たりイオンが出たりする。単位はアンペアという。IHは電磁石で熱を作る。 IMG_9342
●電子レンジは、電子を電波で動かして熱をつくるなんて初めて知りました。電流は熱を出したり光を出したり磁石を作ることがわかりました。 ●ホットプレートの電線がどうなってるかがよく分かったので良かったし、電流のことがよく分かったので良かったです。 ●電子レンジを電波レンジという言い方がおもしろかった。 ●ホットケーキミックスなどは水に溶けると+-のイオンになってそれがひきつけられて熱を生むことが分かった。はじめの3-6分後2.3Aで最後は0.05Aでした。Aが多いと牛乳パックが熱くなりました。 ●電流は熱を出したり、光を出したり、磁石を作ったりすることが分かった。その中で熱を出す特性をいかしてパンを作ったのがすごいと思いました。電流の三つの作用で家庭でもいろいろ役に立ってることを知ったので、探してみようと思いました。 ●パンが炭酸ガスで膨らむんだけど、その膨らみ方に変化があるのはなぜか? IMG_9357
以上

年末からお正月にかけて、土鍋に入れた
キンモクセイ、ツバキ、ヒイラギを煮込んできました。
(水酸化ナトリウムが家庭になかったので)
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ツバキが一番早く柔らかくなって先に取り出し、
キンモクセイとヒイラギはさらに ストーブの上で煮込んだのです。
これら葉っぱを一枚ずつ取り出して、バットの上に置いて IMG_9324as
歯ブラシで葉肉を丁寧に落としていく作業です。
今回赤嶺さんが水酸化ナトリウムで葉肉を柔らかくした
ヒイラギモクセイとカナメチの二種類を追加して標本づくりです。 IMG_9324cs
ヒイラギは葉の表皮がツルリとむけ落ちて
葉脈がきれいに表れて 扱いやすいのですが、
ツバキは柔らかくなりすぎて そーっと扱ってもらいました。
歯ブラシの扱い方に最初は戸惑いがありましたが、
「少したたくように軽くこするように」
「ちょっと経ったら光に透かして見て出来具合を見ながら作業してね」
と光に透かして見ると強さ加減がよくわかってうまくいきました。 IMG_9306 - コピー

IMG_9311 - コピー

IMG_9315 - コピー
希望者は漂白剤で黒い色を少し落として
赤・緑・黄色の食用色粉を使って染色も行いました。
時間内に標本を完成させたいので、
ドライヤーで乾かして、ラミネーターにかけて
パンチで穴をあけてリボンをつけたりしてもらいました。
完成作品は
IMG_9312

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仕上がりがとても楽しくって、
みんな夢中になって作業してもらいました。
最後に葉っぱの役割、葉脈の役割について話し合って終了でした。 IMG_9305
75分

体育館でのイベント 1-3年生20数名+中高学年9名
マスクをつけて体育館で広がってサイエンス工作
<ペットボトル空気砲づくり> 全員立って腹式呼吸の練習。 IMG_8491
足を少し曲げておなかに手を当てて絶えず おなかが張ってるようにして
声を出す練習から始めました。 「わー!」と大声が館内を響かせました。

フーセン飛ばしあそび
11インチダイソーのフーセンを膨らましてもらって、
そのフーセンを天高く上に飛ばしてもらったのです。
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うまく上に飛んでいくもの、
下を這うように呼ぶもの・・

「ペットボトル空気砲」
 500mLペットボトルの底をカッターナイフで切り取って
(1年生だけ前もって切り取っておいた)
ペットボトルに1/3切り取ったフーセンを両面テープとセロテープで張り付けて
「ペットボトル空気砲」の出来上がり。
空気砲の的は紙皿とトイレットペーパー芯の組み合わせで簡単に作ります。

次はフーセンヘリコプター。
ダイソーの空飛ぶフーセンヘリココプターです。
付属のフーセンは小さいので口からの息では膨らみません。 IMG_9283
空気ポンプを二人に1台配布して、
空気漏れを防ぐ役・ポンプを押す役に 役割分担して膨らませます。 IMG_8490
膨らませたフーセンに、三枚の羽をつけた笛を取り付けて
上方に投げ出しますと、
フーセンから出る空気の反作用で 羽が回転して
安定した飛行を上方に向かって持続させることができます。

エアーバズーカでローソクを消す
以前サイエンス教室講座で作った「ゴミ箱利用エアーバズーカ砲」二個を持ち出して
火のついたローソクを消してもらいました。
火が消えたら子供たちがマッチでローソクに火をつけてもらいます。
エアーバズーカにもマッチ擦り役にも列ができました。

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最後は巨大空気砲 自作で折り畳み可能な巨大空気砲で
できた煙の輪は 体育館の後方上空に漂って、
子供たちの大歓声に支えられてるようでした。
何度やっても楽しい巨大空気砲。 144884588_3678637958884645_6643806564865382769_n

最後に空気はモノであって1L1gの質量をもってることを話しました。
2時間

鈴鹿青少年センター主催「おもしろ自然科学シリーズ第一回・葉っぱの不思議」
担当は科学サークル大黒屋赤嶺さん
葉っぱの構造の説明の後
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毎日皆さんが食べてる野菜のことについて質問
子どもたちから「チンゲンサイ」「キャベツ」「アオナ」
「タマネギ」「ミズナ」・・と次々に手が上がる
「それは葉っぱ、それは根菜・・」と仕分けて
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「じゃどうして道端に咲いてる葉っぱは食べないのかな?」
「毒だから」
「そうだね、死に至る危険なものがあるけど多くは毒や苦みがきついんだね」
「特に危険な葉っぱは、キョウチクトウ、アジサイ、トリカブト、・・・」
植物はどこが一番虫に食われたくないのかな?」
「葉、茎、花、種、根?どれかな」
「葉っぱが一番虫に食われたくないの」
「どうしてかな」
「酸素が出るから」「光合成するから」・・などなど
「そうね葉っぱで植物の体を作るでんぷんを作るからなんだね」
次は紫キャベツを煮て取れた煮汁で実験へ
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カクテルグラスに紫キャベツ(赤キャベツ)にお汁を入れて、
できた青い色がアントシアンというものなんだね」
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「葉っぱに含まれるいろいろな色があってね緑が多いけど
赤や紫や青色を作ってるのがアントシアンっていうんだね」
アントシアンは学校でも習うかもしれないが、
酸性とアルカリ性によって色が変化する実験に使われるんだよ」
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葉っぱの不思議「文字のかける葉っぱ」の紹介
先を細くした割りばしで葉っぱに文字を書いてもらった
「文字が見えてきた」
「オー黒く文字が浮かび上がってきた」
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郵便局の木と言われてる「タラヨウ」と
「西洋バクチノキ」の二種類の葉っぱを使いました。
「西洋バクチノキのほうがちょっとうすいなあ」
お母さんあてに「いつもありがとう」という文字もありました。
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葉っぱの不思議「葉脈標本づくり」
葉っぱを水酸化ナトリウムという薬品で葉の
葉肉の部分だけを取り去ったものを作るのです。
残った網の目のようなものが、葉脈で、
葉っぱに必要な栄養分や水を運ぶ管のことをいうのです。
これは人間でいう欠陥みたいなものだね。
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子どもたちは丁寧に根気よく歯ブラシで葉っぱをたたいていました。
ヒイラギは比較的簡単にできるのですが、キンモクセイはなかなか根気のいる作業でした。
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(中日新聞より)
2時間


人に用意したものはこれ
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まず工作用紙で立方体の箱を作ります。
製図を各自自分で行ってもらうのですが、
メモリがついてる用紙なので簡単と思いきや
初めての線引きは結構手間取ったようです。
図面
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折れ線の部分は千枚通しで折り目を付け、
切り取って箱を作りました。
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次はコインが落ちていく円弧状の通路を作ります。
100均のスポンジシートを使いました。
型紙に合わせて切り、両面テープを使ってプラスチックダンボールで挟みます。 IMG_9199

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出来上がったコインの通路を箱に立て、
型紙のB,Cで箱に固定していくのですが、
磁石をつけてからうまくコインが種類別に仕分けられるように 調整しなくてはならないので、
いったん養生テープで仮止めしながら行いました。
磁石は一人4個のネオジム磁石を使います。
(四個100円と2個100円のネオジムを使いました)
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うまくコインにブレーキがかかって
「おー一円玉が勢いを極端になくしたー」
「10円と100円玉は落ち方が似てるが、うまく仕切り板を動かせば分けられる」
「こりゃー楽しー」
75分
翌週まで持ち越したコイン選別機の調整
先週うまくできた子もいたが、なかなか調整がうまくできないこのために時間を追加しました。
特に100円と10円の質量が近いために、磁石でブレーキをかけても
落ちてくる場所はほとんど変わらないのが難問です。
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この二つのコインを仕分けるには、磁石によるブレーキのかけ方
および落下地点の箱の高さと場所の設定です。
本体が完成してから、しばし子供たちは無言、教室が静まり返ってる中に
コインの落下する音だけが繰り返し鳴り響いてました。
全員調整が終わってから
「動く磁石がアルミや銅に影響を与える」
「動くコインが磁石から影響(ブレーキ)をうける」
実感を行いました。

その1
一円玉(ニッケル)を磁石ででんぐり返りをさせる


その2
磁石でアルミ板を回転させる

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その3
アルミ缶の中で磁石を落下させる

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以上3つの実験から不思議なことに
「磁石にくっつかない金属が磁石によって動かされる」
ということが分かったのです。

「へーなんでー」
「しかし不思議やー」
「渦電流」と言って磁石が動いても、くっつかない金属が磁石のそばで動いても
磁石が磁石にくっつかない金属板に影響されることがあって
電気のメータや軸の回転速度を求めたり、
IHクッキングヒーターとして利用したりしてるんだね。
75分

完成作品
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(工作原案:鶴田さん)
縄跳び人形に続いて「糸からくり人形・鉄棒ウチムラ君」の工作でした。
用意した材料道具は
IMG_9159
講座時間が限られているので、今回の人形装飾は一切なしの工作です。
講座のあらましは
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糸のからくりで鉄棒を回転してくれるウチムラ君を作って
1.からくりの仕組みを学びます。
2.一本のつながった糸がピーンと張った時の力(張力)を学びます。
まずは透明プラスティック板から手と足を、図面を参考にして切り取ります。
IMG_9171zs

切り出された透明板に、千枚通しやはんだごてで穴をあけ、
さらにヤクルトの空きカラにも同様に穴をあけます。 IMG_9162
見本と製作図を見ながら竹ひごに手足透明版・ストローを入れ
両端は 白の円筒ビーズを両面テープを使ってストッパーの役割を持たせます。
すると人形ウチムラ君が出来上がります。
IMG_9163
人形ウチムラ君が出来上がったらあとは糸を通すだけの作業です。
糸が設計図通りに”交差”と”平行”が実現するように通せれば成功です。
IMG_9211

IMG_9213
子どもたちにとって難所は「穴にうまく糸が通らない」ということでした。
糸の先をセロテープで巻いて、
そこをとがらせるようにハサミでカットして 穴に糸を通しました。 IMG_9166
糸を引っ張ると、人形ウチムラ君がせりあがってきて、
そのまま勢いで鉄棒を回転します。
糸のゆるみと締め上げで回転が持続します。
簡単な仕組み「糸の交差」がこのからくりのミソですね。
最後は滑車や荷物持ち上げロープに使われる糸に働く力(張力)のお話をして終了 IMG_9216

70分

準備したものは
IMG_9125

実寸サイズの設計図を全員に配布して
IMG_9119
作業の順番を図面に書き込んでもらってから工作開始。
底板に左の柱を二本の釘を打ってセットします。 IMG_9129

なわとびの縄はアルミ線でできているのですが、
クランクをセットするために二個の圧着端子を金属ボンドで接着したもの2セットを使います。
(結局一人4回の圧着端子締め付け作業が必要になります)
IMG_9127
アルミ線の端から5cmのところに一回目の圧着端子をセットします。
道具はこれ
IMG_9134
圧着端子の内径は2mmまでなので竹ひごじゃなく2mmの針金を取り付けます。
なわとびする人形を取り付けるにはストローを針金に通してその上につけるので
針金にストローを差し込んでから残り二か所の圧着端子締め付けを行います。
(それまでにアルミ線を設計図通りに合わせてなわとび形を作っておきます)
出来上がりました。
IMG_9141
右の柱はねじ止め作業にしました。
(金づちとねじの両方の作業を経験させてみたかったから)
この場合左右の柱が水平になるようにセットしたいので
針金を柱の穴に通して間違いなく水平一直線になってるかどうかを確認しながらです。 IMG_9132

IMG_9133
最後は型紙にそってスチロール板を人形の形にカットします。
(二色の色が重なったスチロール板を使いました) IMG_9144

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人形と縄がうまくかみ合うように高さを調節したり
人形が絶えず垂直に保てるように釘でおもりをつけたり・・ など子供たちの工夫は尽きません。 IMG_9142

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初春の第一回目の工作はたのしい「なわとびピョンタ君」でした。
最後に一本の軸の回転でいろいろな動きをセットすることができる面白さを考えて終了。
IMG_9145
工作原案:鶴田さん
70分

クリスマス前の講座なので、LEDを使ってクリスマスイルミネーション工作でした。 IMG_9100
講座は二つのテーマを持っています。
一つは四角錐を学ぶこと。
二つにはLEDの並列接続を学ぶことです。

その一、四角錐
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底(底面)が三角で上の一点(頂点)でむすばってる立体が三角錐
底が円で上の一点でむすばってる立体が円錐
底が四角で上の一点で蒸す場ってるのが四角錐
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「今回は自分で四角錐を作ってもらいます」
「四角錐って初めて聞いた」
「じゃ二本の緑針金を上の一点(頂点)で結んでね」 IMG_9085
緑の針金はあらかじめ板に差し込んでおいて、頂点をそれぞれで結んでもらいました。
型紙に合わせて、4枚の三角形をトレース紙から切り取り、 IMG_8916s
両面テープで緑の三角形にトレース紙四枚を貼り付けます。
ぎこちない子もいましたが、
全員四角錐を完成させました。

その二、並列接続
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「横一列に並ぶことを並列というよ」
”人間の場合”
”電池の場合”
”LEDの場合”を
黒板に図示してまず並列接続を軽く認識してもらいます。
次はブレッドボードに6個のLED(自由に選ぶことができる)を用意してIMG_9084
電池を用意するときには、
「この単三二個の電池は直列(縦つなぎ)で3Vになるね」
と念押しをして
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並列接続を実感してもらいました。
(ぜんぶのLEDが点灯すれば成功)
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各人違った色合いでLEDがうまく点灯しました。 IMG_9093
これをブレッドボード左右上下6個を全面にLEDを配置するようにお願しました。
見本を見せて
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「上からプラスが下りてきて、下からマイナスが上がっていくんだけど、
  溝があれば橋(ブリッジ)をかけてLEDに電圧が届くようにするんだね」
「ただしLEDがブレッドボードの真ん中に置かれた場合(〇で囲まれたところ)は
  LEDの足を同じ楯列につないじゃだめだよ、LEDを横置きにしてプラスのラインと
  マイナスのラインが違う列になるようにしてね」
「先生のチェックを受けないで電池のスイッチを入れないでよ」 IMG_9096
と念押しをしてやってもらいました。
みんな「見本」や「お隣さんの」を見ながら必死でした。
私がチェックすると、
列を間違えたり、
電源の場所が違ったり、
ブリッジの差し込みが短く悪かったりしました。
でも全員がLED6個の並列接続を完成させました。

最後に部屋の電気を消して
IMG_9099
「メリークリスマス」

2時間

参加計10名 ZOOM参加4名(うち大学生3名)、
会場(工房)参加6名(感染対策完備)
コロナ禍の中、会場参加者6名には暖房、窓を開ける、
加湿器、マスク着用、テーブルには透明衝立、アルコール消毒を用意しての開催です。
<植田>
HoloAirMock2 2020-12-14 14.45.30
〇気体分子運動のVR表示 気体分子が壁にぶつかる速度を変更すると、
壁には力積ベクトルの大きさが変化して表示されます。 HoloAirMock2 2020-12-14 14.37.13
たくさんの分子が不規則な方向に飛び回っていて、
気体の中の分子の様子が可視化されて素晴らしい報告でした。

〇放物線運動のVR表示
IMG_9050
VR専用のメガネを着用すると、本当にリアルに仮想現実に入ることができます。
そこは広大な野球場(アメリカの球場かな?)
IMG_9047
そのグラウンドで自分が球を投げる(遠投)と
放物線を描いて落下していきます。
手元から指示のキーをさわると鉛直方向の運動や水平方向の運動が
放物線運動と合わせて表示されます。
ストロボ表示なので、水平・鉛直方向の運動を含めて 放物線運動を理解していくことが可能です。 IMG_9049

〇ZOOMでアンケート 以上二つのVR教材を紹介してもらったのち
すぐに画面上でアンケートが行われました。 IMG_9057

<鶴田>
〇昔懐かし自在鉤 戦後駅前で年末になると
「救世軍」が慈善ナベ運動をしてたことを思い出して
そこに使われていた「自在鉤」を自作して紹介。
農村ではこれを囲炉裏の上に置いたナベをかけていたのです。
IMG_8988

しくみは
IMG_9076s
若い学生さんは「初めて」という声が!
先人の知恵は今日に生きる可能性があるから、後世に伝えたいものですね。 IMG_8989

〇ヘロンの空気エンジン
ヘロンが行った蒸気エンジンを空気に換えて楽しい子どものおもちゃにしました。 IMG_8990

IMG_8991
<金子>高専生
〇振り子時計の製作
高専にはレーザーカッターが用意されていて、
モノづくりが各自行えるようになっています。
「一度時計を作ってみたい」という思いに駆られて、いろいろ調べ挑戦しました。
いろいろ調査して
IMG_8994

IMG_8995
歯車の設計、歯の形・歯数など幾度となく調整してやっと完成させたのです。 IMG_8996
駆動エネルギーはバネではなく、水の入った2Lペットボトルの重力です。
とくに何度か調整が必要だったのは「脱進機」 IMG_8993

ZOOMのコメントには次々と意見が寄せられました。
「歯車を自分で作るなんてすごい」
「それがトータルで時計になるなんて、もうびっくり」
「今回振り子の授業を子どもたちに行った後、この金子時計をしょうかしてもらいました」
「よくやったなあ。すごい」
「設計から工作まできるのがすごい」
「これ以外に 作ったものはありますか?」
IMG_8686
先日新しい脱進機に変えましたこれなんですが、
さらに正確に時を刻むようになりました。 IMG_9052

<鈴木>愛知
〇はかりの重力補正から学びたいこと
最近のはかりの解説書には「重力補正」という項目があって
北海度と沖縄では重力の値が違ってるため、はかりの目盛りを補正する項目があるのです。 IMG_9051
理科クラブなどで子どもたちと一緒に
重力の値が地域によって微妙に変化してることを 研究してもいいかと思っています。

ZOOMでのコメント
「日常使うはかりから重力の本質に迫っていて面白い」
「すごいなあ最近のはかりは、はかりに重力補正がついてるって知らなかった」
「鈴木さん、細かいことに興味あるんですね」
「重力加速度の測定値が現在のいろいろな測定に、また機器に必要な時代なんですね」
「重力もここまでやると面白いんですね。これ授業でやってたんですか」

<河原>地学入門講座
IMG_8999
今回若い学生さんが3人参加くださっているので、
高校の授業から履修者が減っている地学学習の面白さを伝え、
どのように教材を作っていくかについて講演をお願いしました。 IMG_9000

〇磁石で鉱物を調べる 最近では強力ネオジム磁石というものがあって、
河原に子どもたちと磁石をもって出かけていろんな石に磁石を近づけてみると
おもしろい発見があります。
IMG_9001
磁鉄鉱を多く含む鉱物ほど磁石によくくっつきます。 IMG_9002
黒色の岩石には鉄分(磁鉄鉱)や有機物が多く含まれているので、
磁石に引き付けられやすいです。
小さく軽く強力な磁石を糸で吊るして、岩石の方を近づけるのが良いです。

〇紫外線で鉱物を調べる
最近はLEDの紫外線ランプで良いものが安価に入手できます。
波長365nmで可視光をカットするフィルターが付いたものが良いです。 IMG_9003
紫外線(人間の目には感じない光)ランプを当てると、
急に色鮮やかな発色をする岩石があります。
まっ白な石がピンク色に染まる様は感動ものです。
(写真新聞紙の上には紫外線ランプの紫色が反射して見えてます) IMG_9004
ほかにもいろいろな色に発色する岩石があります。 IMG_9006

IMG_9008

〇岩石プレパラート(又は岩石薄片)を自作する
必要な工具は石切カッターとグラインダー IMG_9019
(ホームセンターで数百円程度でこれらの道具を借り入れることができます)
まずカッターで岩石をうすく切断します。 IMG_9018
かなり薄くなったらプレパラートに金属ボンドで接着させ
サンドペーパーで丁寧にこすってさらに薄くしていきます。
→2~3mmまではグラインダーで薄くし、
その後は片面だけ耐水サンドペーパーで磨きます。
最初は粗いペーパー(120番くらい)で平らにし、
次に400番で120番のすり傷を落とし、
さらに1500番で400番の傷を落とします。
これで片面がピカピカになります。
このピカピカの面を クイックボンド(5分硬化型の2液混合のボンド)で
スライドグラスに接着します。
IMG_9026
サンドペーパーで丁寧にこすってさらに薄くしていきます。 IMG_9025
耐水サンドペーパーは水研ぎの要領で使います。
少量の水をペーパーに垂らしてその上で薄片を研磨します。 IMG_9022
IMG_9024
どんどん薄くなって最後には表面がつるつるになります。 IMG_9027
ここまでくればしめたものです。
いよいよ偏光板を通して顕微鏡でのぞいてみますが、
この場合偏光板を通した光を使います。
光源にはかなり明るい光を用意してください。 IMG_9028

IMG_9029
観察用虫眼鏡で見るかスマホのカメラを通してみるといいです。
岩石とは思えない結晶した鉱物たちの姿を見ることができます。 IMG_9030
この画像を高校生たちが丁寧にスケッチしてくれたものがあります。 IMG_9031

IMG_9033
素晴らしいレポートに仕上がっています。

〇火打石で火をおこす
小学生から楽しめる教材です。
ポイントは二つ,「火打ち金」「ほくち(火口)」です。
IMG_9013
売られている火打ち金より自作の方がいいと思います。
金属のこぎりを切断し(折る)二枚重ねを板にはさみます。
「ほくち」は金属の火花から火を得るためのもので、ティッシュペーパーを蒸し焼きにします。
火の用心のために 金属の板の上で実験します。
「ほくち」に火が付くと消えませんので、
消したいときは金属に押し付けるか アルミホイルで包みます。
これで完全に消火できます。

ZOOMに書かれたコメントは
「昔、くわで土を掘るとき石に当たり火花が出ました」
「最後の生徒さんの感想観察結果を見せていただいて、感動ですね」
「高校生がここまでやってるんだ」
「先ほどのライト?照明器具は何で検索すれば出てきますか」
「これを経験した高校生は岩石に大きな興味をもったに違いない」
「上に貼った用紙?は、何を利用しましたか?」
「標本を購入したら一枚4000円」
IMG_9014
「自分で作るのも大変やー、 一度子どもたちと挑戦しようかな」
「安山岩がいい」
「鉄平石は安山岩」
「岩石をうすく割る方法・・」
「ホームセンターで借りればいい」
「照明は1W・LEDの上に光拡散プレートを置けばいいかな」

<赤嶺>
IMG_9054
〇神戸高校地学湿標本データベース
毎回データベースがよくなってるのをここで報告させていただいてるが、
今回は標本が置かれている戸棚の表示が完成したことです。
戸棚の番号を検索すると、
戸棚のどこの位置に何が置かれているのかがわかるようになり
かつそれをクリックすると標本の写真が見られるようになりました。 IMG_9055

IMG_9034

〇沼沢・金生水・湿性植物群落観察会11月より IMG_9053
紹介されt植物は
ヤマラッキョウ、ニッポンイヌノヒゲ、ツタ、
ホソバリンドウ、ツリガネニンジン、クサギ、ミゾソバ、
ボントクタデ、ウメモドキ、アカネ、 順に写真を紹介します IMG_9081m

〇植物の生活形
植物の形態や構造、習性などから類型化したものを生活形といいます。
●地上植物 
●地表植物 
●半地中植物 
●地中植物 
●水生植物 
●一年生植物です。

<伊藤>
〇科教協WEB全国研究会参加報告(物理分科会)26人参加
●高校基礎物理エネルギー学習:報告埼玉:大栗
”あるエネルギーがなくなれば、同時にほかのエネルギーが同じだけほかのエネルギーになっている”
”導入こそ【仕事】を使わないといけないけど、できるだけ早いうちに
【仕事】を離れエネルギーからエネルギー(熱エネルギーも含めて)に移り変わるという
思考に移っていきたい。
●私は、エネルギー保存則をしっかりと中心に据えた考え方でいいと思いました。

〇小学生に加速度を教える講座プラン
参考:https://livedoor.blogcms.jp/blog/scdaikoku-scdaikoku/article/edit?id=52130797
車社会の中で子どもたちは自動車に乗ってあちこちに出かけています。
そこで感じることは等速ではなく、絶えず速度が変化する加速度運動です。
今回加速度計をつくる工作講座から加速度の可視化にトライしました。 IMG_8513
この加速度計をもって歩いてもらうと加速と減速が交互に来ます。
最後の工作はエアースライダーを作って
モノはいつまでも速度を保持しようとする性質があって シートベルトの大事さを強調しました。 IMG_8515
以上
10:00-15:00

腕を曲げることができるのは筋肉のふくらみと
伸びの両方が 相まってできる技であることがわかる工作です。
お遊びを二つ
グーチョキパーのじゃんけんゲームをやるために 型紙を切って、
両面テープで工作養子に貼って切り抜くのです。 IMG_8961
英語の授業でじゃんけんをやってるらしくて
ストン、シザー、ペイパなどと叫びながら作業してました。 IMG_8964
全員で一度だけじゃんけん大会をやって勝者を決めました。 IMG_8967
二つ目のお遊びは 筋肉に代用する部品を使います。
(プラスチック網目状で縮むと膨らみ伸びるとぺしゃんこになるから筋肉の伸び縮みを表現できる)
商品名「ミラクルロケット」
IMG_8960
各人2個配ります。
手のひらに丸めて、手をはなすと3mくらい遠くにすっ飛んでいきます。 IMG_9039d
おもしろくってこの遊びは盛り上がり、遠くに飛ばす競争をしました。
「どうしてこれは遠くに飛ぶのかな?」
「縮んで元に戻るばねになってるから」 IMG_8971
「そうだね、ばねと同じだね」
いよいよ工作開始
二本の木材を皮(ネジ穴はあけてあります)とネジで留めると「関節」ができあがります。
ドライバーの扱いに慣れてない子は大変、 IMG_8975
千枚通しで板に穴をあけて、
「ドライバーはまっすぐ立てて」
「椅子に座ってないで立って作業だよ」
「板に押し付けるようにネジを回して」
IMG_8977
肩甲骨に見立てた木の板を上の骨にねじ止めしてから
筋肉(ミラクルロケットの端にビニールテープを巻いて)を写真を見ながらつけます。
筋肉が骨のどこにくっついているのかを見定めてもらいます。
自分の腕をさわって筋肉や骨を写真に沿うように感じてもらうことも忘れません。IMG_9044s
骨(板)の上と下に筋肉(ミラクルロケット)をねじで留めてもらいました。 IMG_8953
最後に骨の名前と筋肉の名前を写真から観察して IMG_9043s

IMG_9042s
完成した腕の骨(正確じゃないが)と筋肉の工作から
骨の上側についてる筋肉が引っ張られて膨らむと、
骨の下の筋肉が伸びる、ということがはっきりと見て取れる工作となりました。
(写真右上の四角の板は肩甲骨に見立てています)
(筋肉がどの骨から始まってどの骨に終わってるのかを感じれるようにしたつもりです)IMG_9037s
写真と比べながら骨に見立てた木に
「肩甲骨」「上腕骨」「橈骨」「尺骨」を記入してもらいました。
IMG_9036s
最後にサルの腕の骨(本物)を手に取って観察しました。 IMG_9040d

サル一頭分の骨をお借りしてきたので、最後に並べて骨の話に花が咲きました。
1607949701115

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IMG_9068

75分

IMG_8945
1.コイルってなんだ
2.コイルを巻こう
3.発電実験
4.コイルの役割二つ
「筒にエナメル線をまいたものをコイルというんだよ」 IMG_8930
18mのエナメル線を教室前の広場に引っ張り出して、
各人が工作用紙に自分のエナメル線を巻き取ってから作業開始です。 IMG_8947
太いタピオカストローに両面テープを貼って
そこにエナメル線をまいていきます。
100回巻きごとにノートに記録していきます。
近くで話し声が聞こえると
「静かにしてよ、数えまちがえるから」
と言いあいながら必死にエナメル線をまいていました。 IMG_8944
各人約750回前後の巻き数になったようです。
セロテープでほどけないように留めておいて、
両端には数センチの線を出しておいてもらい、
紙やすりで線の先を磨き 両端にはブレッドボード用のジャンパー線をはんだ付けします。
ジャンパー線をビニールテープでストローに巻き付けてコイルの完成です。 IMG_8941

IMG_8940

IMG_8942
できあがったら、
直径8mmの円形ネオジム磁石4個を長さ8cmのねじ先につけて
「磁石棒」の完成。
発電実験にはこの昇圧回路(ジュールシーフ回路)を使います。 IMG_8740
「ついたー」
「発電成功」
「おかしいなあつかない」
テープをはがしてみたら、ハンダがはずれていました。 IMG_8948

IMG_8949


最後に
「コイルに電流を通したら電磁石(電気の磁石)になるね」
「発電にも電磁石にもコイルは使えるね」
前回用意した発電機をもう一度さわって発電機の面白さを感じてもらいました。 IMG_8931

IMG_8933

IMG_8934
75分

自転車の発電機を分解して、発電の原理に迫る講座です。
四部構成にしました。
IMG_5332s

1.発電機の外観をみて中身を想像し、どのように発電してるか考える。
2.分解に必要な道具の解説とその使い方
3.発電機分解後の実験
4.ほかの発電機を見てさわって発電の原理を考える

1.発電機の外観をみて中身を想像し、どのように発電してるか考える。 IMG_8740
.発電機と前回作った昇圧LED回路を使って、
どのように発電機につないだらLEDが点灯するかを試す実験
ひとり一個づつ発電機を配る(自転車屋さんから中古をいただいたもの) IMG_8883s
「どこにつなぐのか?一個しかつなぐところがない」
「実は自転車発電のもう一本の線は自転車本体なんだよ。だから線は一本しかないの」
「先生プラスにつなぐのかマイナスにつなぐのか。どっちでもいいの」
「まあ、ともかく試してみて」
「おー。ついたついた」
「ほかの人も真似してね」
「発電機の中身には何が入ってると思う」
「きっと磁石は入ってる」
「じゃ分解しよう」

2.分解に必要な道具の解説とその使い方 全員に配られた道具はこれ IMG_8882s
ペンチで指を挟まないような持ち方と
大きなものをつかんで回すことができるプライヤー(レンチ)の使い方の説明してから

〇中古品だから油やほこりがついてるので全員軍手をして作業
〇さびてたりしっかりネジが固いからオイルスプレー556をかけるといい
〇ネジは無理やり回さず、しっかりとドライバーをネジに押し当てて、押しながらゆっくり回す
〇きついナットをはずすには、しっかりと片方をプライヤーでつかんで回す
中古品なのでそれぞれ異なる形状だったり、
ナットがはずしにくいところがあったが
何とか全員ネジとナットをはずして分解が進んだのです。

3.発電機分解後の実験
IMG_5351

中から出てきたのが
IMG_8877
「やっぱり磁石が出てきた」
「エナメル線があって、これってでんじしゃくなの」
「電気を通してないからコイルっていうんだね」
「発電機には磁石とコイルが必要なんだね」
「コイルと磁石は離れてるね」
IMG_8878
「方位磁針を配るから磁石のN極とS極を探して」
「水平において調べたらすごーい。N極とS極が交互に並んでて感動」
IMG_8880

「磁石の上下で見るとNとSになってる」 IMG_8881
「じゃこの分解されたもので発電できるかLEDで試して」
「ついた」
「つかないけど」
「エナメル線が切れたのでその先を磨いて」
「つきました」
「はやく回したりゆっくり回したりしてみて」
「おーめっちゃ明るい」

4.ほかの発電機を見てさわって発電の原理を考える
「最近の自転車発電機は前輪の真ん中に納まってるんだ。これが」 ea92450f-s
「これはずすの大変だったんだ、自転車屋さんと一緒になって苦労したんだ」
「周りに磁石があって、車輪が回れば真ん中のコイルが回るんだ」
「フリフリライトと回転ライトをさわって発電を確かめて」

「先生この回転発電は家にあります」
IMG_8885s
「明るいなー」
「分解したものを見て」
IMG_8886s

5.まとめ
〇磁石とコイルで発電する
〇磁石とコイルは離れてるけど接近しておかれてる
〇磁石が動いたりコイルが動いたりしてる
〇早く動くと明るくなる
75分

コウチョウとわたくしの二人の対談から始めました。
二台のカメラが回り続ける中で、
子供たちにサイエンスの楽しさをどのように伝えていくのか
どうしてこのような子供向けサイエンス講座をやってるのかを中心テーマにして
45分の対談第一部終了。
IMG_8840
後半の45分の撮影は四つの簡単おもしろ科学工作紹介です。
コウチョウの質問を交えて撮影が進みました。
1.ストロー吹き矢
2.CDコマ(CD二枚重ねは2分以上回ります)
3.ホバークラフト(エアースライダー)
4.電気クラゲ
IMG_8834

の四つの工作を紹介しながら、お父さんやお母さんがどのような視点で
子供たちの工作を見守っていくのかについての討論でした。
tophelico 012

IMG_8884s

さらに子供たち20人が実際に工作をやってどのように工夫してるのか
どのように工作やゲームに熱中・興奮してるかの実際を撮影してもらって
ビデオの中に挿入してもらう予定です。
プロの撮影・編集ですからできあがりが楽しみですね。
1時間

20人の小学校低学年講座で、8人が1年生でした。 IMG_8835
ストロー吹き矢工作から始めました。
セリアの中太ストローとダイソーの折れ曲がるストローで手間いらずの工作です。 KIMG2668w
矢の先には小屋・テラスなどの屋根につかう波板ビニール板のクッション材を使います。 KIMG2670
矢の先端から空気漏れが起こらないように、
たっぷりとホットボンドで固めてできあがり。
低学年なのでゲームをはじめました。
一番目のゲームが的あて競争
列単位を一組にして三組で競争。
的には1点2点3点5点のランクを決めてやってみました。 IMG_8844

IMG_8843
二番目のゲームは 「遠くに飛ばす競争だぞ」
「ストローを口にくわえて膝を曲げて、
おしりを後ろに突き出して吹いてね」
コロナ時代なのでフーセンやストローには自分の名前をマーカーで書いてもらって始めました。
「よーし、いちばん遠くまで飛んだ子が優勝!」 IMG_8846
「先生上にむかって吹いてもいいの」
「じゃ天井にむかって飛ばしてみて」
吹き矢になれたところで
IMG_8845
「矢を筒の先端に置いた時と矢を筒の一番奥まで入れたときとどっちが遠くに飛ぶかな」
筒の先端に置いた方がよく飛ぶと手を挙げた子が数名。
「じゃ遠くに飛ばすには真上ではだめだね。
下の方に向けてふいてもだめだね」
「水平と真上の中間付近がよく飛ぶのかな」

二つ目の工作はフーセンで遊ぶこと
小さな水フーセンを膨らませてもらいます。 IMG_8848
若干名が膨らませるのですが、
多くの子が 「わー、全然膨らません」
そこで全員にフーセン用空気ポンプを配って、
「ポンプから出る空気が漏れないようにしっかり押さえてるんだよ」
「ふくらんだフーセンを離して」
シュルルルー---
どこに向かって飛んでいくのかわからないフーセンの動きに大興奮。
100均で売られてる11インチのフーセンを膨らませる練習をして IMG_8486de
CDに穴の開けたキャップを
5分硬化型AB両液混合タイプの接着剤でくっつけて フーセンをつけます。 IMG_8479
じょうずに膨らんだら床に置いて滑らせてもらいます。 IMG_8852
多くの子が数メーターしか走ってくれないので
「もっともっと遠くまで走らせる工夫をしようね」
「教卓の上にCD(DVD)を4枚順に並べるから、 IMG_8849
今作ったホバークラフトに両面テープではってください」
全員5枚のCD(DVD)重ねのホバークラフトを完成させたので IMG_8850
三つ目のゲームをはじめました。
1.9mの机を5個縦に並べて (約10m)
「この机の端から端まで滑り通したら成功だよ」 IMG_8855
とてもよく走ってくれるホバークラフトなのでとっても気分がいいのです。
でも、この細い机の上をまっすぐに滑らせるのが、
低学年にはむつかしいのでしょうね。
「やったー、成功だ」
みんなから拍手が出ました。
だんだんと慣れてきて一直線に走らせる子だ出てきて ゲームは熱気を帯びてきました。 IMG_8855
最後に「どうしてエンジン、ゴムやバネや電池を積んでないのに10mも走っていくの?」
「まさつがないから」
「フーセンから空気が噴出してるから」
「そうだね、もう一つ加えると5枚重ねのCD(DVD)で重さが増えたからね」
2時間

IMG_8819
CdS(硫化カドミウム)セルと2個のトランジスターを使った電子回路製作講座です。
小学生なのでブレッドボードを使います。
ブレッドボードの基本構成を説明して、
ブレッドボードに刻印されている「番号」「英文字」を鉛筆で浮き上がらせ、
読みやすくしました。
IMG_8818
ブレッドボードの実態配線図を配布して、
部品の名前を各自鉛筆で記入してもらいました。 IMG_8832
写真に一つ一つの部品名を記入することで、
部品の名前と位置を確認していきます。
各自ラジオペンチとニッパーが配布され、
部品の折り曲げ方や ブレッドボードに刺さる線の長さを教えます。 IMG_8816
順番に部品を配布しながらブレッドボードに刺していきます。
扱いが大変に感じる子には部品を折り曲げるだけで切らずに差し込んでもらいました。 IMG_8820
IMG_8822
「暗くするとLEDが自動的につけば完成だよ」
みんなトイレに入ってLEDの点灯を確認していました。
「ついたー」
電池ボックスとブレッドボードを上下や左右にくっつけ、
ホットボンドで電池の線がはずれないようにしてかんせいです。
「どうしてもつかないんだけど」
高学年の子が手助け・・・
IMG_8828
「わかったー、ここが一個ズレてる」
「LEDの上の抵抗が足りないよ」
全員完成して、一斉に部屋の電気を消すと IMG_8829
「わー」と大歓声!
まっくらになった途端、ぜんいんのLEDが点灯しました。
感動でした。
かんたんに回路の説明をしたら
IMG_8831
「しつもんなんだけどさー、LEDがとっても明るくなる時もあるけど、
薄暗くつくときもあるのはなぜ」
おもしろい質問でした。
「薄暗いときにはCdSの抵抗が大きく変化しないんだね」
「こんな電子工作は楽しいからもっともっとやってほしい」
90分

IMG_8909

IMG_8774
参加者の中にレモン電池を知ってる子が1/3、
備長炭電池を知ってる子が一人いました。
「どこで経験したの?」
「県文化センターのイベントでやった」
「6個もつないだらLEDが光った」なんて反応だった。
導入は”電気って何?”からはじめました。
「ビリビリくるもの」
「見えないもの」
「エレクトロン」
「琥珀」
IMG_8776
次の問いかけは
「電池ってなんだ?」
「中に湿っぽものが入ってる」
「乾電池だから乾いてる」
「普通1.5vだけど四角い9vもある」
そんな会話をしながら「レモン電池は?」
「なんかレモンを挟んでた」
「じゃ早速やってみよう」
「まずレモンをはさむ金属板を二枚配るよ」
IMG_8767
「何という金属かな?」
「アルミと銅」
「アルミほど軽くなくちょっと色が違うんでアエンという金属です」
「じゃサンドペーパーで磨いて」
「光ってきた」
「金属は磨くと光るね」
「わー、手が真っ黒になった」
IMG_8769
前回の講座で作った”電池チェッカー回路”を配って、 IMG_8740
アエンと銅の間にレモン2-3枚挟んでもらったら
「おーけっこう明るい」
「ついたついたー」
IMG_8771
「LEDがついたらテスターで電圧測って記録してね」
次々と記録して、0.66v、0.95v、0.46v・・
「じゃレモンが終わったら教卓に並んでるもの好きなように使って電池になるか試してみて」 IMG_8775
用意したものは お酢、トマト、みかん、カキ、こんにゃく、とうふ、アクエリアス、塩水。
「うまくつかないのはプラスとマイナスを間違えてるかも」
「中に挟んだものが凸凹で浮き上がってるかも」
「プラス端子とマイナス端子がくっついてる場合」
「一つ終わったら、ていねいに洗面器で洗ってタオルで拭いてからやってね」
などと注意しながら
実験はLED点灯そしてテスターで電圧チェック更に記録するという手順。 IMG_8773
「こんにゃくってあかるいなあ」
「とうふがつくんだ」
「カキは電圧低いと思ったけど意外と高い」
IMG_8772
「みかんがすごいぞ、1.00vがでた」
いや、教室内を各自自由に動き回って大いに電池実験を楽しむことができました。
「いろいろな材料で電池実験したけど何か気づくことは」
「すっぱいものが電池材料になるな。レモン、お酢、みかん」
「すっぱくないものもあるかな」
「ポカリって少しすっぱいよ」
「・・豆腐やこんにゃくは?」
「わかった湿っぽいっていうのが共通かな」
「湿っぽくて味があるものかな」
みんながテスターで測定した電圧一覧
IMG_8910

*****
”他でレモン電池を6個重ねて(直列)やったことがある”というのを聞いてたので
最後に並べられてる各電池を6個重ねて(直列)テスターで測定すると IMG_8779
「わー、6vこえてるー、直列接続ダー」
最後にちょっとまとめておはなし
「二枚の金属の間に水気のあるものをはさむと、
アエン板のほうにマイナスが集まってきて、
銅板の方はプラスになるんだね」でおしまい。
65分

今回は二つの工作です。
虹色を観察するには回折格子フィルムが便利で楽しいです。
このフィルムを作ってメガネを作りました。
型紙を工作用紙に張り付けはさみとカッターナイフを使ってメガネを切り出します。 IMG_2234
IMG_2235
カッターナイフの扱いに慣れていない子どもたちが多かったので ていねいに説明しました。 IMG_6675
できあがったらすぐに次の工作に入ります。
つかったRGBLEDはこれ
IMG_8758
初心者には扱いやすい自動点滅RGBLEDです。
これをミニブレッドボードを使って超簡単電子工作です。 IMG_8756
配布した電池と電池ボックスをセットしたとたん
ブレッドボードに電池ボックスのプラス端子とマイナス端子をさしこもうとした子がいたので
急いで制止しました。
間違ってブレッドボード内でつながってるところに差し込むと
ショートして ブレッドボードが溶けだして電池が高熱になるからです。IMG_8751
ブレッドボードから部品がすぐはずれてくるので、
すべてホットボンドで留めて出来上がりです。
LEDにピン球をかぶせてまずRGBが混ざり合った色の変化を楽しみます。 IMG_8748
部屋をまっくらにするとそのイルミネーションに子どもたちは大喜び。
ピン球の代わりにLEDキャップをかぶせて、
回折格子フィルムメガネで見るとRGBの組み合わせと
できあがった色がとてもきれいに見えてきます。 IMG_8755
メガネから見た真ん中の光の色が目で直接見える光の色
その周りに飛び散って見えるのがRGBの組み合わせとして認識できます。
このあといろいろなLEDの光を見て
IMG_2224
最後は白色電球の光をだんだん明るくしたり暗くしたりしていく中で
子どもたちがどの色が現れてきたのか、
どの色から消えていくのかを 声を出して探してもらいます。
IMG_2256
「赤が出た」
「黄色もすぐ出た」
「色が太くなってきた」
「やっと青が見えた」・・・
この実験から虹の色がどのような配色から成り立っているのかがわかってくるのです。
90分

この回路は別名ジュールシーフ回路と呼ばれているものです。 IMG_8729
この間何度もはんだ付け電子工作をやって手慣れてきた子供たちに作ってもらい
その回路を使って次回および次々回の「なんでも電池講座」と「発電実験講座」を行う予定です。 IMG_8733
使い古された電池を配って、テスターで電池の電圧を測ってもらいました。
テスターの扱いにも慣れてきて、1.0Vとか0.8Vの電圧を
電池の横腹にマーカーで書き込んでもらってから、
その電圧でLEDが点灯しないことを実際に試してもらいました。
きょう作る回路はコイルとトランジスターと抵抗で電圧をあげる回路=昇圧回路を 作ることを確認して (コイルはこれ↓)
IMG_8728
実体配線図とPPTを配布してスタート。 IMG_8730
回路図と部品が配られるや否や教室は無言に!
「うまくいかないときは手を挙げてね、手伝うよ」と
いってもただひたすら黙々と作業が進んでいきました。 IMG_8732
こんなに静かな講座・・しばし静寂を楽しめました。 IMG_8734
スイッチをつけるところに来て一人手助けしましたが・・
「できたー、ついたー」
「つかないぞ」
「わかったはずれてるところがあったわ」 IMG_8735
できあがった基板をネジとナットで板にとめる作業ですが
「最初ネジをグッと板に押し付けてドライバーを下に押しながら回して」
うまくできあがり、最初に用意した古い電池0.8VでもLEDがうまく点灯しました。 IMG_8739
はやくできた子だけ、この回路と全く同じ実験用回路を作ってもらいました。
2名ほどがこの実験回路を完成させました。 IMG_8740
これを次回の実験講座に使います。
75分

前回砂時計工作をして時間を考えました。 今回は振り子工作です。 IMG_8706
ガリレイのお話を聞いてもらってから、
言葉「周期」の説明に
(サイエンスで言葉の説明は大事です)
「運動場を一回りすると?」
「一周」
「ある日から次の日までの間は?」
「期間」
「振り子が出発して振れ始めた地点から同じ場所まで戻ってくる時間を”周期”といいます」
「では1mの長さの糸の先にぶら下げたスーパーボールの周期を皆で声を揃えて測ってみよう」
携帯のストップウオッチで測ったら19.99秒
「じゃスタートしてから元の位置に戻る時間=周期はどれだけ?」
「1.99秒」
「約2秒だね」
周期測定装置の登場(田中英二氏製作) IMG_8717
「正確に周期が測れます」
ひもの長さ1mから測定しました。
2.00秒と正確です。
おもりを増やしてみると変わらないことも確認
(ビニールテープでおもりを二個貼り付けて揺らせた)
IMG_8720
ふり幅を大きくすると
「あっ、ほんのすこーし増えた」
「じゃ50cmのながさにするとどうなるかな?」
「えー、半分より多い」
IMG_8722
「半分にならないんだ」
かんたんに振り子の法則に触れて工作へIMG_8708
実験でひもの長さ25cmを行わないで
工作をして測定することにしました。
IMG_8709

IMG_8710

針と糸を使って振り子を作ります。
IMG_8714
「できあがったら正確な周期を機械で測るから持ってきて」
みんなが順番に出来上がった振り子を持ってきて周期をはかると
「1.006秒になった」
「1.024秒だ」
「1.000秒だー」
と測定値が1.0秒台になっていくのがとてもうれしい。
「振り子の台に25cm、周期1.002秒と書いておいてね」
子どもたちが25cmの長さにしたら1mの周期の半分になって、
「1秒がわかるな」
IMG_8712
家に持ち帰って25cmの長さが周期1.0秒になることが再確認できると思います。 IMG_8716
2時間

前回の砂時計工作の時に時を刻む柱時計に使われていた振り子を知ったので
今回の講座は振り子です。
サイエンス講座スタッフ(鈴鹿高専学生)が手作りの時計をみんなに紹介してくれました。 IMG_8678
たくさん使われている歯車はすべてレーザーカッターで作り上げたそうです。
動力はバネじゃなく、写真にある2Lのペットボトルの水による重力です。
歯車が急がず送れず正確に時を刻んでいく「テンプ」も手作り。
テンプの下にはビー玉をおもりにした振り子がついています。 IMG_8680
講座は「周期」のことばから入りました。
「運動場を一回りすると?」
「一周」
「ある日から次の日までの間は?」
「期間」
「振り子が出発して振れ始めた地点から同じ場所まで戻ってくる時間を”周期”といいます」 IMG_8693
「ガリレオ・ガリレイっていう学者を知ってるかな?写真を見たことあるかな?」
「たしかひげはやしてた」
「地球が太陽の周りをまわってるといった人」
「よく知ってるな」
「”地動説”を言った人だね」
「そのガリレオ・ガリレイが教会の天井からぶら下がってるランプの揺れを見て
法則を見つけたらしいね」
「今から実験してみよう」
ひもの長さ1mの先にスーパーボールをつけて
周期をみんなで声を揃えて1.2.3.・・・10ストップ。
10往復の時間は20秒、
周期は? 20で割らなきゃいけないね・・2秒
何度かやって次は正確な振り子周期測定器を紹介しました。 IMG_8687
この測定器は目に見えない赤外線が出てて、
そこをおもりが通過して戻ってきて再び通過するまでの時間を正確に測ることができるのです。
再び通過した瞬間に白色LEDが点灯してさらに「ぴぃ」という音も同時に出るのです。
ふり幅を大きくしてみると
IMG_8692
「0.01秒増えた」
「ふり幅が小さいとふり幅によって周期は変わらないね」
「次はおもりの重さを増やしてみよう」
変化があるという意見がほとんどだったが・・
「重さが変わっても周期は変わらないんだね」
ガリレオの等時性をまとめてから、ひもの長さを50cmと25cmに変えて測定実験をしました。
IMG_8690
ひもの長さが半分の50cmなれば周期が半分の1秒になる
というのが全員の選んだ答えだったが 結果は1.4秒 25cmの時は・・・・ IMG_8685
結果は1.0秒
「長さが1/4になると周期が半分になるんだね」
数学的な処理ができないが、
振り子の周期を求める公式を示し 一人ずつ電卓で計算してもらった。
けっこうこの電卓計算にはみんながはまって、
計算には大いに盛り上がってしまった。
計算結果と実験結果があまりにもぴったりだったからです。 IMG_8684
実験結果は下三桁まで表示されていて、
計算結果とは下1-2桁まで合致するから喜びになったのであろう。
そこで最初の手作り時計に戻って、
その振り子の長さを測ってみると33cm 25cmならちょうど周期1秒なんだけど・・ IMG_8686
製作者に語ってもらいました。
「振り子の上についてる変な形の歯はね歯車が行きすぎたり遅れたりしないように
歯車を右でたたき左でたたいてるんだ」
「ほっぺを左右たたいてるようなものなんだね」
「この歯車をはずしてみるよ」
ガラガラと一気におもりが下がって、すべての歯車が一挙に回転を速めることに。
「えーすごーい」
「もう一回見せて」
「時計の歯車同士のまさつがあってね、
ちょうど33cmがこの時計にあってるということがわかったんだよ」
IMG_8688
70分

コロナ禍で今年度全国大会がなくなって、ZOOMによりこの秋隔週で分科会が開催されました。
地方の者にとって、時間も旅費も必要ないので大変ありがたく思って久しぶりに物理分科会に参加しました。
提案内容は「高校物理でエネルギーをどのように教えたか」を二人の先生が報告されました。
参加者は全国から35名前後の方があつい討論を課させていました。
内容は後日雑誌「理科教室」に掲載される予定だそうです。

IMG_8655
いままでに時間がとっても長く感じたこと?
いままでに時間がとっても短く感じたこと?
みんなでだしあいました。
「時間が人によって長く感じたり、短く感じたりするのはどうしてかな?」
「こころ」
「脳が感じる」
「サイエンスで使う時間は時計ではかるから誰にも同じだよね」
「どんな時計があるかな」
「バネ時計」
「そうそう振り子がついててバネで動く昔の柱時計だね」
「その中身を皆に見てもらおう」
「振り子の揺れを歯車の組み合わせを通して時間を表示するんだね」
「こんな時計を作るのは難しいから、今日は砂時計をつくろう」
買ってきた砂時計を見てもらい、砂が落ちる時間を測ってもらった。
IMG_8661
「3分かかったよ」
砂時計工作開始 ネットで買った砂はこれ IMG_8658
型紙を透明セロファンに貼って、
型を切り取り、両面テープで円錐形を作ります。 IMG_8656
文書用ファイルでは円錐の先を補足するのが難しいから薄い透明セロファンを使います。
うまく細い円錐形ができたら透明カップの蓋の穴に差し込んでホットボンドで固めます。
ボンドを一気に流し込むとセロファンが溶け出すことになりますから要注意です。
ボンドが固まったら、円錐の先を少し切って、砂が通る穴を開けます。
何度か繰り返して穴の大きさを微妙に調整します。
「みんな見てみて!上から砂が滝のように落ちていく」
IMG_8671
こうなったらほぼ成功! 自分の砂時計の時間を測定して記録します。 IMG_8670

これで一つ目の工作完成です。
IMG_8664

IMG_8665

IMG_8668
二つ目の工作はおなじみのCDゴマ。
今回はこのコマをストロボ照射してコマの運動を観察するためです。 IMG_8673
毎回のことながら、ストロボ下で見るコマの動きには誰もが大興奮!
「ああとまった」
「逆に動いた」
「面白い形・色になった」と時間を忘れます。
最後は「運動をサイエンスで見るとき速度を使うけど、時間が必要だね」
「ストロボでコマの動き・回転がわかるけど時間が止まるように見えたりするね」
「時間は正確で確実に進んで行くんだけど・・」
「アインシュタインがすごいこと言ったんだよ」
「時間が伸びたり縮んだりするんだって言ったんだ」
「また大きくなったらアインシュタインの時間の考えを勉強してみてね」 IMG_8659

IMG_8674
70分

前回水の電気分解実験をして水が酸素と水素に電気分解できることがわかったので、
そこの復習から入りました。
「水は何と何からできてるんだっけ?漢字でかけるかな?」
上手に漢字で書けました。
KIMG2712
水を分解して酸素と水素になるが、逆に2つを反応させればどうなる?
「もとに戻るから水」
これを使った新しい技術があるよ
1つ目はエンジン
排気ガスが出ないで水になるんだ。
水素はすごい爆発が起こるから燃料タンクは頑丈に出来てるよ。
(水素爆発実験は済ませてあります)
2つ目は発電
ゆっくりと反応させて発電するんだね
さらに水には何でも溶けることを復習
「溶けると混ざるの違いってなんだっけ?」
「溶けるとむこうが透けて見える」
塩とチョークの粉をそれぞれ水に入れて見てもらいました。
さて今日の本題は「雲」
「雲ってどうしてできるのか考えよう」
氷水を全員に配って、加湿器から噴き出してくる水蒸気にあててもらいました。 IMG_8593
「どうして水滴がコップにつくのかな?」
「冷やされるから」
この前湿度計を作った時に話をしたことを再び思い出してもらいながら
「温度が高いと空気中に水分がたくさん入れるけど、
温度が低くなると空気中にたくさん水分が入れなくなるからね」
「こんなことが地上で起こるんだよ」
「あったかく湿った空気の塊と冷たく乾燥した空気がぶつかると水滴が雲になるんだね」
そこで実験
IMG_8595

IMG_8594
水槽にあったかい水と冷たい水をスチロール板を境界にしてセッティングします。
「あったかい水と冷たい水が混じるとどうなるか見てもらおう」

「水も空気も温かいものは上に、冷たいものは下になるね」
次は入道雲ができる実験です。
IMG_8599
全員にペットボトルと商品名「シュポシュポ君」か「抜けま栓」を配ります。
ペットボトルに水滴を入れ、
さらに線香の煙を入れてゴム栓を繰り返し圧迫すると
ペットボトル内の気圧はどんどん高くなります。 IMG_8600
目いっぱい圧力が高くなったかを確かめ、上手にゴム栓の蓋を急激にオープンします。
するとペットボトル内に雲ができるのです。
「先生もういっぺんやらせて」と三度も繰り返しやっていました。 IMG_8606

IMG_8607
夏に地面から熱せられた空気が急に上空に上がっていくとクモができるんだね。
この前サイホン実験やったことを思い出してもらい圧力のお話をしました。
「空気の圧力も水の圧力も力や重力とは違うんだね」 IMG_8581
力や重力はこの竹ひごでしましたように、
あるモノの力・重力を表してるんだが この(下の写真の)ように IMG_8582
「小さな面積に力が分けられた状態になってスポンジをおさえてるよね」
「このつまようじで示された分けられた力を”圧力”というんだね」
「圧力も力も同じように思えるかもしれないが、
”圧力”を使うと便利なんだよね、どうして?」
・・・・・・・・
「水も気体・空気も圧力がわかってるとね、
水や空気がさわってる面積を求めれば、そこにはたらく力がわかるからなんだね」
「上空は気圧が低いから。上に上がっていった暖かい空気は急に広がって温度が下がるんだね」
「ほら、温度が下がると空気中に入れる水分が減ってしまって水滴になるんだ」
「温度がさらに低いと氷になってしまう」
「じゃ質問!雲って水や氷なのにどうして空から落ちてこないの?」
「浮いてるからかな」
・・・・・・・・・
「雲の中で氷や水滴が下から上にむかって激しく動いてて落ちてこないんだね」
(雲の中の上昇気流の流れが強い)
最後は雲の種類を学ぶために「くもろぐ」という携帯用アプリを紹介しました。 IMG_8626
使い方はとてもかんたん。
昨日田んぼのあぜ道を歩いていて秋空の雲を見つけたので
携帯を取り出して 写真を二枚とって、
IMG_8627

IMG_8628
このアプリに質問します。
すぐに答えがかえってきてとっても便利です。 IMG_8634

IMG_8631
自分で携帯を持ってる子が一人、
他の子には 「もしよかったらお父さんお母さんの携帯にダウンロードしてみて」
このあと雨が地球をどのように循環するか、
また大雨で洪水が起きそうな時を警告してくれる
プログラミングの研究などを紹介する予定でしたが、
時間切れとなりました。
雲に興味をもった子のために本の紹介も併せて行いました。
くもとそらのえほん (PHPにこにこえほん)
五十嵐美和子
PHP研究所
2019-03-20

70分

阪神大震災で高い貯水槽から水をとりだすのにサイホンを使った経験談をお話しして
洗面器に入った水を下の台まで引き出すことをトライしてもらった。
「わかった。ホースの中に水を満たしてやればいい」
「ホースの中の空気を下から吸えばいい」
それぞれの方法で試してもらいました。 IMG_8557

IMG_8559
うまく水を上から下に導くことができました。
どうして水がうまく下に落ちてくるのか、意見がたくさん出ました。 IMG_8572a
工作はお酒のみの人に勧める「八分盃」を作ることにしました。
ペットボトル上部を切り取り、底にはんだごてを使って穴をあけます。
(有毒ガスが出るので窓は全開)
ストローをU字型にまげてサイホン完成。

IMG_8560
「コップの上から水があふれんと、下から急に落ちた」
「ストローの曲がったところまでくると水が落ちる」
けっこう簡単で楽しい工作です。
机の上は水浸し・・・
IMG_8562
ここで空気には結構圧力があるんだということを感じる実験です。 IMG_8564
「うわー、すいついた」
「いやいや、吸盤の中の空気がなくなって、周りからの空気の圧力があるからなんだ」
「机も持ち上がるかな」
IMG_8567
「おー持ち上がったー」
「空気の圧力ってむっちゃすごいな、でもなんで」
「地峡1000mもの高さまで空気があって、その重さがかかってるんだ」
「そうかこの前の実験で空気に重さが(質量)があるって実験したね」
「次の工作はサイホン二段重ねに挑戦しよう」 IMG_8573b
「うまくできたかな?」
「途中から水漏れしたー」
「あれー、上から下に水が落ちなくなった」
「下の方に水がたまり始めると、水の遺棄場所がなくなって落ちないんだね」
「じゃ下のボトルに針穴をあけてみるよ」
「おちたおちた」
IMG_8570

IMG_8571
子どもたちは水遊びが大好き
サイホンの原理を使った工作二種から大気の圧力を感じ取れたらいいなあ。
最後におもりをスポンジの上にのせてへこんだのを見てもらい IMG_8583
力の様子を竹ひごとつまようじで表示して IMG_8581
力が接触して面積に分けられて、「圧力」というんだと説明しました。
「圧力」を使うと「大気の圧力」(空気の圧力)がどこの場面でも使えることを話しました。 IMG_8582

IMG_8578

IMG_8579

参考:サイホン二段重ね遊び


2時間

コロナ禍で研修がい学習センター主催のサイエンス出前講座は、今回これ一回のみ、となっています。

全員虹を見たことがあるっていう返事でした。
太陽光と水を撒く方法もあるが、今回は教室で虹を見ることにしました。
雨粒に代わりにガラス玉(虹ビーズ使用)、 IMG_1929s
太陽の光の代わりに高輝度LEDの光を使いました。 niji 022s
するとまん丸虹を観察することができます。 niji 026s

子どもたちに傘虹実験器を使って
KIMG2709
背中に太陽光を浴び、前に水を撒いて虹ができること、
まん丸虹は空間に浮かんでるというより目の中にできてること
虹には大きさがあって、朝日・夕日では虹が大きく(半円)、
昼間は円の1/3が見えてることをしめしました。
P.6

さらに我が家で行ったまん丸虹実験の動画を見てもらいました。

P.11

工作はハッピーメガネ
IMG_2236P1
これで光のスペクトルが楽しめます。
IMG_2265P12
上の写真は普通の電球のスペクトル
下の写真は虫があまり寄ってこない電球のスペクトル IMG_2212P10
たった一人を除いてほぼ全員が下の写真に虫が集まると子どもたちは思ったようです。
しかし正解は上の写真に虫が集まるのです。
よーくスペクトルを調べると、下の写真には青や紫の色の光がないのですね。
ひとりの子はメガネを使って、
赤-ある、黄-ある、緑-ある、青・紫-下の電球にはない。 と発見、発言してくれました。
2時間

前回シートベルトのお話をしたので今回は「はやさを考えよう」から始まりました。 IMG_8508
日常の生活の中で同じ速さで走ることは少なく、
いつも速さが変化しています。
そこで速さが変化してる運動--自動車・自転車--の経験から始めました。
自動車のアクセルを踏めばどんどん速さが増えるし
ブレーキを踏めばどんどん速さが減っていく経験は毎日のように体験しているので
子どもたちとの会話はスムースでした。 IMG_8531
「ふえる」の漢字を考えながら
速さが増えるので「加速」
「へる」から漢字を考えながら「減速」
まずここで加速と減速のイメージがつかめました。
そこで加速や減速のことをまとめて「加速度」で表現することを学びます。
加速は加速度が+(プラス)
減速は加速度が-(マイナス)
ここで工作「加速度計」を作ります。
IMG_8511
透明ガラス瓶の中に水をいっぱい詰めて、
その中に魚釣り用の「テグスのついたウキ」を瓶の中に入れます。
このとき瓶の中に空気が入らないように水中で作業をしてもらいます。
(ひとり一個深めの洗面器などを用意しています) IMG_8513
加速度計を完成させたら動画を見ます。
近鉄特急に乗車して、四日市駅を出発して速度が加速する場合および

名古屋から四日市駅に到着寸前からブレーキがかかって停止するまでの動画です。
(画面には自作加速度計の数値が表示されていますが、
今回小学生には瓶の中のウキの傾きだけに着目してもらいます)
だんだん早くなる時は、瓶の中のウキが前方に傾き
だんだん遅くなる時には、瓶の中のウキが後方に傾いて
速度が変わる=加速度が見えるということがわかってもらえたと思います。
質問「みんなこれをもって前に歩いていくとウキはどうなる」
全員「前に傾く」 実際にやってみると
「ものすごくブレーキがかかってる」
「ウキが激しくゆれてる」
「前に歩いてるときって、前の方に速度が増えてるように思うんだけどそうじゃないね」
「足を出した瞬間速度が増えて(加速)、足が地面につくと急ブレーキ(減速)がかかってるんだね」 「じゃこの加速度計をもって、その場で回転してみるとウキは回転どちら側に倒れるかな」
「ほとんどの子が外側に倒れる」
一人は「僕は違う方に手を挙げる」
「おー、なんだ!回転の内側に倒れてる」
「回転するときは回転の内側に加速度があるんだね」
(ここは深入りしないで)
次の工作「エアースライダー」へ
工作の前にすこーし同じ速さ(等速)で走るってどんな時かな? IMG_8530
「車で高速道路を同じ速さで走ることある」
「すこーしアクセルを踏んでる」
「けどアクセル離すとだんだん遅くなってくる」
「どうして?」
「空気抵抗?」
「道路のまさつ?」
「そうだね走ってるときにまさつやいろんな抵抗があるから遅くなるね」
「抵抗になるものと同じ力をかけたら同じ速さで走るのかな」
「机とこのCDとの間にフーセンからでる空気の層を作ると摩擦抵抗がほとんどなくなるんだね」
「あー。これってホバークラフトだ」
「えーホバークラフト作りたい!!」
IMG_8479s
CD(DVD)にストローと同じ穴をあけたキャップを接着剤ではってあります。
(最初金属ボンドで、さらにその上に木工用ボンドでおさえています)
フーセンはダイソー7インチ大のモノを使用して IMG_8486de
机の上でスタート CDが最初にもらった速さで走ります。
でもフーセンの空気がなくなると摩擦抵抗が大きくなってとまります。
そこで 「ダンプカーは重いからとまりにくいんだよ」
「軽自動車は動き出しやすく止まりやすいから・・」
「CDを二枚三枚と重ねたら重くなるね」
「変わった、よく走る」
「先生!8枚とか10枚重ねてやってもいいかな」

「CDにはたらく力がなくなると同じ速さで走ろうとするね。
それは重い方がその性格を強く持つんだよ」
70分

電気パン作り講座です。
IMG_8437

今回の講座は三つの段落を持っています。
その1{電流ってなに?}
その2{パン作り実習}
その3{どうしてパンの中を電流が流れたの?そしてとまったの?}
------------------------------
水道の検診で使われる「水量計」をもって説明しました。
水を使うとど水道メータの銀色回転体がくるくると回転するんだね。 IMG_8440
狭い洗面所なので二人交代で順次全員に見てもらいました。
「ほらほら、水道の水が流れると、この小さな銀色回転体がくるくる激しく回ってるよね」
「この回転からいま使っている水道の流れがわかるんだね」 IMG_8441
「パン作りのいま、電気回路の中を流れている電気を測定器で測ることができて
電流:A=アンペア:というんだね」
-----------------------------------------------------
IMG_8439
子どもたちは電子ばかりでホットケーキミックスと牛乳の重さを測ってもらい、
プラスチックどんぶりに入れてお匙でしっかりと混ぜてもらいます。
ステンレス板の間にホットケーキミックスと牛乳を混ぜたものを入れます。
10cmの高さの牛乳パックの半分程度になります。 IMG_8443
交流100Vを使うので子供たちにはしっかりと扱い方・危険なことを繰り返し話しておいて、
「じゃ元のコンセント100Vを入れるから、自分のパン焼き実験機のスイッチを入れてね」
IMG_8471

電気パン作りはパンの中を流れる電流によって発生する熱を利用しています。
そこで今回の実験は電流値を何度か測ることと、
パンが出来上がるまで牛乳容器がとても熱くなってることを感じることが大事です。
交流電流を測るにはとても便利な測定器があります。
電流を測るには回路に直列に測定器を入れる必要がありますが、
このデジタルクランプメーターは 導線の周りの磁界から交流電流値を測定できるのです。 KIMG2663
今回の講座の目的は電流の発熱を感じ取る内容ですからこの計器は重要です。
電気パン作りがスタートした時点の電流値は、2.0か1.9Aでした。
IMG_8474

IMG_8449
電気が流れると間もなく湯気が立っていいにおいが立ち込めてきます。
電流値が1.3Aから急激に下がって0Aに近づくとパンが出来上がった証拠です。
パンに棒をさしこんで出来上がったかどうかを試してスイッチを切ります。 IMG_8449
出来上がったパンは少し冷まして、牛乳箱を切り裂いてパンをとりだします。 IMG_8447

IMG_8454
二人で半分分けっこして好きな子はジャムをつけて
「おいしーい」
「おうちに半分残して帰ろうかな」
マスクを外すのでさらに窓を全開にしていただきました。 IMG_8459

IMG_8460
-------------------------------------------------
出来上がった電気パンを食しながら、どうしてパンの中を電気が通っていったのか?
どうしてパンが出来上がると電流がなくなったのか?
のお話を聞いてもらいました。
「ホットケーキミックスの中に炭酸水素ナトリウムが入っていて、
それが水に溶けると電気が取りやすくなってね、
パンが出来上がると水気が少なくなって 電流がなくなったんだね」
「パンの中を電流が流れて、すごい熱が出てパンが焼けたんだね」
「学校で電熱線を見たことがある」との発言が KIMG2665
早速シーズ線(ホットプレートに使われていたもの)をとりだして
電気が流れると真っ赤になってくるのを見てもらいました。
楽しい気分になって後片付けも元気にしてもらえました。 KIMG2664
2時間

IMG_8412
使ったモータは中国製ギア付きモータ 新しくギアを使う必要ないので便利なんですが、
モータの軸穴がとても細くって車輪の軸材料が探しにくいのが難点です。
そこで考えました。
竹串で細いものが直径2.6mm、これがモータ軸として使えれば便利なので
モータの軸穴を2.6mmまで太くすることにしました。 IMG_8429
磁石でスイッチが入り、車が壁にぶつかると磁石がはずれて スイッチが切れる方式を
採用するために 磁石スイッチ(リードスイッチ)を回路の中に入れます。 IMG_8428
磁石スイッチはガラス製でとてもこわれやすいので、
熱変性チューブをスイッチに巻き付けておきます。
車体は工作が簡単で経費節減のため牛乳パックを使います。
電池ボックスやモータを箱の底に接着しなければならないので
牛乳パックのおもて面に大きな開口部を作ってもらいます。 IMG_8425
カッターナイフかデザインカッターナイフで切り取ります。
それでもモータや電池をもって箱の底に張り付ける作業がしにくければ
左右に切り込みを入れて開口部をさらに広げます。
(左右の切り込みは工作後にセロテープで閉じます) IMG_8431
両面テープで電池ボックスやモータを車体の底に張り付けて 車輪を付けます。
車輪を手作りするのもいいのですが、時間を節約したいのと安価にしたいので
プーリを使いましたが、同じプーリの数が調達できませんでした。 IMG_8422
直径4cm(緑)と直径3cm(赤)の二種類を併用することにしました。 IMG_8422
車輪の直径の差が車体の高低差を作り出したので、
車体が壁にぶつかったとき磁石がスイッチから転げ落ちて、
回路が閉じて車がストップする方式を採用することにして
磁石がうまく転がり落ちる「道」をタピオカストローで作ることにしました。 IMG_8423

出来上がった道=通路がこれです。
IMG_8417
左の方には車を動かさないときに磁石を置いておき場所を
箱の下にもう一個の磁石をはりつけて、磁気力でとどめています。 IMG_8414
壁にぶつかって磁石が転がり落ちて止まれば成功! IMG_8415

色紙を貼ったり、旗を立てたりして飾り付け。
IMG_8416
最後はどうして車が止まった時に磁石が落ちるのかを考えました。
「車と同じスピードで走ってたから」
「車にはブレーキがかかったけど、磁石にはブレーキがかからないんだね」
「だから車に乗る人はシートベルトしないといけないんだ」 IMG_8418
2時間

ナガシマスパーランドにあるUFOスライダーをまねしたおもちゃづくりで工作講座です。 IMG_8378
小学生対象ですから4つのステップに分けて進行していきました。

その1 (コンパスの使い方)
小学生が扱うコンパスはネジが緩んでいたり鉛筆が揺らいでいたりして
円を上手に描けないことがあるので、 まずコンパスの使い方の注意をしました。
(黒板参照)
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何度かやったことがある子はすんなり出来上がりましたが、
案の定半分まではうまく書けたのですが
残りの半分に移るときに手間取ってうまく書けない子が出ました。
「工作用紙を机に置いて、そのうえで色紙にしっかりと針を刺して」
「そうそういいね」
「最後の仕上げでうまくできないときは、針が動かないように工作用紙を回転させてみて」 IMG_8397
全員完成

その2
(円錐の紹介と製作)
「こんなふうに先がとんがってるのを”すい”、というよ」
「下がまん丸の円だったら”円すい”下が三角形なら”三角すい”」
「これは?」
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「円すい」
「これをはさみで開くとどんな形になるかな?」
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「どうかなあ?こんな感じ?」と半円を書いてくれました。
色紙の上に書かれた円に線を入れて、二つの円錐を作ってもらいました。
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円が小さい”すい”と円が大きい”すい”の二つです。
(今回の工作で使う円錐は円がとても広いものです) IMG_8375

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その3
(大きな円錐を作ってUFOスライダー工作)
早速四つ切工作用紙いっぱいに描かれた円錐の平面図(展開図)を手渡して切り取り
両面テープで大きな円錐を作ってもらいました。 image0sd

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大きな円錐を支えるのがプラスチックどんぶり。
どんぶりに穴をあけ、鉄球の通り道にします。 image2nh

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アルミ缶(ペットボトル)の側面に鉄球の通り道となる穴をあけ
それを支えるトイレットペーパー台を作り、
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それぞれをホットボンドでくっつけてタワーが完成。
円周の接戦方向から鉄球を円錐に落とし込んで出来上がり!
(円錐上部から鉄球が入る筒の入り口までの垂直距離が約7cmになるようにして) IMG_8406

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うまく鉄球を落とすと、
円錐上で鉄球が20回前後の円運動(らせん運動)を繰り返し
ペットボトルからお皿の上に落ちて”カンカンコロコロ”と音を立てます。
UFOスライダーの完成です。
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参考:第一世代UFOスライダーの動画です。
球の回転面が工作用紙よりプラスティックのほうがよく滑りますね。

参考:ナガシマスパーランド・UFOスライダー

その4
(エンジンも電池もないのに鉄球が運動して落ちていくの?)
ナガシマスパーランドにあるジェットコースターの写真とからくり人形を見せて
「この小さな鉄球を地面から上にあげるだけで、エネルギーが鉄球にたまるんだよ」
「もっともっと高く上げると、ぎゅーとギューッと鉄球にエネルギーがたまって、
それで運動しながら落ちていくんだね」
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101257s
最後に人形の胴体から三個の鉄球をとりだして見せて
「鉄球にたまったエネルギーで動くけど、こんなに上手に動くなんてすごいね、からくりは」
2時間

入門はバンダイから販売されている「アイクロップス」と100均の高倍率ルーぺを使います。 IMG_8176

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自分の着てるシャツをみたり、お札を見ます。
すると子どもたちには、いままで見たことのない世界が広がります。
縦糸と横糸がうまく折り合わせられてる生地。 IMG_8368
子どもたちはとくにお札には関心が高いのです。
次々といろんな文字を発見しては自慢してました。 IMG_8312
「なにーこれー」
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「千円札の模様が線ばかりに見える」
「こんなとこにNIPPONGINKOって文字があるよ」 IMG_8316
「ほんま、ほとんど目で見えないのに、隠し文字かなあ」
みんなが集まって文字が千円札のどこに書いてるのかを探しました。
「見っけ!」
「こんなところにカタカナで二・ホ・ンと書いてある」
「ホンマ!お花が三つあって、それぞれの花に文字が入っててすごーい」 IMG_8367
「あちこちに透かしもいっぱい入ってる」
これでミクロの世界へ誘うことができるでしょう!

野草の目立たない小さな花も観察の対象です。 IMG_8349

女の子は「きれーい」
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「ネコジャラシ見てみよー」
「あった!きれいじゃないけどめっちゃちいさい花だ」
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「これはかわいい」
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次は顕微鏡の扱い方を説明しました。
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光の集め方、
接眼(下にあるレンズ)から見える明るさをほかの人の顕微鏡と比べてさらに調整します。
三種類の対物レンズがあるので、レンズの交換の仕方、
小さな倍率のレンズから大きな倍率のレンズへの交換の仕方を教えます。
さらにスライドグラスとカバーグラスを手渡して説明します。
いよいよ標本の作り方へ
全員に玉ねぎの一片を配り

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小さく折ってうすい表皮をとりだしてもらいます。
じょうずにプレパラートにのせ、一滴水滴を落とし、
カバーグラスをそっとかけます。
それぞれ自分に与えられた顕微鏡でのぞきます。
「あー、これかな」
「ちょっとしわより過ぎてるからやりなおしたほうがいいかな」
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玉ねぎの次は近くの池で採取した緑藻類の観察です。
その1「オオカナダモ」
子どもたちは顕微鏡捜査にだんだん慣れてきて、
「いろいろなものを見てみたい!」
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木の葉を一枚とってカバーグラスをかけて、観察
「すごーい、緑色してる」
「ようりょくそかなあ」
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その2 アオミドロ
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「らせんになってるかな?」
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「もう一つ拡大してみる」
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「みえたみえた、ぐるぐる巻いてるから、らせんだー」 IMG_8371
「先生うごいてるものがいるからみたい」
なかなかみんなに見せるのはむつかしいが なんとか見せることができました。 image0s
1.5時間

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