報 告2008 年度
リフレッシュ理科出張教室報告

北陸・信越支部
東海支部 連携

宮入信州大

1.
まえがき
今回，北陸・信越支部として，初めて出張型理科教室を開催したので，以下にその経緯を述べる．
東海支部では支部内の小学校を対象に理科教室を活発に行っており，その世話人の高井教授（名古屋大学）から，2 年ほど前の秋季学術講演会開催中に，北陸信越支部との共催で，長野県内の小学校を対象にした出張理科教室開催の相談を受けた.その後、支部理事会の了解を得て千曲市の五加小学校で全校生徒を対象に開催することにした．従来，都市から離れた比較的賞規模の学校を中心に理科教室を開催してきたが，今回の特徴は，(1)
生徒数の多い学校で全生徒を対象(2)
演示実験にはテレビ放送システム利用(3)
能力レベルにあったテーマで指導(4)
２支部間の連携協力体制等が挙げられる．
開催 1 年前の平成 19 年 8 月に，高井教授とともに五加小学校を訪問し，小池校長はじめ理科専科の先生を交えて，具体的なテーマ，スケジュール，材料の調達等の打ち合わせを行った．
また，千曲市に対しては，児童の教育のことであるから町をあげてサポートしていただきたいと，近藤市長，安西教育長に趣旨を説明し，後援をいただき，さらに商工会を通して協賛企業を募り，10 社から協力を得た．
全生徒を参加させるために，夏休み前の学校行事として実施計するよう，開催校と日程調整した. また，遠隔地へ多くの指導者を動員するため，その確保についても 1 年前から都合を打診した．
授業の構成は，生徒全体に見せる全体実験と各教室で指導員が行う演示実験および生徒自身に取り組ませる工作・実験とし，午前中に終了するようにした．

圭一

五加小学校は，善光寺平にあり，近くには千曲川，姥捨山，村上義清の葛尾城があり，東西山に囲まれた町の中にあり，学校から徒歩 30分ほどで裾野に到着し，山登りができるところに位置している．筆者は在学中には遠足，写生大会，水泳などで山や川で遊んだものである．
学校の教育目標には，「よく考える子供，たくましい子供，心の美しい子供」を育てることを掲
げ，町全体が教育に関心があり，熱心に子供の育成に取り組んでいる．
児童数 (平成 20 年 5 月 9 日)
学年

123456合計

学級数22222212

生徒数705567486559364

特別支援学級（２クラス）5

写真１千曲市五加小学校の正門

2．指導内容とスケジュール

2.1 指導内容
生徒数は 369 名であり，能力レベルも異なるので，1－2 年生，3－4 年生，5－6 年生の 3段に分け，末尾参考資料に示したように、2 名の指導員を割り振って各教室で実施することにした．そのために，東海支部，北陸信越支部会

員の先生方および信州大学の現役の教員，元教員，大学院生等約 30 名の応援を得る必要があった．
生徒数が多いために，材料の調達，事前準備，役割分担等もスムーズにできるように，指導課題は東海支部で経験のある内容とし、写真2 のようなテキストを作成し、全員に配布した．
このテキストには工作手順のみならず、将来、原理を理解するためにも少し詳しく内容が書かれている。

生徒（67+48）115 名+先生 4 名
高学年（5－6年生） 自作電池月面探検車

工作テーマ：活性炭電池で月面探検車を走らせよう！
フィルムケースの内面にアルミ電極を貼り付け，その内側に活性炭を入れ，対極として銅棒をセットした後，食塩水を含ませる．この空気電池で約 0.7V 程度の起電力を得る．これを二つ直列にしてソーラーモーターの電源として用いた探検車を作る．
参加者数（65+59）124 名+先生 4 名

2.2 スケジュール
授業の構成は，テレビ放送を利用して生徒全体に見せる全体実験，さらに各教室で行う演示実験と生徒自身で行う工作・実験とし，午前中に終了するよう計画した．
7 月 1 日（火）14 時

現地，五加小学校着
リハーサルと道具類のチェック

17 時

写真 2 理科教室で用いたテキスト

低学年（1－2年生） 怪力ボックス

工作テーマ：怪力ボックスで持ち上げよう！
ストローを刺したあと密閉したポリ袋を紙箱にいれて，ストローから息を吹き込む．ふくらんだポリ袋で紙箱のフタが押し上げられ，水入りのペットボトルなどを持ち上げる．エアージャッキで，パスカルの原理などを応用したもの．
参加者数

7 月 2 日（水）五加小学校
8:00

現地集合（演示等準備）液体窒素受領

8:20

朝の会

8:35-50 各教室で開会式
挨拶

校長，教育長，支部長（TV 放送）

8:50-9:00 準備（休憩）9:00-40 演示実験（各教室）1 年生から６年生まで並行実施
9:40-10:00 休憩
10:00-11:30 実験工作（１時間 30 分）各部屋
11:35-50 閉会式（修了書各部屋；事前に押印））

11:55 児童片付け

生徒（70+55）125 名+先生 4 名
中学年（3－4終了年生） キラキラ星座盤

工作テーマ：キラキラ星座盤にチャレンジ！
紙箱に星座シートを貼り付け，その星の位置に根本を束ねた光ファイバーを内側から突き刺す．束ねた

12:00 終了
12:00 昼食（校長，教頭，指導者全員で会食，懇談）
13:00 幹事片付け継続
14:00 終了

光ファイバーには 3 色 LED をつなぎ，星座盤の星がきらめく様子を再現．
参加者数

2.3 事前準備
実施中は指導員が教室に分かれるので，事前

に全員が一堂に会して、それぞれ担当するグループでの打ち合わせと全体の確認を行った．
【実験道具など】
事前に，演示実験関連で，ＴＶ放送用のもの１組（電気抵抗の温度変化観測，鉛筆芯通電装置，その他）1 組と各教室で実施するものとに分けて手配した．各教室用のものは合計 13 組（超伝導ペレット，磁石，液体窒素容器，ゴムふうせん，携帯ガスボンベ（二酸化炭素，酸素），空き缶，線香，軟式テニスボールなど）などを準備した．液体窒素
は松本の業者から小学校に搬入して貰った．
【現地でスタッフの工作リハーサル】

工作材料などについては，前日まで大学院生に依頼して大方準備し，不足分はスタッフ全員で行い，教室内での限られた時間内で工作を終了できるよう，配慮した．

3.2 演示実験
液体窒素実験を各部屋で実施
・ 超伝導（マイスナー効果，フィッシン
グ：Nd 磁石と酸化物超伝導体）
・ 低温の世界（ゴムふうせん（空気，液体酸素，二酸化炭素など），軟式テニスゴム
ボール，など）約 40 分 各教室で実施
各教室に，液体窒素を分配し，液体窒素がつくる不思議な現象を見せた．
床に少しこぼすと，白い煙とともに玉になった液体窒素が床を転がり，生徒の机の下に入り込んで広がり，一瞬触れて冷たいような痛いような感じを受けて大きな声をあげた．草花を瞬間に凍らせバリバリになってガラスのように割れる様子，また柔らかいテニスボールが液体窒素で固まり，床に落とすと割れて散ってしまう様子などには，椅子を離れてかけらを追っかけて遊んでいた．風船に息を吹き込んで膨らませ，液体窒素で冷やすと，縮んだ風船の底に白い粉が溜まるのを見せて，「何がたまったのかな？」と聞くと「ドライアイスのようだ」と大きな声で答える子がいたのには感心した．次に，あらかじめ冷やしておいた高温超電導体を用いて，ネオジウム磁石が浮くマイスナー効果を見せた．磁石を回すと空中でくるくる回り続け，手で軽く横にたたいても，元に位置にもどり，かなりの力で抑えても位置を保ち，反発力の強いのには，声を張り上げ「マジックだよ」と叫んでいた．

写真 3 事前準備をするスタッフ
3. 各教室の授業状況

3.1 全体実験
生徒全員を一堂に会して教示できないので，テレビ放送システムを利用した．岡島教授が白衣にまとい顔にはヒゲをつけた博士の格好で，低温で見られる不思議な実験を披露した．透明容器に入れた液体窒素を見せてから，シャープペンシルの芯を液体窒素中に入れて電流を流すと強烈に輝き続けるが，空気中では酸素があるために直ぐ燃え尽きてしまう状況を見せた．また，金属をこの液体窒素に入れて低温にすると良く電気を流し，まめ電球が輝く現象には感動していた．

写真 4 浮いている磁石を不思議そうに見る生徒(A) 低学年あらかじめ折筋をつけたボール紙を各生徒に渡最初の工作として、ボール箱に星座を張り付し，折順に従い，合図をしながら順番に作業を進け，星座のポイントに穴をあけて光ファイバーめさせた．手順の分からない場合は，渡されたテを固定させ，ファイバーを束ねて発光ダイオー

キストで確認するか，隣の友達に聞く，あるいはドにつなぐ．小さな穴をあけて，16 本のファイ先生に質問させ，先生の合図に従って作業を進め，バーが適切に固定されるように手際よく作る器自分勝手にせずに協調して行うように注意した．

用さが求められる．出来上がってスイッチを入

ポリエチレンの袋をセロテープで封じる，角をれるときれいに光る星座が確認されるので，感ハサミで切り落とす，ストローと袋を空気が漏れ激するようである．テキストがひらがな付きでないようにセロテープで止める作業など，手先の説明されているので，生徒自身で確認しながら器用さも必要な点で仕上がりの早さには個人差は作業進めていた．

出るが，良い体験であろうと思われる．仕上がった怪力ボックスを用いて，2 リットルのペットボトル（約 2Kg）を持ちることを体験させた．

図 1 光ファイバーを束ねる

写真 5 ポリエチレンの袋を膨らませる生徒
また，4 人の怪力ボックスを使って，写真 6 のようにペットボトルをたくさん入れた箱を持ち上げ

写真 7ることにも挑戦し，約 20Kg の重さの箱が持ち上てる生徒

テキストを見ながら星座盤を組み立がりかけ歓声が上がった．
(C) 高学年
図 2 のような車を作るために，竹串にボール紙のタイヤを固定する．まずタイヤの中央

写真 6

4 個のジャッキを合わせて重い箱の持ち上げに挑戦(B) 中学年

図 2 月面探検車

完成後は，友達と廊下に出て，自分の車の走るを定規で正確に確認し，細い竹串が正しく固姿をみて感激している生徒，途中でタイヤが揺定できる程度の小さな穴をあける．穴を大きれて走行が不安定になり修理をする生徒，先生

くあけすぎるとタイヤがグラツキ安定した走に自慢げに見せる生徒などいろいろな姿が見ら行ができない．この感覚が結構難しい．そのれた．教室には，軽度の障害を持つ生徒もいた

次は，モータの軸と車輪の一つをプーリとしが，普通の生徒に劣らず，完成することができ，て輪ゴムでつなぐ．ボール紙 3 枚重ねで中央嬉しそうな姿を見ることができた．工作の不十の円盤が溝になって輪ゴムが収まるようにな分な点を発見し手当をして完全に仕上げた達成っているが．細い溝なので上手くはめられな感，満足感を味わい、自信をつけさせることが，い生徒もいたが，これも自分で体験するため理科を好きにさせるには大変重要であると思わに，手順を教えるが，代わりにやってあげるれる．

ことはなるべくしないようにした．

図 3 写真フィルムケースを利用した電池
つぎに，自動車を動かす乾電池を作る．身の回りにある品物を利用することが大切であるので，写真フィルムのケース，電極用の銅棒（5mmφ），活性炭，食塩水，アルミ箔を図 3 のようにセッ

写真 9トする．簡単そうに見えるが，活性炭をこぼさる生徒

出来上がった探検車を廊下で走らせないように，アルミ箔がちぎれないように神経を使って作るところに小学生としてはやりがい

4. 懇談会があり，完成の満足感を味わっていた．高学年

昼食をとりながら，校長，教頭，理科専科

生では，配布されたテキストを見ながら，自分の先生方を交え，生徒の取り組み状況，小学で工作を進める生徒が多いが，個人差が大きく，校での理科教育の問題点などを話し合った．

全員が終了するには時間がかかる．

小学校の低学年では，誰でも自然界の動物，植物に興味を持っているが，授業の中できめ細かく教えるための教員数，授業時間の確保が難しい状況が紹介された．今回開催した，五加小学校では，指導員の先生方に積極的に近づいて質問し，たくましく物事に向かっていく元気の良い生徒を育てている学校教育の成果が生徒から感じられた．近くに山が見え，千曲川が流れ，学校がおかれた自然環境も生徒を育むには恵まれているとの感想がはじめてこられた指導員の先生方から述べられた．

写真 8 作った探検車を確認している生徒

夕食時には，市長，教育長にも参加をいただ
き，千曲市の教育に対する取り組み，要望等

を聞いた．市長及び教育長から，町の活性化

1 年松組／江龍・山田，竹組／立岡・安田，には人材育成が欠かせないので，苦しい財政

2 年松組／宮入・近藤，2 年竹組／藤原・丸野

状況ではあるが教育には力を入れたいので，「キラキラ星座盤」

今回の理科教室には大変感謝しているとの言

3 年松組／早川・太田，3 年竹組／財満・中沢，葉があった．

4 年松組／春日・百瀬，4 年竹組／橋本・定本「活性炭電池月面探検車」
5 年松組／櫻井・田原，5 年竹組／若原・曽根原，

5． まとめ
時間的にリハーサルがほとんどできない状
況で，400 人近い生徒全員を対象として，生徒が感動し，満足のゆく理科教室を実施するには，指導に協力を頂けるスタッフの確保とスタッフの方々の熱意が大変重要であることを痛感した．今回は，東海支部の高井教授はじめ，経験豊かな方々の協力のおかげで十分な成果を上げることができ，指導員の皆様に厚く感謝します．全員の氏名の詳細はテキス
トに記載してありますが，紙面の都合上，ここでは割愛させていただきます．千曲市からも大変感謝され，また生徒自身が指導者の先生方と親しくなれ，不思議な現象を体験し，理科に興味を抱くきっかけになったものと確信している．
問い合わせ先開催状況に関して：宮入 圭一
TEL:026-269-5226，FAX：026-269-5220
E-mail：kminaba@shinshu-u.ac.jp
材料および工作に関して：藤原 絢子（東海支部理科教室担当 ）TEL:052-789-3159,

FAX:052-789-3441

E-mail:jsaprika@jsapinfo.ees.nagoya-u.ac.jp
参考資料(1)テキスト
平成 20 年度「リフレッシュ理科教室」（北陸・信越支部五加会場）ドリームスペース ミッション 2008 （社）応用物理学会発行（平成 20 年 7 月）ISBN978-4-903968-23-0(2)指導担当者（敬称，所属は省略）「怪力ボックス」

6 年松組／高井・阿部，6 年竹組／岡島・学生