５

生徒用観察，実験プリント例

平成 26 年度 岩手県立総合教育センター

高等学校理科「科学と人間生活」における31.火山の噴火を再現してみよう

研究主題

目的： 火山の噴火の様子を再現し、マグマの粘性の違いによって山がつくられる様子や溶岩の流れる状態を観察しよう。

準備：材料：歯科用印象材

三脚、 ビーカー、 はさみ 、 カッター

200mL 、 フィルムケース

サポート資料の作成

編集して使える観察，実験の※パネルの下からフィルムケースを差し込み、穴を開ける。

50g×3（ポリ袋に入れて配布） 、 色水 （3 色）

器具：発砲ポリエチレンパネル⑦ ①～⑥の手順を 2 回繰り返し、三層からなる火山を作成する。

、、 マジック

生徒用プリントの作成しました。

⑧ カッターなどで、作った火山のモデルを切り、断面を観察する。

方法：① 歯科用印象材の入ったポリ袋を１つ手に取り、チャックの部分をはさみで切り取【研究担当者】 石 塚 史 子

結果：マグマの粘性から、形成された山の形は何に近いか。

る。

１回目

② ビーカーに 100～150mL の色水をはかる。

２回目

３回目

【この研究に対する問い合わせ先】

山の形・基準のかたさは、125mL の色水を加えたものとする。
・やわらかいマグマにしたい場合は、150mL ビーカーで計る。
・硬いマグマにしたい場合は、100mL ビーカーで計る。

1 回目

E-mail kagaku-r@center.iwate-ed.jp

＝

２回目
mL

３回目
mL

mL

③ ※ここからは、印象材が固まってしまうため素早く行うこと！！

考察２：自分たちの作った山を見ながら、どのような自然災害が起きているか考え、マジック②で計った色水は、チャックを切り取ったポリ袋へ入れる。袋の中の空気をで自由に書き込んでみよう。

１

少し抜いてひとひねりし、印象材と水を手で揉みながら素早く混ぜる。
④0198-27-2774 FAX 0198-27-3562のことから、噴火にどのような違いが生まれてくるだろうか。

＝ 計った色水の量を記録しておきましょう色水の量

TEL

考察１：粘土の違いによって、噴出させる際の力の入れ具合はどのように変化があったか。こ

はじめに高等学校理科「科学と人間生活」は，物理・化学・生物・地学の四つの領域をポリ袋をフィルムケースに通し、口を広げて発砲ポリエチレンパネルに差し込む。

高等学校理科『科学と人間生活』

このとき、発泡スチロール板から、フィルムケースが 1cm 程度出るようにして行うと⑤ 三脚に④をセットして、一人が発砲ポリエチレンパネルをおさえる。もう一人に対する興味・関心を高める指導をすることが大切であるとされています。しかが三脚の下からポリ袋を強く握り、穴から印象材が出てくる様子を観察する。
3年⑥ 完全に固まらないうちに、フィルムケースを引き抜き、次の噴火に備えて、火口を組

番 氏名つくる。ふさがってしまった場合には、フィルムケースを差し込み、穴を開ける。

６

サポート資料

扱っています。また，生徒が身近な事物・現象に関する観察，実験を行い，科学よい。

し，教科書準拠の指導書などには，観察，実験の基礎知識や基本技能までは触れサポート資料を活用した授業実践ていないものが多く，先行研究から理科教員は，専門領域以外の観察，実験につ・ 歯科用印象材を用いた火山の噴火実験（地学領域）

いての知識や技能の習得に困難を感じていることがわかりました。特に，実験材「実験をやったことで，粘性によっての違いをむりやり覚えるのではなく，するっと入ったので，楽しかった。」「できれば，テスト前にやってほしかったです。」「水が少ないと（絞り出す）力がたくさん必要だ。
」という，理解が深まったとされる感想や「早く，（印象材が）固まってしまい，うまく山が作れなくて悔しかった。もう一度やりたい。」という，目的意識を持って実験，観察に取り組みたいという気持ちがうかがえる感想がありました。

料や教材の入手，準備にかかわる情報の不足，指導する上での安全面への不安や意図した実験結果が得られない事への不安があり，観察，実験の実施に支障をきたす場合があります。
そこで，観察，実験の準備の方法，材料を取り扱う際の留意点，生徒の興味・関心の喚起につながる指導のポイント等を掲載した高等学校理科「科学と人間岩手県立総合教育センター生活」のサポート資料を作成しました。
２・ プラスチックの燃焼実験（化学領域）

サポート資料のねらい
サポート資料のねらいは，専門領域以外の「観察，実験の教材研究や準備の効率化を図る」ことや「観察，「プラスチックには，色々な種類があるのだと改めて知ることができた。」「プラスチックの種類が違うと性質も違うことがわかった。」という理解が深まったとされる感想や「プラスチックの種類や性質を知ること実験の基本技能を習得できるようにする」こと。また，「教科書に掲載してある実験を再現できる」よう先生方を支援することです。そこで，教科書に掲載されている実験を精査し，各領域の実験をバランスよく掲載しました。

ができたので，ゴミの分別にも協力していきたいと思いました。」「プラスチックでも，燃える物と燃えない物があることがわかった。分別がけっこう大事だということがわかった。
」という，プラスチックの性質を理解しつつ，分別やリサイクルに協力していきたいという感想がありました。

７

研究のまとめ「科学と人間生活」の目標に基づいて、現行発行されている全教科書，文献などから，教員が観察，実験の指導をしやすくなるような題材で平易なものを選び，33 項目のサポート資料を作成しました。サポート資料の作成にあたっては，授業実践や教員の助言によって内容の精査を図りました。
特に生徒が目的意識を持った観察，実験を体験し，科学的に興味関心を高めることを目指したサポート資料を作成しました。
８

おわりに研究の詳細と「高等学校理科『科学と人間生活』におけるサポート資料」は，当センターの Web ページに掲載しておりますのでご覧下さい。
岩手県立総合教育センター理科担当 Web ページ

http://www1.iwate-ed.jp/

３

サポート資料の概要
サポート資料は，物理・化学・生物・地学の領域毎に７～９項目、合計 33 項目の観察，実験についてまとめた項目と，生徒用観察，実験のプリント，薬品の調製集などの巻末資料からできています。
１２３４５６７８９101112131415161718

物理領域
水の屈折率の測定
簡易分光器の製作
偏光板万華鏡の製作
赤外線写真の撮影
エネルギーの変換
様々な物質の比熱測定
電流の熱作用（電気パン）
発熱反応と吸熱反応
スターリングエンジンの製作
化学領域
金属の性質
黄銅の製作
プラスチックの分類
プラスチックの合成
繊維の分類
繊維の合成
デンプンの分解
タンパク質の凝固
脂肪の乳化(バター・マヨネーズ)

1920212223242526

生物領域
光合成色素の分離
ブタの眼の観察
盲斑の検出
アルテミアの光走性
乳酸菌の観察アルコール発酵
微生物による有機物の分解
空気中に浮遊する菌類の観察

27282930313233

地学領域
天体望遠鏡の組み立て
太陽の黒点観察
月の観察
日時計の作成火山の噴火実験
流水実験
ハザードマップの調査（火山災害）

４

サポート資料の内容
物理領域「

７７

生物領域「電流の熱作用（電気パン）」より

電流の熱作用（電気パン）
この実験によって何を理解させるのか，どんな内容
準備時間
実施時間

難易度

可能時期

★☆☆

一年中

留意点
・ 熱の性質については、「熱と温度、物質の熱容量と比熱容量（比熱）、熱の伝わり方、熱量保存の法則、仕事や電流による熱の発生について扱い、歴史的なジュールの実験についても触れる。」とある。
・

１ヶ月前～（発注，調製，代替の検討時間含む）□材料の準備□実験室の備品確認

準備

生徒に配付する器具や教材，薬品当日のセットなどをチェックできるように金属線などに電流を流すと、自由電子が金属線の金属原子とぶつか☆教材の入手方法

り、そのために熱が発生する。イギリ□アルテミア□水槽（飼育ケース 4L）

１個

サイズ・値段・教材や材料の□光源（懐中電灯など）

１個□黒画用紙１枚写真を掲載しました。

（又は、発砲ポリスチレンパネル）□器具・教材の分配★教員用□生徒用と同じもの

スのジュールという学者が電流と抵

内容：電気エネルギーが熱エネルギーに変わることを理解する。

●

抗、発熱量の関係を発見したので、ジ

商品名ブラインシュリンプ卵（エッグス）

ためには、水溶液の場合、イオン（電ホームセンターなどで購入可能。

気を持った粒）が必要である。コンセ

20g

前日までの準備の方法を\1,000-程度。

詳しく掲載しました。

ントにつなぐとホットケーキミック
スの中にあるイオン（塩やベーキン● 水槽（飼育ケース）

グパウダー）が動き出し、電流が流れる。ホットケーキミックス水溶液中には、電気抵抗があり、イオンが動くのを邪魔する。そのため、ジュール熱が発生する。

・100 円ショップやホームセンターなどで購入可能。

＝前日まで＝※

・100 ショップの場合、季節商品（夏）となっている場合があるた

め、注意が必要。

実験の原理や指導に必要なアルテミアのふ化。
(1)● カルキ抜き事柄を掲載しました。

意する。※写真は、2L 用の水槽に 1L 程の水を入れてホームセンターなどで購入可能。

ふ化させた。

(2)\200-程度。

※※

パンのたね（ホットケーキミックスなどを牛乳と混ぜた物）を牛乳パックに入れ、回路がすべてできあがってから、コンセントにプラグを差し込むこと。

(3)

ずに水道水を汲み置きし、１日程度おコンセントにプラグが刺さっている（通電）状態で絶対に電極に触らないこと。感電する。

※

コンセントにプラグが刺さっている（通電）状態で電極同士がぶつかると（ショート）、ブレーカーが落ちる。ステンレス板を通電状態で、接触させない。

\120-程度。

基本的にコンセントにプラグを差し込んだら、触らないこと。実験中なにか作業しなければならないときは、必ず、コンセントからプラグを抜いてから作業を行うこと。

※

うしても冬に行いたい場合は、熱帯魚用のヒーターを活● 海水の基用すると良い。

ホームセンターなどで購入可能。

(4) 1 日～2 日程度でふ化が確認できる。
※ふ化して 5 日目くらいまでは、正の光走性を示すことを確認済み。
※

カルキ抜きをした水に、水の 2.5％程度の塩を入れた物でも良い。ふ化の効率があまり良くないので、化学領域「18記載しました。などを掲載しました。

地学領域「脂肪の乳化（バター・マヨネーズ）」より◎観察，実験

大まかな授業の流れを時系列に観察，実験の流れ□導入・油脂についての説明、確認。
・既習事項の確認。
□目的を理解させる□観察，実験・手順の指導。
・机間巡視を行いながら、生徒への実験のアドバイスや注意を促す。
□結果のまとめ，考察・調理方法には、乳化（エマルション）等、科学的な根拠がある事を理解させる。
□後片付けの指示

・・

33

ハザードマップの調査」より

地域の過去の災害などを調べる。

「

材料や器具の分配。

32

火山の噴火実験」より

失敗例

例：八幡平市 土砂災害

（３）マヨネーズとドレッシングを作る（20 分）① （マヨネーズ）卵黄と食酢を攪拌機で丁寧に混ぜる。その次に塩を入れ、さらによくかき混ぜる。 ※卵は、冷蔵庫から出し室温にしておくこと。
② ①をかき混ぜながら少量ずつ油を入れていく。全部、サラダ●状態１ 印象材が固まってしまい、絞り出すことができない。
原因１ 水を入れてから、混ぜて絞り出すまでに時間がかかっている。
印象材は、２分程度で固まってしまうので、水を入れてから絞り出すまでの作業を素早く行うこと。

油を入れてとろみがついたら完成。

しました。

飼育する場合は、きなこをえさとして与える。

＝実験当日＝人工海水を推奨する。

安全に関わる注意事項や廃液処理方法

ブラインシュリンプ卵（エッグ）を付属のスプーン半分程度を入れる。※室温が 20℃を下回るとふ化しにくいため、冬の時期を避けた方が良い。ど※中学校までの既習事項を(1)に市販の海水の素もしくは、3.5％程度塩分の濃度になるように塩を入れる。

時間がある場合は、カルキ抜きを使わいた物を使用する。

※

水道水にカルキ抜きの薬剤を入れるか、1 日～２日程度汲み置きして、塩素を抜いた水を用

家庭用 100V 交流電源を使うので、感電・ショート等、十分に気をつけること。

＝注意事項＝

１組

アルテミア

ュール熱といわれる。電気が流れる【安全面】

１回分のセットを示しました。

☆生徒用

岩手県内での教材の入手方法・
当日

ジュール熱

目的：ジュール熱を利用して蒸しパンを作ってみよう。

～前日□材料の確認□器具・教材の分配

準備の流れ

【指導面】

なのかを文章と写真で説明
１週間
１時間50 分しています。

アルテミアの光走性」より◎準備

教材の入手日数

目的と内容

22

多少粉っぽさが残っても良い。１０回程度手で揉んで、素早くポリスチレンパネルにセットし、絞り③ （フレンチドレッシング）塩、酢をボウルに入れ、溶け残り出すこと。予備を多めに用意しておくと良い。

が無いようによくかき混ぜる。
●状態２ フィルムケースを引き抜く際に、山の形が崩れる。壊れる。

④

サラダ油を入れてかき混ぜる。

⑤

マヨネーズとドレッシングを観察し、違いを調べる。

原因１ 印象材が柔らかすぎた。
引用材がある程度固まらないうちにフィルムケースを引き抜くと、内側に印象材が流れ込んできてしまう。流れ込んできた状態も、失敗では無く、カルデラの形成として生徒に説明すると良い。絞り岩手森：岩手山噴火によってできた流れ山

H25 年 8 月の台風被害による道路の陥没

出してから、１分くらいそのままにして（手を離しても大丈夫）固まるのを待つ。やや固まったのを確認し（少し指で触ってみる。指に付かない程度。）、フィルムケースをつかんで引き抜く。

手順

例：雫石町土 土砂災害
時間のめど（およそ 50 分）（１）実験の説明、注意点（5 分）
器具の名称と扱い方や結果の書き方の指導。

観察，実験の詳しい操作原因２ ビニール袋のセットの仕方。

まとめを掲載しました。

①（２）バターを作る（15 分）①

きれいに洗ったペットボトルの中に、生クリームを入れる。

②

フィルムケースにビニール袋をとおした後、ビニール袋を折り返さず、ポリエチレンパネルにフィ（４）後片付け まとめ 考察（10 分）

生クリームには、脂肪が入っており、取り出すことができた。
② 水と油は、乳化剤（卵）を入れることにより、乳化することがわかった。

◎後片付け

しっかりとふたを閉めて、冷やしなが

H25 年 8 月 9 日の大雨による土砂崩れ

しばらく振り続けていると、ペタンペ

雫石町 Web ページより

考察例

タンと音がしてくる。
④

正しい方法：■後片付けのさせ方
・油を使用したので、器具は、食器用洗剤を付けて洗うよう指示する。

ら振る。
③

ルムケースを差し込み、絞り出した場合。

http://www.town.shizukuishi.iwate.jp/

ガーゼの上に取り出す。
※

パンなどにぬって食べる場合は、バターが・マヨネーズとドレッシングを観察し、どのような違いに気付いたか。何によって、違いがあらわれているのか。

できてから、塩を入れて味を調える。

・

失敗例：ポリエチレンパネルの上にビニール袋が出ている状態。

ペットボトルを切り取り、バターを乳化（エマルション）の原理を使っている調理例から乳化剤を探してみる。
ペペロンチーノ ・ 豚骨ラーメン ・ トマトソース等※

生徒の興味関心を引き出すた

写真は分かりやすいように、赤い色のビニール袋を使いました。

め，岩手県内の施設や話題な観察，実験の失敗例と原因，どを掲載しました。

解決策を掲載しました。

考察例を記載しました。

別法・発展実験
火山の重なりを観察する必要の無い場合（山の形状だけを観察する場合）は、小麦粉や石膏などを別法・発展実験を用いて実験を行うと良い。小麦粉や石膏は、安価で手に入りやすい。

掲載しました。

れる状態を観察した物。左から、成層火山・火山ドーム・盾状火山。

石膏は、１Kg\400 円程度。ホームセンターなどで購入可能可能。下図は、石膏によるマグマの流