日本には古来より“墨流し”という伝統工芸があります。この実験は、“墨流し”と同じように、特殊な絵の具を水面上に拡散させて様々な配色の模様を作ります。その上に紙をそっとおき、模様を紙に転写すると、美しい色彩と、不思議な模様の“自分だけの芸術作品”ができあがります。どうして絵具は水に溶けずに表面に漂うのかを科学的に理解してもらいます。
発泡ポリスチレンの板を使い、この板の上に水彩絵の具で自分の名前や絵を描き、電気コンロで温めます。すると発泡ポリスチレンと水彩絵の具の水との関係で、描いてないところが縮み、描いたところがそのまま残り3Dの表札ができます。発泡ポリスチレンの性質を実験で体験してもらうとともに水の不思議、蒸発熱を学びます。
ヤシの実や、石炭から作った活性炭には、とても不思議な力があります。活性炭には顕微鏡で見ると小さな穴がたくさん空いていています。水の汚れや、もののにおいは小さな粒できており、活性炭はこの粒を小さな穴に閉じ込めます。この実験では、汚れた水や、臭いのある水、あるいは、色のついた水が活性炭を通すときれいになることを学びます。
自分の好きな香料と色素で、良い香りを出す「芳香剤」を作ります。原料に使われる吸水性樹脂には数十倍~数百倍の重さの水を吸収するという興味ある性質があります。吸水性樹脂が水を吸収する様子を観察し、対象学年に応じて、水の吸収、取り出される仕組みの勉強をします。吸水性樹脂が私たちの身の回りの多くの製品に使われている様子も勉強します。出来上がった「芳香剤」を家で使って見て、樹脂の変化を観察します。
肥料や化粧品に使われる尿素を水に溶かすと、周りの熱を奪いながら溶けていきます。この“吸熱反応”
を理解してもらうための実験で、尿素が入った袋の中に、もう一つの水を入れた袋をいれて、それを一気にたたいてつぶします。尿素は水に一気に溶け、急激に10℃から20℃程度水温がさがります。
この実験で子供たちは水温が急激に下がるのを体験し、その冷たさに思わずビックリします。
石炭や石油などを燃やすと熱が出ることは良く知られていますが、この実験は、鉄が酸化するときになぜ熱が出るかを勉強し、その原理を応用してほかほかカイロを作ります。ほかほかカイロを作る各段階でその時の温度を計り、どうして温度があがっていくのかを勉強します。また、少しだけ食塩水を加えますが、その塩水が触媒という化学で重要な役割であることも学びます。
コップの中の水に、水より重い一円玉をそっと置くとミズスマシのように、水の表面に浮かびます。それを観察し“表面張力”という力が働いていることを学びます。スチロール紙で、帆かけ舟を作り、水槽に船を浮かべて、スポイトでエタノールを船尾にたらすと、水より表面張力の弱いエタノールのせいで船は元気よく走りだします。船が表面張力の差で走る事を学びます。
型紙にプリントされた最新型飛行機を切り抜き、それを組み立てて模型飛行機を作ります。
実験で「風の力」を体験し、分かりやすい説明で飛行機はなぜ飛ぶかを学びます。
出来上がった飛行機を、先生の指導で「飛行機の原理」に合わせたいろいろな調整をして、出来るだけ遠くまで飛ばしてみよう。
電池には、科学の要素がたくさん詰まっています。この実験は、子供たちに、台所にあるアルミカップ・キッチンペーパ・塩や活性炭を使って食塩水電池を作ってもらいます。電池が発電した電気でモーターを回し、電圧を計って電気の勉強をします。さらにアルミカップが発電でどのように変化しているか、化学の視点での観察も行います。
再生可能エネルギーとしての風力発電が注目されています。
この実験は、型紙から回転羽根を切り取って風車を作り、発電モーターに取り付けて風車発電機を作ります。ドライヤーの風で発電し、発電電圧が最大になるように風車の角度や曲がりを調整します。発電した電気でランプと扇風機を作動させ、発電量を測定します。
卵やサラダ油、酢などをボールに入れて泡だて器で攪拌し、子供たちの大好きなマヨネーズを作ります。マヨネーズは科学的に大変面白い状態でできています。油と水は混じりあいませんが、マヨネーズは水分の中に油が分散して安定している乳化と言う状態になっています。出来上がったマヨネーズの状態を顕微鏡で観察し、乳化現象を科学してもらいます。
水に気体、液体、固体が溶けているものを水溶液ということを勉強し、その性質が酸性か、アルカリ性かを試験紙を用いて調べます。また、紫キャベツの色素が試験紙と同じように、酸性、アルカリ性で変わることを学びます。身の回りにある酸性、アルカリ性のものを知り、酸とアルカリを混ぜると中和して中性になることを確かめ、化学の基礎を学びます。
どうしたら重い物を楽に持ち上げられるか。大昔から人間は重い物を持ちあげる方法を考えてきました。そして、滑車というものを発明しました。
滑車は、現代でも身近なところで大活躍しています。例えばクレーンや、エレベーター等です。この実験では、滑車を組み立て、どれだけ重いものが軽くなるか、体験しながら、その原理について学びます。
真っ直ぐ進む光は、鏡でその進む方向が変わります。また、水に入ると光は曲がります。反射、屈折のほか、ある限界を超えると光が全反射する現象を実際に目で見て観察します。この現象を身の周りで応用している光ファイバーが内視鏡や光通信に利用されていることを知ります。
最後に、光ファイバーを使った工作で光の花を咲かせて、楽しみます。
コンピュータを構成している論理回路について、基本回路4つの働きを、回路キットを使って理解します。次にコンピュータで使われている2進数を10進数と比較しながら理解します。2進数の足し算回路と判断回路を回路キットに配線し、足し算や判断ができることを実体験します。この間にコンピュータの回路は単純な操作を高速に実行することにより複雑な処理を行っていると言う秘密を理解します。
モーターは、毎日の生活を支えている重要な動力源です。モーターは、磁石とコイルで出来ていますが、この実験では、磁石の性質を観察し、磁石と電気の関係を勉強します。
電線や磁石など身近にあるものを使ってモーターを作り、何故、モーターが回るかを考えます。
身近にある平面地図は、地理情報を得るために手軽に使える便利なものですが、地球全体を正確に表すことはできません。この実験では、型紙を切ってMy地球儀を作り、平面地図と地球儀の違いを調べ、公転や自転などの地球の事象について勉強します。さらに、南極など、地球に関する興味ある内容も勉強します。
「数」は、人間の文明を支える基礎の一つで、理科の源(みなもと)でもあります。「数」なしでは人間は生きていけません。この授業では「数」の素になっている「素数」の性質を学びます。そして、「素数」の面白い性質を使って暗号を作り、それを解読する「スパイ大作戦」で楽しく遊びながら「数」の本質について勉強します。
私達の生活は、熱によって支えられています。この実験では、お湯を沸かすという身近な現象をつぶさに観察し、水の不思議な変化とそのエネルギーについて勉強します。実験をしながら、熱と私たちの生活の関係を考えてみます。
この実験には理科教室と標準的な理科実験器材が必要です。
私たちの周りでた<さん使われている磁石はどんなものを引きつけるか、身の回りの物を使って調べていきます。
N極・S極の力を体感し、鉄粉を使った実験で磁力の様子を学びます。
磁石を使ってクルクルまわるマジックタワ一を作り、このタワーをどうすれば一番速く回せるか、なぜクルクル回るかを考えます。
私達の周りにある色は、「色の三原色」と呼ばれる「赤」「青」「黄」の組み合わせで作られています。
この実験では、三原色を混合して色々な色を作り、さらに、色がどの三原色の混合で出来ているかを調べる「色を分離する方法」を体験します。最後に、色を分離する方法を使って、きれいな「色の花」を作ります。
私達の身の回りにはたくさんの白い粉がありますが、デンプンはどれでしょう?ものを見つけるのに、人間の「五感」は、どのように使われているのでしょうか?
この実験では、デンプンの特長を調べ、デンプンがどこにあるかを学びます。ヨウ素デンプン反応を用いてデンプンを見つける分析法を体験し、それを通じて「分析化学」の基礎を学習します。
巨大な豪華客船は、何故、海に浮いているのでしょう?このテーマでは、物を浮かす力・浮力がどのように起こるのか、どのような大きさなのかを実験によって調べます。さらに、水に沈むゴム粘土の水に浮かぶ形を工夫し、上手に作れば、ゴム粘土を水に浮かべることが出来ることを体感します。
プログラミングは、IT社会に適合する次世代を育てるために設定された、論理的思考能力を身につける大切な教科の一つです。
この教室では、与えられたミッションを達成する手順を検討して、その手順を、コンピューターで遂行するためのビジュアルプログラミングをして実行し、ミッションの達成を体験してもらいます。
身の回りにある植物のルーペ、顕微鏡を用いた観察を行い、ミクロの世界の不思議さ、面白さを体感させるとともに、高学年では、光合成により自ら養分を作り出し、すべての生物の生命活動を支えている植物のはたらきと、その「つくり」について知ることを通して自然への関心を持たせます。
我々の周りには色々な「音」がありますが、身近にありすぎて、その本質を理解する機会は多くありません。このテーマでは、音を、「聞く」、「触る」、「見る」ことで、「音の本質」を理解することを目指します。また、最後に、水の入ったカップで音階を作り、みんなで合奏を楽しみます。
日常生活には様々な液体があります。この実験では、8種類の水溶液(水道水、精製水、食酢、炭酸水、食塩水、レモン水、アンモニア水、重曹水)を、五感や科学の力を使って調べます。pH試験紙、DPD試薬、硝酸銀などを使い、それぞれの性質に基づいて液体を分類し、系統的な分析を行います。