K's理科実験室 ~K's Science Lab~

中学校理科の教材に関するメモなど

 
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パレットおおさきプラネタリウム

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プラネタリウム授業

 パレットおおさきさ(大崎生涯学習センター)にて,プラネタリウムによる理科の授業を行いました。今回は自分が授業者として主に進行,遊佐さんがプラネタリウム操作という形で,自分の授業構想を実現することができました。2017年4月29日(土)リニューアルオープンした東北初となる1億個の星々が織りなすケイロンIII(光学)と,4Kプロジェクター2台(デジタル)によるハイブリッド型プラネタリウムにより,臨場感あふれる星空や宇宙が再現されました。パレットおおさき様には45分×2回の計90分の授業へ向けて,度重なる打合せや,本校校庭の地上風景の編集などの準備に全面的にご協力頂きました。ありがとうございました。
 参加した101名の生徒にも満足してもらえたら嬉しいです。アンケートを集計してみます。
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季節ごとの太陽の日周運動の記録(全天カメラ画像)

 以前立ち上げた全天カメラによる太陽の日周運動配信システム 『ぜんてん』の画像を用いて,透明半球に季節毎の太陽の日周運動を記録。地軸の傾きや,南中高度,昼夜の長さを比較します。
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透明半球の記録から南中高度を求める

 小型透明半球の記録のデータ処理。まずは,壁に固定したことによる方位の修正(回転)し,南中高度を求めます。この回転角から校舎の向きを元も手も面白そう。
 今回は,方法は明示しなかったため,細いテープ上に切った紙を使ったり,定規を曲げてあてがったり,分度器を内部に設置したり,目盛り付き透明半球を外から被せたりして,各の方法で求めていました。47.5°など全体では,45°前後でした。ちなみに記録を取った付近,10月15日の南中高度は,43.2°ですから,まずまずの誤差でしょう。
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積水ハウス株式会社東北工場

 地区教育研究会一斉研修日。セキスイハウス株式会社東北工場を見学。材料の鉄板から成形,溶接まで工場で行っている。また,木造用の外壁は,石膏やセメントでは無く,粘土を焼いて作るタイプが主流とか。隣接する「積水ハウス 東北住まいの夢工場」は非常時に地区の避難所にもなるとか。撮影禁止でしたので,外観だけ。
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プラネタリウム学習事前打合せ

 大崎生涯学習センターのプラネタリウムを授業に使わせて頂けるとのことで,事前打ち合わせに伺いました。約2時間に渡りお付き合い頂き,2時間の授業のプランを立てることができそうです。
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小型透明半球による太陽の日周運動の観察(記録)

 グループ(4人組)に小型透明半球を配り,厚めの台紙に固定して太陽の日周運動を観察。プロジェクターの光を使って記録方法を示しました。
 方位磁針で台紙の方位(東西南北)を合わせるのですが,鉄筋入りのコンクリート上では事実上不可能。今年は思い切って,方位磁針を廃止,台紙をベランダの壁に合わせて記録させてみました。校舎が北北西向きのため,方位はずれていますが,毎回同じ方位で記録ができています。これを,データを解析する際に方位を修正すれば何とかなると思います。
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バネを用いたP波とS波の比較

 実験用バネを用いてP波とS波の比較
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状態変化と体積

 固体のロウ(パラフィン)を融解させて液体にし,冷却させて再度固体にしたときの体積の変化を調べる。中央がくぼんで体積が小さくなっていることから,液体→固体では体積が減少することを確認。また,固体のロウが液体のロウに沈んでいることも。
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ElementaryOSのインストール

 生徒が画像解析に使用するPCを準備。SDカードからが読み込んだ画像を閲覧できれば良いだけなので,OSなしのPCに,Linuxディストリビューションをインストール。
 Ubuntuベースで軽量な『ElementaryOS』をインストールしましたのでメモ。OSのisoファイルをUSBにコピーし,ブートのために『Rufus』を使用。
 インストールはほぼ問題なく完了,念のため,日本語入力のパッケージ『fcitx-mozc』もインストール。
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太陽の観察から視直径を求める

 太陽投影板を使って行った観察の記録から,太陽の視直径を求めました。太陽投影版に映った太陽の像が,直径分だけ移動する時間がおよそ2分,後は比を使って『2分:24時間(1440分)=x°:360°』の関係から視直径x°を算出。
 御明算!!はx=0.5です。視直径0.5°と予想以上に小さいことに驚きますが,うでを伸ばして持った五円玉の穴の径に収まる角度ですので,満月を使って確かめてほしいものです。
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ワインの蒸溜

 ワイン(25mL)から沸点の違う物質を取り出す実験。氷水で蒸気を冷やすと。始めに沸点の低いエタノールを多く含む物質があつまり,その後水を多く含む物質が集まること。沸騰している間も混合物の温度はダラダラと上昇を続けることを確かめます。
 同時に,加熱をやめる前にガラス管を試験管から出すことも確認させるなど,実験操作の技能を身につけることの多い実験。今回はわざと逆流させその様子を観察させました。
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パルミチン酸の融点測定

 パルミチン酸の融点を測定。とけ始めの温度を読み取るため,パルミチン酸の質量は小さく。ガラス毛細管につめて,温度計の球部に取り付け,水をかき混ぜながら行う事がポイントですが,測定誤差が大きいグループには,その原因を考えさせることも重要。
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金星 2017/10/08

 金星を撮像,2018/1/9 16:02 の外合まで約3ヶ月。
光度 -3.9等 視直径 10.9" 輝面比 0.92 太陽離角22.9゚W
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太陽を直接見てはいけません!

 あえて,望遠鏡で太陽を直接見たらどうなるか? 消せるボールペンで黒く塗った紙はどうなったでしょう…?
 下の2枚は小学生による実験…。
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太陽表面(黒点)の観察

 太陽投影板を使った太陽表面の観察。黒点が数個見られました。日周運動の速さから,太陽の視直径を求めてみるのも良いかも。
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Koichiro

Author:Koichiro
 公立中学校教師(理科)です。自然体験。科学的な実体験を通して,科学的に考えるとはどういうことなのか,そして科学の面白さや奥深さを実感できるような授業を目指しています。
 2011.3.11の震災当時には校舎が沈下,解体され,プレハブ仮設校舎の生活でしたが,たくさんの方からご支援いただき,なんとか観察・実験を継続することができました。自分の実践が少しでも他の理科教育に携わる方の参考になれば幸いです。自分のメモも兼ねて,授業実践や観察・実験教材などアップしています。
 なお,当サイトは観察・実験の実践を紹介するものであり,その安全を確実に保証するものではありません。授業などで実践する前には,充分な予備実験を行い,事故防止に努めて下さいますよう,よろしくお願いいたします。

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