子供達大喜び!仮説実験授業の「三態変化」 [授業]
仮説実験授業を長年ずっとやってきました。この授業、子供達大喜びします。科学的な概念が身につきます。そして、本当に楽しいです。
最近は、「三態変化」という授業をやっています。
すべてのものは、原子・分子からできている。そして、すべてのものは、熱によって固体・液体・気体という三つの状態に変化する(すべてのものは三態変化する)ということが、楽しく学べます。
固体・液体・気体の分子のイメージがアニメーションでありましたので、アップします。
固体のイメージ
液体のイメージ
気体のイメージ
僕は、分子に見立てたBB弾の玉を大量にビニール袋に入れ、子供達に見せています。
少しブルブルと袋を揺らします。するとBB弾が、揺れ始めます。これが熱と共に固体が液体になっていくイメージです。
更に袋を大きく振ります。すると袋の中でBB弾が大きな音を立て、飛び回ります。これが更に熱を加えた気体のイメージです。子供達大喜びします。(すべてサークルで教わったことです。)
さて、その三態変化の中に、こんな問題があります。
ガラスや食塩や、ふつうの石も、うんと高い温度ではとけて液体になったり、気体になってしまうのでしょうか。
予想
ア.液体や気体になる
イ.液体にはなるが、気体にはならない。
ウ.固体のままで変わらない
エ.そのほかの考え( )
正解は、アです。
ガラスは、ガスバーナーを使って、とける様子を見せることができます。
僕はいつもガラス管をガスバーナーで熱し、ビューんと伸ばしたり、プーッと吹いて風船を作ったりしています。子供達、大喜びします。
石の溶けた様子は、下の映像を見せると効果的です。
溶岩は、溶けた岩と書きます。岩が液体になったものだと知り、びっくり。そしてその迫力にびっくりします。
さらに、こんな問題もあります。
空気は、気体の酸素と窒素などがまじったものです。空気を、液体や固体にすることができると思いますか。
予想
ア.液体や固体にすることはできない。
イ.液体にする事はできるが、固体にすることはできない。
ウ.液体や固体にすることができる。
さあ、みなさんはどう思いますか?
正解は、ウです。
これもユーチューブにいい映像がありましたので、アップします。
下の映像は、サイエンスショーの様子。前半、空気が液体になる様子がわかります。
本当に液体窒素が入手できれば、見せたい実験です。
更に下の映像は、固体酸素の映像。青色をしています。そして見る見る間に、気体になって消えていきます。僕も初めて見ました。
更に更に下の映像は、固体窒素を作る映像。液体窒素の温度がすでに-196 ℃という低温ですから、これは、すごい超低温にする必要があります。(-209.86度で液体から固体になるとのこと)
真空ポンプで真空にすることにより気化熱を奪い、より低温にするということだそうです。(難しいですね。)
派手な映像ではありませんでしたが、子供達、これも感動して見ていました。
さて、仮説実験授業の三態変化で、固体・液体・気体の分子のイメージができると、4年生の下の単元は、科学的な考えの元に予想を立て、楽しく学習することができます。
・空気や水をとじこめると
・ものの温度とかさ
・もののあたたまり方
・水のすがた
全部、分子の動きで、答えが予想できるのです。
たとえば、「ものの温度とかさ」の空気の膨張は、分子が熱によって激しく運動した結果です。
注射器に入れた水が縮まないのは、水の分子がびっしりと詰まっているからです。
今日も子供達、実験に大喜びでした。仮説実験授業の三態変化。本当に楽しいです。
仮説実験授業に興味のある方は、まず下の雑誌をお勧めします。