生徒が楽しく取り組むことのできる選択理科の実験例

栃木県下都賀郡石橋町立石橋中学校 石井　俊行 栃木県宇都宮市立若松原中学校 斎藤　尚之

はじめに 　選択理科は，教員サイドにはかなりの負担があると思われますが，生徒にはとても人気があり，選択者が殺到するほどです。生徒に実験計画を立てさせ，計画的に行っている学校もあるでしょうが，今回は，身近な素材をもとに，生徒が楽しく取り組むことのできる実験を２つ取り上げてみました。ご存じの方も多いことでしょうが，何らかの参考になれば幸いです。 １．空き缶を利用して綿菓子をつくる実験 (1)　ねらい 　空き缶を利用して安価に綿菓子をつくってみる。 (2)　用意するもの 　学校： 水中モーター(マブチＳ−１)，アルコールランプ，ボルト(直径４mm)，ナット，ゴム管(うきゴム)，中ザラメ，単３電池１個，キッチンフード，マッチ，ピンセット，電気ドリル 　個人： アルミ缶(350ml：コーラやビールの入っていた缶)，ラジオペンチ，割りバシ (3)　つくり方 　1) プルタブをペンチでつかんで上下に動かし，プルタブをとる。 　2) 缶の上面の中心に直径４mmほどの穴を電気ドリルで開ける。 　3) ピンセットでボルトをつまみ，飲み口から穴へボルトを内側から外側に向けて入れる。さらに，ワッシャを通し，ナットをはめてラジオペンチで空回りしないように固定する。 　4) アルミ缶の側面下方（下から１cmくらいのところ）に円周に沿って穴を電気ドリルで約10個くらい開ける。 　5) 水中モータの舵とプロペラを取り除く。 　6) 水中モーターに電池を入れるが，＋と−とを逆にして回転を逆にし，ナットがゆるまないようにする。 　7) 水中モーターと缶とをゴム管で固定し，つなげる。 (4)　やり方 　1) キッチンフードで囲った中にアルコールランプを入れ，それに火をつける。 　2) アルミ缶の飲み口の穴から，中ザラメを大さじ３杯くらい入れる。 　3) 水中モーターとアルミ缶が連結された機械を，水中モーターの部分を手で持ち上げ，アルコールランプの炎の上にかざしてザラメを溶かす。 　4) アザラメが溶けだしたら，モーターのスイッチを入れ，缶を回転させる。 　5) しばらくすると，缶の下方の複数の穴から勢いよく綿菓子が飛び出してくる。それを準備した割りばしで上手に巻きとればでき上がり。 なお，使い終わった缶はお湯でしっかりと洗えば再利用が可能である。 ＊青少年のための科学の祭典−神戸大会−での安岡久志氏の原稿を参考にした。 ２．ペットボトルロケットの製作・実験 (1)　ねらい 　爆発を利用してペットボトルロケットを飛ばす。 (2)　用意するもの 　学校： 穴を開ける道具(キリ，ネジ，釘，金槌など)，ストロー，セロハンテープ，燃料用アルコール，ピペット，チャッカマン，燃焼さじ，スタンド 　個人： 炭酸飲料が入っていたペットボトル(中は乾かしておく)，カッター (3)　つくり方 　1) ロケットをつくる。 ア ．ふたに，キリ・ネジ等で穴を開ける。 イ ．ネジ等で穴を７mmくらいに広げる。 ウ ．ストローをペットボトルの胴体にセロハンテープで固定する。 ＊翼をつくる(自由選択)。 ア ．段ボールから尾翼を３枚切り出す。形は自由 イ ．尾翼をセロハンテープでペットボトルに固定する。この際，進行方向に対して垂直にする。尾翼の取付角度が飛び方を左右する！ 　2) 発射台にロケットを接続する部分をつくる。 ア ．燃焼さじの柄の部分を先にし，燃焼さじの皿の部分から４cmくらい上の部分を鉄製スタンドにはさみ，固定して発射台とする。 　3) 燃料（エタノール）を注入する。 ア ．ふたを取りはずし，燃料のエタノールを，ペットボトル1.5ｌにつき，スポイトで0.5ml入れる。 ＊ 小さいペットボトルの場合は，それなりに量を調整する。 ＊ 量を多くしても気化しきれない。液体のエタノールは爆発せずに燃えるだけなので無駄であり，機体が燃えてしまう危険性が出てくる。 　4) 燃料（エタノール）を気体にする。 ア ．壁に沿ってエタノールをのばす，約１分間手で温める。気体になって空気中の酸素と混じることにより，爆発させることができる。 ＊ 中が水で濡れていると，エタノールは気体になりにくい。 　5) 発射台の燃焼さじをストローに通し，ロケットを固定する。 　6) 噴射口にチャッカマン等の火を近づけ，点火！ ＊ 点火する際は，ロケットの横から点火すること。また，人に絶対に向けないことを徹底する必要がある。 ＊ 噴射口の先に手を持ってこないこと。噴射するガスは熱い。 ＊ 再び発射するときには，ペットボトル内の空気を入れ換えること。先の爆発で酸素が使われているので，酸素をもう１度入れ直す必要がある。