芳賀サイエンスラボ

重さを実験してみよう

Posted on: 2014年6月23日

●テーマ
重さを実験してみよう

● 日付
2014年6月14日、15日

● 場所
筑波大学第2エリア 2D309実験室

●目的
おもりと滑車を用いて重さを調べる。
動滑車を用いると異なる数のおもりがつりあうようになることを実験する。
動滑車の役割を考える。
仕事量は重さ×長さであることを知る。

●参加者 (キッズⅠ, Ⅱ, Ⅲ)

講師: 芳賀和夫

スタッフ
14日 三枝彩佳、長島瑠子、三澤文香
15日 三枝彩佳、玉置隼也、遠坂尚子(長島瑠子、三澤文香)

14日午前:キッズ7名、保護者2名
   午後:キッズ12名、保護者7名
15日午前:キッズ43名、保護者29名
   午後:キッズ41名、保護者27名

全参加人数:講師1名 ,スタッフ5名 ,キッズ103名 ,保護者65名  計 174名

●時程
8:40  スタッフ集合
9:30~ キッズ集合
9:40~ 芳賀先生による説明 道具の説明と実験装置の作り方
9:50~ 工作開始
    滑車と木材をプラスチック段ボールに貼り付ける
    たこ糸を滑車に通す
    おもりにモールを通す
    クリップをプーリーに通す
2
10:20~芳賀先生による説明 
滑車を利用してものを持ち上げる利点 ex.井戸のつるべ
    滑車の種類の説明 定滑車と動滑車
10:30~実験開始
    定滑車を使ってみる
    動滑車(プーリー)を使ってみる
    動滑車を一個から三個まで増やしてみる
    おもりがつりあう数を調べる
1
11:35~仕事量は変わらないことを実験
    仕事量=重さ×長さ
3
11:50~片づけ
全日程、ほぼ同じような時間配分で進んだ

●内容
装置の組み立て
定滑車をプラスチック段ボールに固定する
おもりにモールを通す
クリップを曲げてプーリーに通す
たこ糸を準備する
プーリーをたこ糸につないでおもりを下げる

定滑車を用いた実験
上に持ち上げる力と下に引き下げる力の比較

動滑車(プーリー)を用いた実験
動滑車を用いるとつりあうおもりの数が変化する
つりあうおもりの数を探す
おもりの数が違うのにつりあうのはなぜか考える

仕事量は変わらないことを実験する
動滑車を1つ用いたときは持ち上げるために糸を2倍の長さ引く必要があることを、半分に折った紙を利用して調べる
仕事量=重さ×長さ(距離)

●スタッフ感想
 今回はサイエンスキッズでは初めての試みである滑車を使った実験でした。クリップの加工や、動滑車をスムーズに回るようにする動作など難易度の高い作業が多くありました。そのような作業の中で自分自身も皆さん全員を上手に教える、目を配ることができなかったことを反省しています。しかし実験をしていくなかで、事前には気づけなかった滑車の重りを無視できないことなどを子ども達の作った物から分かったりと私にとっても色々なことが学べる回となりました。
生命環境学群 生物学類1年 三澤文香

今回の「重さの実験」は、サイエンスキッズ史上初の試みということもあり、多くの改善点があったように思います。まず、参加するキッズの人数に対してスタッフが少なく、キッズたちの中には早く終って退屈してしまう子や、何をやっていいか分からずあたふたしてしまった子もいました。特にⅢのキッズ達は、工作だけでいっぱいいっぱいになってしまった子が散見されました。また、保護者の方が、ご自分のお子様のみならず他の子まで目を配って下さる場面も見られ、申し訳なく感じました。内容そのものは保護者の方からもキッズからも好評を頂けたようですが、サポートが不十分になってしまうとサイエンスキッズで取り扱う意味も半減してしまいかねません。今後の対策・改善点としては、
①スタッフを増やす
②対象となるキッズ達の学年や経験に応じて難易度を調整する
等が考えられます。
特に、難易度や習熟度に応じてのサポートは重要だと思いました。
今回参加していたキッズの中には、高校物理を習っていないにも拘らず様々に工夫をしたり考えたりしながら取り組んでいる子がいました。そういった子達の知的好奇心を満たす為の環境作り・スタッフ側の準備と言うものは確実に必要になるでしょう。
今回は不手際も多くあたふたとしてしまいましたが、これを次に生かしていければいいなと思います。
生命環境学群 生物学類3年 長島瑠子

今回は初めての取り組みということで、さまざまな問題点が見受けられました。まず、摩擦や動滑車の重さのせいで本来のオモリの数でつり合わないということです。キッズにつり合わない訳を教えるか、もしくは自ら考えてもらった方が良かったと感じました。次に、低学年のキッズは滑車を作成したり動滑車とオモリの関係を理解したりするのが困難だったことです。低学年用に内容を簡単にするか、スタッフの人数を増やす必要があると感じました。ただ、高学年のキッズはとても興味深く活動してくれていたため、今回の取り組みは改良して、今後も行っていくべきだと感じました。
生命環境学群 生物学類1年 遠坂尚子

今回の実験は、サイエンスキッズ初の試みだったということもあり多くの試行錯誤を必要とし、かなりやりがいのあるものでした。個人的には、実験の操作も内容の解釈も低学年の子供達には少し難しすぎたのではないかと思いました。スタッフが声を掛けるまで何もしない子も何人か見られました。そのような子にはスタッフが積極的に教えていく必要があると感じました。しかし、内容はむずかしいなりに、多くの子供達は子供達なりにたくさん組み立てて楽しんでくれていたように見えたのでよかったです。装置の改良、スタッフの数など改善してまた挑戦したいと思いました
生命環境学群 生物学類2年 玉置隼也

 今回は、まず自分で複雑な実験装置を組み立てる必要があり、まだ慣れていないキッズⅢの子供たちは装置を組み立てるのも一苦労といった様子でした。特に二日目は午前午後ともに参加者がとても多く、スタッフの目が行き届かない場面が多々ありました。滑車の数に応じてつりあうおもりの数も変わっていくという実験部分にもう少し時間を割くことができていれば、子供たちの思考過程にもっと寄り添った指導が可能だったと思います。参加人数に対してスタッフ数をもっと多くすることが、次回以降このテーマを充実させていくうえで不可欠だと思いました。改善点は他のスタッフが挙げてくれたように多々ありますが、テーマ的にはとても不思議で面白い現象を扱っていると思うので是非改良して続けていきたいです。工作が多いことも、子供たちは純粋に楽しんでくれたと感じますし、お友達とおもりを貸し借りすることでコミュニケーションもとれた良い回だったと思います。実際には滑車の重さ、ひもとの摩擦等々により、理論上の推測と異なる結果が得られます。そんな時に子供たちをどう誘導するか等、事前学習でスタッフ全員が学んでおくべきであると思います。
生命環境科学研究科 生物資源科学専攻1年 三枝彩佳

記入者 生命環境科学研究科 生物資源科学専攻1年 三枝彩佳

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